Темы докладов, страница 109 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Гравитационные явления. Параграф 25. Движение тела, брошенного под углом к горизонту. Вопросы - страница 109.

Условие.

Как развивалась баллистика.

Решение.

Баллистика — наука о движении тел, брошенных в пространстве, — прошла долгий путь развития от эмпирических наблюдений до сложнейшей области физики и математики, основанной на компьютерном моделировании. Её история тесно связана с развитием военного дела, артиллерии и ракетостроения.

В древности и Средние века представления о движении снарядов были далеки от научных. Аристотель считал, что брошенное тело движется под действием силы, переданной ему от источника, а после её иссякания начинает падать вертикально вниз. Позже, в XIV веке, философ Жан Буридан предложил теорию «импетуса» — некоей внутренней движущей силы, вложенной в снаряд, которая постепенно исчерпывается. Хотя эта теория была ошибочной, она стала шагом вперёд по сравнению с идеями Аристотеля, поскольку предполагала, что снаряд обладает неким внутренним свойством, заставляющим его двигаться после вылета.

Научный подход к баллистике зародился в эпоху Возрождения. Итальянский математик Никколо Тарталья в своём труде «Новая наука» (1537 г.) первым попытался применить математику для описания траектории артиллерийского снаряда. Он правильно предположил, что максимальная дальность полёта достигается при угле возвышения в 45°, однако ошибочно считал, что траектория состоит из трёх участков: прямолинейного взлёта, дуги окружности и прямолинейного падения. Революцию в понимании движения совершил Галилео Галилей. В своих работах (около 1638 г.) он разложил движение снаряда на две независимые составляющие: равномерное движение по горизонтали и равноускоренное движение (падение) по вертикали. Сложив их, он математически доказал, что в безвоздушном пространстве траектория полёта тела является параболой. Это открытие заложило основы внешней баллистики.

В XVII-XVIII веках труды Исаака Ньютона, сформулировавшего законы движения и закон всемирного тяготения, предоставили фундаментальную теоретическую базу для расчёта идеализированных траекторий. Однако главной проблемой оставалось сопротивление воздуха, которое делало параболическую модель Галилея неточной для реальных условий. Английский инженер Бенджамин Робинс, «отец современной артиллерии», в 1742 году изобрёл баллистический маятник для измерения начальной скорости пули и провёл обширные эксперименты по изучению влияния сопротивления воздуха. Он доказал, что это влияние огромно и зависит от скорости и формы снаряда. Позже Леонард Эйлер и другие математики разработали методы для численного решения уравнений движения с учётом сопротивления воздуха, что приблизило теорию к практике.

XIX век стал периодом систематизации и индустриализации баллистики. Появилась внутренняя баллистика — раздел, изучающий процессы, происходящие внутри ствола орудия во время выстрела. Это было связано с изобретением бездымного пороха, который обеспечивал более стабильное и мощное горение. Для нужд артиллерии создавались всё более точные методы расчёта. Англичанин Фрэнсис Башфорт разработал хронограф для измерения скорости снаряда в разных точках траектории, что позволило создать эмпирические таблицы сопротивления воздуха. Настоящим прорывом стал «метод Сиаччи», предложенный итальянским математиком Франческо Сиаччи в 1880 году. Этот метод значительно упрощал расчёты и позволял быстро составлять точные таблицы стрельбы, которые стали стандартом в армиях по всему миру на многие десятилетия.

В XX веке развитие баллистики было тесно связано с мировыми войнами и технологическим прогрессом. Потребность в точной стрельбе на большие дистанции потребовала колоссальных вычислительных ресурсов для составления таблиц стрельбы. Эти задачи решали целые вычислительные бюро, состоявшие из людей-«компьютеров». Появление первых электронных вычислительных машин, таких как ЭНИАК в 1940-х годах, произвело революцию. Одной из первых задач ЭНИАКа как раз и был расчёт баллистических таблиц, с которой он справлялся в сотни раз быстрее человека. В эпоху Холодной войны и космической гонки принципы баллистики были распространены на движение баллистических ракет и космических аппаратов, что привело к возникновению новой науки — астродинамики. Сегодня баллистика — это комплексная наука, использующая мощные компьютеры для моделирования всех аспектов полёта снаряда. Она включает в себя внутреннюю, внешнюю, терминальную (изучающую действие снаряда у цели) и судебную баллистику.

Ответ: Развитие баллистики прошло путь от примитивных натурфилософских представлений античности (теория Аристотеля) через первые математические модели эпохи Возрождения (Тарталья, Галилей) к созданию фундаментальной теоретической базы на основе законов Ньютона. Ключевыми этапами стали учёт сопротивления воздуха (Робинс, Эйлер), развитие внутренней баллистики и создание практических методов расчёта для артиллерии в XIX веке (Сиаччи). В XX веке революцию в баллистике произвело появление электронных компьютеров, позволивших проводить сложнейшие расчёты для артиллерии, ракетной техники и космических аппаратов, превратив её в современную высокоточную науку.