机械专业外文文献翻译-外文翻译--1593年时伽利略的Le_Mecaniche中的早期TMM

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1 附录Ⅱ 外文文献翻译 1593 年时 伽利略 的 的 早期 摘 要 本论文主要论述和评价 伽利略 在机械工程原理方面的成就。 篇简短的论文，自从 它在 面被撰稿为第一本学术教科书以及在论文中已经使用现代观点后，它就被认为在机械工程上有着很重要的历史意义。 关键词： 机械工程历史，机械力学， 史，伽利略 文章大纲 利略 回顾 现代的 意义 第一章 言 在文艺复兴早期， 随着实际应用 的增多 和社会需求 的 增加 ，产生了对 理论 概念的需要， 机械工程这一主题就引起了越来越多的注意 。 虽然在文艺复兴期间 ,个别的研究和机器设计有所发展并获得了重要的进步，但是这 破坏了学科 界限 的 规范。事实上 ， 在大学里没有团体致力于研究 机械 工程的实际应用 方面。 机械力学这一课题被当作 应用数学来教授， 更有一些不成功的人企图不在大学框架规划内为工程师建立一套详细而精确的设计计划 。 在 1597 ，伽利略（ 1564 非常有名 的帕多瓦大学里成功地提出了第一个关于机械力学独立的学术课程 使用了这篇简短的论文“ 它可以被译为机械问题）。在 1593 年 ，这篇论文似乎 已经 被 写出 来了。而 在伽利略的研究工作中， 常被认为是次要的工作，因为在机 械力学这一方面它只是伽利略著作 发展过程中最初的 几 步。 在 ，伽利略通过提升重物 来分析机器的基本原理，即杆、绞盘 、滑轮 ，和螺旋。通过调查机械的实际操作过程和使用适当的模型来精密分析这些机器，而这些模型建立在早期的几何学和运动学。另外，在论文中提到了被大家普遍关心的实际问题，因此，它已经被认为对实用工程和工程设计有了一定的用处。 所有的机构 通过适当的模型来分析研究，说得更精确些，伽利略通过应用扛杆系 统来研究要分析的机构 。因此，机械的扛杆原理被认为是最基本的原理。伽利略明确地引用说，这与 阿基米德的“机械问题”中提到的经典法是一致的。伽利略也提到这 项 工作由 过。伽利略看起来似乎不仅已经被 大地鼓舞着，而且也被像 及 些人的工作极大地鼓舞着。在那时，他们这些人正在 研究 决定刚性物体重心的问题，且 也 被 古典著作 影响着。在 ，伽利略解释到，决 2 定刚体重心的理论分析 的结果能被运用到 研究 工程学 的实际问题当中去。实际上，这些问题当作的一个方面使得 为机械学术领域和现代 工程学发展过程中的一个里程碑。 写的 先驱著作“ 认为是 最早承认 力学 在机械制造中的 重要性。实际上伽利略看来似乎已经 从 著作 中 和他与 好的接触 中得到了灵感。 在本论文中， 用 一种现代的 数据整理分析的方法来 评论 文，并且它的意义被按照历史 上 的和学术上的观点论述。 第二章 伽利略 回顾 这篇简短 的论文 由一些小章节组成，即就是，关于力 学 的介绍 和 所用的仪器设备，定义，机械广告，秤和扛杆系，绞盘，滑轮，螺旋，推进力。 伽利略在开始撰写这篇论文时就强烈地抨击一种思想，那就是无论什么都可以被机械制造出来，这与他致力于创造永动机想法是互相矛盾的。然而，他强调，当机器的操作运转能完全地被力所作用的时候，机器就能 成为很有用的强大的工具。因此，他 用机械的力学 性能介绍了提升重 物 的 例子 ，这关系到 力 、位移 和速 度之间的作用关系。实际上，通过强调当同样的大小冲量时，较大的力产生较 小 的 速度，较小的力 产生 较大的速度，伽利略清楚地 阐述 了机械动力这一概念。伽利略 工程学 的观点 ，被一种“动力”更进一步地 阐述 了，那就是包括操作员在内，动力是任何一种原始状态的 推动器。在介绍 这些初步观察 资料时，伽利略给机械效用和力学作用下了一个定义，从而，认为机械力学成为一个独立的学科有了一定的价值。 在定义 这一章节中，伽利略解释到，重力是向下移动的内因和本质 。他介绍说，他广泛地在这论文中引用一个概念，即力的静力矩，来证明他所分析研究的扛杆系 统的平衡问题。实际上，这种方法被认为是，在处理机械 操作的 实际问题上，第一个严格地应用力与运动这两个概念 。 因此，以这一种通用的形式与方法，伽利略利用静态平衡条件来分析刚性物体重心的定义。从中他也推导出具体实际情况下的静态平衡的应用。 在这一章节中 ,伽利略通过分析 速度来强调杠杆的 运动。另外， 他再一次 阐 述了一个静力矩的实际计算 方法 。 经过以上的初步说明后 ，伽利略分别用单独的章节来分析 每个机构的 基本原理。 伽利略非常详细地分析了 平时 实际中应用最 多的 杠杆的操作 方法，例如，杆秤 。 通过使用日常应用得术语，注释物体的特性（ 物质 、 形状 、 大小） 来强调实际操作方法 。 通过确定 静态平衡，使用静力矩来分析研究 这种操作 。另外，在运动与平衡之间，通过速度赋值来描述 动态情况 。 对于机构分析来说，用 模型 来研究是非常适当的，模型被认为是最 早的 运动学 图。伽利略从现实 体系，如图 象出基本 的几何形态 ，如图 来进行 运 动研究。 同样地， 论文中 普 遍利用 运动图 来辅助分析研究机 构 。 图 始体系 ； 动图。 3 根据图 种 平衡状态被清楚地 表述出来 了， 公式为 ： F**以上的公式中， P 是 被撬物体的重力 ， F 是外作用力， 距杠杆支点的距离。 在绞盘这一章节中，伽利略 运用了 运动图 ，其中，他强调了轮轴和 负 载的作用， 相当于一个杠杆，如图 2 所示 。 当他进行了不同的 等效 平衡分析 后，他用一个简单直接的方式获得了 这台 机器 的效率和操作性能 。实际上，他也通过作图 大概讲 述了提高系统效率的一 条路线。 如图 2 所示 ， 一个物体通过适当的布置经过点 F、 L、 X， 这被认为是现代皮带传动的基本原理 。这种新的解决办法被认为是设计 成功的一个例子，它能从实体模型中抽象出来进行分析。 图 2 伽利略 研究和改善的绞盘传动 绞盘体系中使用轴和载荷之间的力学性能，它的目的是强调力学在实际应用中的可行性，这比它提高的机械效率更加有用。作为这篇论文工程学的目的，这一方面又被再一次充分地解释。 在滑轮这一章节 中，伽利略介绍了杠杆的第二种类型的基本原理和分析过程，即负载位于 支点和作用力之间 。随 后，他分析这种 系统的 力学和操作过程，并且 强调这是一个 等效杠杆 系统。伽利略用运动图 介绍了滑轮，他指出它作为连续的操作杆的实际的效用，而不是使用一个小的 力来提升重 物的优势。这种等距杠杆有着相等的杠杆臂，即滑轮半径。然后，他承认这种机器的设计目标是使操作 起来更加容易。另外，伽利略表示， 在机械设计中 通过 增加 滑轮的 倍数，并在 滑轮组上适当地加载物体，从这种机构 中可 以获得更加有效率的机器，这就产 生了复滑轮的设计。因此，通过一个双杠杆方案，一个滑轮体系能建立如图 3 所示的图，说得更精确些，要拉起电梯却只要其电梯重力一半的作用力。 4 图 3 通过使用图 杠杆模型来分析图 复滑车 通过这种方法的概括，伽利略示范了怎样设计和操作一个倍数滑轮体系，这个倍数滑轮体系被认为是一 个杠杆同若干个杠杆并行操作的体系。这是杠杆体系中偶数滑轮组的一个例子。对于奇数的滑轮体系，伽利略也得到了一个滑车和它等效杠杆体系运动图。为此，他注意到这种结论能在以前的例子中同样地得出。 在螺旋这一章节中，伽利略以谈论螺旋的设计意义开始，因为螺旋在许多机器中有着不同的实际应用。为了解释螺旋的这种实际操作效率，伽利略经过一个特殊的处理，引用有角杠杆，在斜面上，利用刚体的动力学来分析。另外，除重力以外当所有的作用力都被忽视时，他简述了在斜面上刚体动力学的基本原理。因而，与 错误尝试相比，他以这种形式 获得了一个正确的答案，并且也被 际上在那个时候，这个课题还被许多人忙于研究，并且有一些人找到了正确的方法。例如，在 1608 年， 功地解决了斜面永恒运动不可能性的这一个问题。 如图 过分析斜面交角杠杆 平衡状态，伽利略解释了螺旋的研究过程，其实这也与图 H 斜面是等效的。 图 4 斜面 研究 (a)模型； (b)等效交角杠杆； (c)现代 杠 杆微积分图。 如图 4 所示，沿着斜面的方向，已知角 a，利用平衡状态，则可以得出以下公式： 但是根据如图 示几何形态 得： K/此，在图 4 中，考虑到 B， 即 杠杆的半径， 参考现代的图像， 图 ： P**上杠杆的平衡状态是以静力矩平衡状态的形式表现出来的。 然后，伽利略阐明了像圆柱体的斜面螺旋。论文最后，他解释了在斜面上的刚体位移必须被分解为垂向分量，因为它起因于刚体重力的作用。 在关于阿基米德螺旋泵的 这一章节中，伽利略描述了泵 的设计和它的实际操作过程。 这是螺旋设计和等效斜面应用于实践的一个杰出 例子，他认为这一设计不仅了不起而且非 常令人惊奇。这 个设计给 予了他证明实践 应用能成功的机会，沿着 给出的 固定螺杆泵的坡度，相当于一个 等效斜面，如图5，允许水沿着重力方向和沿着螺旋轴上升的方向流动 。 5 图 5 螺旋泵 的等效斜面 和 设计 在这篇论文中 ,伽利略对冲力 也作了简略的讲述。当时，冲力的实际应用， 还是一个未解决的问题，。他 通过 动力 学性能 来 处理 这个问题，他认为 其 力 学性能 就是物体的速度和它所受力大小以及它的位移。伽利略解释到刚体产生位移是由于冲力的作用，冲力产生的能量和刚体吸 收能量产生的位移之间存在一个平衡状态，并可 以用公式表示 F*v*△ t=R*Δs 其中 F 表示作用在刚体上的作用力， R 表示作用在刚体上的反作用力， v 表示 F 作用在刚体上的瞬时速度， ΔΔ生 的位移。 伽利略用 另外 的问题 结束了 论文 ， 这 些 问题 同样可以用论文中已经分析过的方法 解决。 第三章 重要现代意义 篇论文有着重要的意义，不仅是因为历史的原因，而且也由于它在学术上建立了一个恰当的观点，它不平常的观察角度。 它 是一本教科书，是机械分类的开始，它使机械设计和实际操作 公式化了。 谈到历史 意义， 伽利略 的 著作 是内容丰富的文献 （因为篇幅所限，这里不在叙述） 通过这本文献能找到 [2]的 注解。最近，技术综论也提到了，例如 [11] 作为课堂上的教科书，这篇论文被确认为存在 4 种手稿的简略 本和 14 种手稿 的长版本。 简略版本似乎是这 篇 论文的第一个版本。 由于在语言上有小的细节不同，它 就有 了 许多不同的 稿件，所以，这篇论文被认为已经具备 课堂教学的条件。 虽然伽利略确实是其论文的创作者 ， 但 实际上， 这种情况的出现 跟伽利略 本人 没有什么关系。伽利略提出了有关机械力学的课程，但这跟 1593 年到 1604 年亚里士 多德和欧几里德的工作也是有关系的，后来 学和 学 也 分离 出 了机械力学的课程。论文可以作为课堂上的教科书 ，也因为论文中 图表简明严格的风格，可以应用到分析统计学问题，描述一个模型 ,用一个公式来解决问题和更进一步地讨论解释 实际应用问题。这种教学观点很重要，伽利略依靠和利用早期运动学上的图表，他得出了一些关于实际机器的结论，强调了主要的设计参数并使参数适当地公式化了。 遵循这种已经建立的经典的传统 方法和 主要工作，由于机械力学实际 应用的多样性，伽利略为了推导 出 一个统一的机械杠杆原理 ，他研究了许多机器的基本原理， 其基本原理作为当时机械的分类方法。事实上，当他研究基本机构的操作时，他发现了一种新的机构，即就是，把以上提到的皮带传动当做 提高滑轮体系效率的方法。因此，伽利略的这种不同寻常的方法被认为是考虑 6 了一种新 的基理 来研究机 构，利用这种机理 可以设计并使用许多其他的机 构。当 用 阿基米德的方法重新研究机构时， 伽利略 对基本机构采用了传统的分类法。 另外，他 在研究中提出的实践工程学的观点， 不仅直接地培养了人 才 而且也认人更加关心实际问题。 伽利略抱着一种 得 到 分析公式的明确目的 ，对机构 的 运转 做分析研究。在这篇 论文中，不仅写入了当时常规中没有的数学表达式，而且，也加入了相关 问题的图像和解决问题的图像，并加了相关的注释。数学表达是如此地明确的和简明的，以至它们能容易地被理解，例如，像论文中用图 1，图 2，图 3 所做的分析一样。伽 利略的公式化是论文中所描述的一个方法，它直接指向模拟问题，能被 用了 分析和设计机器等，例如，用图 4 的图像来研究螺杆泵。 第四章 结 篇论文被认为是关于 第一 本 学术教科书， 1593 年到 1604 年，伽利略按照它的理论分析和实践 观点，研究了一个 精确的机械力学 系统 。它的重要性是，事实上也是第一个成功地获得了机械力学的地位，并在这一领域成为了一个独立的学科，这就是典型的现代 7 附录 Ⅲ 外文文献原文 MM e 593 In on is e be of in it a it of 1. 2. A e 3. e 4. a in to an of of of a it In at no to of of as an of to a of 1564–1642) at 597–1598. In he [1] 2] (it be to e is as a s it is as a in of in of e of ‘, ‘, ‘, ‘. A of is by of s by of In so it be to 8 by to as of as is in [3], to 4]. to 5], by of 6] 1494–1575) [7], 1509–1575) [3] 4], 8] 1501–1576) [9], at of of in by e of a of of a be of is of e a in in of [5], be be as of of of to by s he In e is a is in of 2. A e is in n of a a of be by in at to he be he of is to of he to of by is by to a ‘as an be of a In of of of as In of of by In he of of a he in to of he be as of of a of a in of 9 by of of of in a he In of s by In he on of of a of in of by to ‘. is on of is by of of In by an of It is of be as a 1(a), 1(b). to in 1]: (a) a (b) a 1(b), is it be **1) in is of F is CD C In to a in he of an a as to a 2. an of he of in a he a to of by a be as a , L, 2. is as of be 10 2. of 1]. of an is to of be as an of In of a of he by a A is a is as a of a In of is he of is In be by of in a in of by to a a be as 3 an is of 3. of a a) by a b) [1]. By to a to as a in is an of of a of a he be to 11 In by on of a in In to of a of of a on an by of a to In he of of a on an he a he a in a by at 608 of an 10] of of of a by of an BF 4(b) is to H 4(a). 4. of (a) a 1]; (b) an 1]; (c) a to 4(a), by of by , (2) of 4(b) K/3) F = AB as of 4(b) to a 4(c), it 4) is in of a of as an is on a he a of a on an be by to it is to of In as a 12 of of a as he (‘ ). to a by a of to an to up to 5. 5. of a 1]. is a on of a as an of in to by at of he in in a is as to of a is as a of in Δs (5) in is R is in v is of , Δt is s is a be by he in 3. e e it is a of it is a it a of it a formulatio