|
для большинства людей основную часть их состояния составляет их работоспособность
Даниил Бернулли
|
8 февраля, исполнилось
314 лет со дня рождения
Даниила Бернулли.
Википедия
Даниил Бернулли (Daniel Bernoulli; 29 января (8 февраля) 1700 — 17 марта 1782), швейцарский физик-универсал, механик и математик, один из создателей кинетической теории газов, гидродинамики и математической физики. Академик и иностранный почётный член (1733) Петербургской академии наук, член Академий: Болонской (1724), Берлинской (1747), Парижской (1748), Лондонского королевского общества (1750). Сын Иоганна Бернулли.
(Надеюсь, благодаря вчерашнему топику о семье Бернулли (eek.diary.ru/p195377896.htm) родственные связи проследить достаточно легко).БиографияДаниил родился 29 января 1700 года в Гронингене (Голландия), где его отец Иоганн Бернулли тогда преподавал математику в университете. С юных лет увлёкся математикой, вначале учился у отца и брата Николая, параллельно изучая медицину. После возвращения в Швейцарию подружился с Эйлером.
1721 год: сдал экзамены на медика в Базеле, защитил диссертацию. Затем уехал в Италию, где набирался опыта в медицине.
1724 год: выпустил «Математические этюды», принесшие ему известность.
1725 год: вместе с братом Николаем уезжает по приглашению в Петербург, где по императорскому указу учреждена Петербургская академия наук. Занимается там медициной, но потом переходит на кафедру математики (1728), ставшую вакантной после смерти его брата Николая. Момент для приезда был чрезвычайно неудачным — как раз скончался Пётр I, началась неразбериха. Приглашённые в Академию иностранцы частично рассеялись, но Даниил остался и даже уговорил приехать друга Эйлера (получил приглашение в 1726 году, прибыл в Санкт-Петербург в 1727 году). Но тут умерла императрица Екатерина I, и властям окончательно стало не до Академии. Вскоре Даниил вернулся в Базель (1733). Он остался почётным членом Петербургской академии, в её журнале опубликованы 47 из 75 трудов Даниила Бернулли. Во время пребывания в России он напечатал «Замечания о рекуррентных последовательностях» (1728) и подготовил свой главный труд: монографию «Гидродинамика» (опубликована в 1738 году).
Титульный лист «Гидродинамики»
1733: устроился профессором анатомии и ботаники в Базеле (других вакансий не было). Ведёт оживлённую, взаимно полезную переписку с Эйлером.
1738 год: как результат многолетних трудов выходит фундаментальный труд «Гидродинамика». Среди прочего, там содержится основополагающий «закон Бернулли». Дифференциальных уравнений движения жидкости в книге ещё нет (их установил Эйлер в 1750-е годы).
1747—1753 годы: важная серия работ о колебаниях струны. Даниил Бернулли, исходя из физических соображений, догадался разложить решение в тригонометрический ряд и провозгласил, что этот ряд — не менее общий, чем степенной. Эйлер и Д’Аламбер выступили с возражениями; вопрос был решён только в XIX веке, и Бернулли оказался прав.
1748 год: избран иностранным членом Парижской Академии наук.
1750 год: перешёл на кафедру физики Базельского университета, где и трудился до кончины в 1782 году. Дважды был избран ректором. Умер за рабочим столом весной 1782 года.
Женат не был. Отношения с отцом колебались от натянутых до враждебных, споры между ними о приоритете не утихали.
Научная деятельностьчитать дальшеБолее всего Даниил Бернулли прославился трудами в области математической физики и теории дифференциальных уравнений — его считают, наряду с Д’Аламбером и Эйлером, основателем математической физики.
Физик-универсал, он основательно обогатил кинетическую теорию газов, гидродинамику и аэродинамику, теорию упругости и т. д. Он первый выступил с утверждением, что причиной давления газа является тепловое движение молекул. В своей классической «Гидродинамике» Даниил Бернулли вывел уравнение стационарного течения несжимаемой жидкости (закон Бернулли), лежащее в основе динамики жидкостей и газов. С точки зрения молекулярной теории он объяснил закон Бойля — Мариотта.
Даниилу Бернулли принадлежит одна из первых формулировок закона сохранения энергии (живой силы, как тогда говорили), а также (одновременно с Эйлером) первая формулировка закона сохранения момента количества движения (1746). Он много лет изучал и математически моделировал упругие колебания, ввёл понятие гармонического колебания, сформулировал принцип суперпозиции колебаний.
В математике опубликовал ряд исследований по теории вероятностей, теории рядов, численным методам и дифференциальным уравнениям. Он первый применил математический анализ к задачам теории вероятностей (1768), до этого в ней использовался только комбинаторный подход. Бернулли продвинул также математическую статистику, рассмотрев с применением вероятностных методов ряд практически важных задач.Закон Бернулличитать дальшеЗакон (уравнение) Бернулли является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной (то есть без внутреннего трения) несжимаемой жидкости:
`{rho v^{2}}/2+rho gh+p=const`
Здесь
`rho` — плотность жидкости,
`v` — скорость потока,
`h` — высота, на которой находится рассматриваемый элемент жидкости,
`p` — давление в точке пространства, где расположен центр массы рассматриваемого элемента жидкости,
`g` — ускорение свободного падения.
В научной литературе закон Бернулли, как правило, называется уравнением Бернулли (не следует путать с дифференциальным уравнением Бернулли), теоремой Бернулли или интегралом Бернулли.
Константа в правой части часто называется полным давлением и зависит, в общем случае, от линии тока.
Размерность всех слагаемых — единица энергии, приходящаяся на единицу объёма жидкости. Первое и второе слагаемое в интеграле Бернулли имеют смысл кинетической и потенциальной энергии, приходящейся на единицу объёма жидкости. Следует обратить внимание на то, что третье слагаемое по своему происхождению является работой сил давления (см. приводимый в приложении вывод уравнения Бернулли) и не представляет собой запаса какого-либо специального вида энергии («энергии давления»).
Соотношение, близкое к приведенному выше, было получено в 1738 г. Даниилом Бернулли, с именем которого обычно связывают интеграл Бернулли. В современном виде интеграл был получен Иоганном Бернулли около 1740 года.
Для горизонтальной трубы `h=0` и уравнение Бернулли принимает вид: `{rho v^{2}}/2+p=const`.
Эта форма уравнения Бернулли может быть получена путём интегрирования уравнения Эйлера для стационарного одномерного потока жидкости, при постоянной плотности `rho`: `{dv}/{dx}=-1/{rho}\cdot{dp}/{dx}`.
Согласно закону Бернулли, полное давление в установившемся потоке жидкости остается постоянным вдоль этого потока.
Полное давление состоит из весового `(rho gh)`, статического `(p)` и динамического `({rho v^{2}}/2)` давлений.
Из закона Бернулли следует, что при уменьшении сечения потока, из-за возрастания скорости, то есть динамического давления, статическое давление падает. Это является основной причиной эффекта Магнуса. Закон Бернулли справедлив и для ламинарных потоков газа. Явление понижения давления при увеличении скорости потока лежит в основе работы различного рода расходомеров (например труба Вентури), водо- и пароструйных насосов. А последовательное применение закона Бернулли привело к появлению технической гидромеханической дисциплины — гидравлики.
Закон Бернулли справедлив в чистом виде только для жидкостей, вязкость которых равна нулю. Для описания течений реальных жидкостей в технической гидромеханике (гидравлике) используют интеграл Бернулли с добавлением слагаемых, учитывающих потери на местных и распределенных сопротивлениях.
Эффект Вентури
Закон Бернулли позволяет объяснить эффект Вентури: в узкой части трубы скорость течения жидкости выше, а давление меньше, чем на участке трубы большего диаметра, в результате чего наблюдается разница высот столбов жидкости `Delta h` бо́льшая часть этого перепада давлений обусловлена изменением скорости течения жидкости, и может быть вычислена по уравнению Бернулли.Что почитать1. Уравнение Бернулли
Элементы2.
 |
Григорьян А. Т., Ковалев Б. Д. Даниил Бернулли 1700-1782. - М.: Наука, 1981.
Генеалогия рода Бернулли. Ранние годы в г. Гронинген в Голландии. Гимназия и университет в Базеле. В Италии. Служба в Петербургской АН (1725- 1733). Профессор анатомии и ботаники в Базеле. Научные интересы. Теоретическая гидродинамика. Теория колебаний. Теория вероятностей. Дифференциальные уравнения. Кинетическая теория газов. Последние годы.- Библиография: Труды Бернулли (86 назв.); Издания на рус. языке (4 назв.); Переписка Бернулли (4 назв.); Работы о Бернулли (18 назв.). Хронология жизни. Примечания и использованная литература (482 п.) - в постраничных сносках. Указатель имен.
Скачать (djvu, 7 Мб) libgen.org |
-
-
09.02.2014 в 23:14..
-
-
09.02.2014 в 23:21