ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: ΚΛΑΣΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Καθηγητής: Σ. ΠΝΕΥΜΑΤΙΚΟΣ Η Κλασική Μηχανική σηµματοδοτεί την πρώτη µμεγάλη επανάσταση της ανθρώπινης σκέ- ψης στην πορεία της για την ερµμηνεία και κατανόηση της φυσικής πραγµματικότητας, µμετά τους φιλοσοφικούς προβληµματισµμούς που αναπτύχθηκαν στην Αρχαία Ελλάδα. Οι πραγµματείες του Αριστοτέλη, η θεµμελίωση της Γεωµμετρίας από τον Ευκλείδη και το έργο του Αρχιµμήδη, δηµμιούργησαν το υπόβαθρο στο οποίο, αιώνες αργότερα, βασίστηκαν ο Γαλιλαίος και ο Νεύτωνας προκειµμένου να διαµμορφώσουν τη σύγχρονη αντίληψη της Φυσικής, δίνοντας παράλληλα το έναυσµμα στην εξέλιξη των Μαθηµματικών. * Η Επιστήµμη, αλλά και ολόκληρος ο Πολιτισµμός, εξελίσσονται σε µμια σειρά σκέψεων και πράξεων που κάθε µμια οικοδοµμείται επάνω στις προηγούµμενες. Η πορεία προς τη Γνώση περνά από την παρατήρηση και την εµμπειρία αλλά δεν περιορίζεται στην απλή καταγρα- φή τους. Αυτό δεν σηµμαίνει ότι η παρατήρηση είναι απλή διαδικασία και πολύ περισσό- τερο η αξιολόγηση και ταξινόµμηση των εµμπειρικών δεδοµμένων, αφού απαιτείται επιλογή ορθού κριτηρίου. Όµμως, ο εντοπισµμός των πρωτογενών αρχών απαιτεί νοητικά άλµματα που οδηγούν στην υπέρβαση του αισθητού. Ο Λόγος, κατά την αντίληψη του Ηράκλειτου, βρίσκεται πέρα από το περίπλοκο ορατό, στο απλό αόρατο, και εκεί, µμέσα από ανε- παίσθητες σχισµμές, κάποιες φευγαλέες στιγµμές, αποκαλύπτονται τα µμυστικά της Φύσης. Πίσω από τα σύµμβολα, η µμαθηµματική σκέψη καθορίζει τη συλλογιστική πορεία προς τον εντοπισµμό των πρωτογενών αρχών. Και αν τις περισσότερες φορές δεν είµμαστε σε θέση να τον αντιληφθούµμε, δηλαδή να απαντήσουµμε στο ερώτηµμα «γιατί;», τουλάχιστον ας αναγνωρίσουµμε τη σηµμασία του για τη µμαθησιακή διαδικασία. Η Κλασική Μηχανική προκάλεσε τη δηµμιουργία του Απειροστικού, του Διαφορικού και του Ολοκληρωτικού Λογισµμού, ενώ η µμετεξέλιξή της στην Αναλυτική Μηχανική ανέδειξε ακόµμη περισσότερο τη σπουδαιότητα της Μαθηµματικής Ανάλυσης. Πρόκειται για εξαιρε- τικό παράδειγµμα της πορείας της ανθρώπινης σκέψης που µμέσα από τη µμαθηµματική συλλογιστική οδηγήθηκε στην ανακάλυψη σηµμαντικών µμηχανισµμών της Φύσης και στην αξιοποίησή τους µμε την ανάπτυξη της Τεχνολογίας. * Galileo Galilei: Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, 1632. Isaac Newton: Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, 1687. Leonhard Euler: Mechanica sive Motvs Scientia, 1736.
Το µμάθηµμα της Κλασικής Μηχανικής, µμε το περιεχόµμενο που παρατίθεται, απευθύνεται στους τριτοετείς φοιτητές του Τµμήµματος Μαθηµματικών του Πανεπιστηµμίου Πατρών. Κατά τη διδασκαλία θα ακολουθήσω την ορθολογική µμαθηµματική πρόσβαση και θα προσπαθήσω να αναδείξω το ενδιαφέρον που παρουσιάζει ο διάλογος µμεταξύ Φυσικής και Μαθηµματικών. Το µμάθηµμα αυτό θα δώσει τη δυνατότητα να αξιοποιήσετε και να εφαρµμόσετε τις γνώσεις που έχετε ήδη αποκτήσει σε προηγούµμενα µμαθήµματα: Πραγµματική Ανάλυση, Διαφορικές Εξισώσεις, Γραµμµμική Άλγεβρα, Αναλυτική Γεωµμετρία. Σκοπός της διδασκα- λίας δεν είναι η αποµμνηµμόνευση θεωριών αλλά η µμύηση στην αναζήτηση της γνώσης µμέσα από τον ορθολογισµμό που προσφέρουν τα Μαθηµματικά. Πέρα από το βιβλίο που θα έχετε στη διάθεσή σας είναι σηµμαντικό να ανατρέξετε και σε άλλα πανεπιστηµμιακά συγγράµμµματα που θα βρείτε στη βιβλιοθήκη ώστε να µμορφώσετε άποψη και εικόνα δια- φορετικών διδακτικών προσεγγίσεων. Άλλωστε, ζητούµμενο της ακαδηµμαϊκής µμαθησι- ακής διαδικασίας για την προσέγγιση της γνώσης είναι η ανάπτυξη κριτικής σκέψης που οδηγεί στην ευρύτερη επιστηµμονική αντίληψη. Εκτός από την προγραµμµματισµμένη εβδοµμαδιαία διδασκαλία, µμπορείτε να συζητάτε τις απορίες σας µμε τους καθηγητές και επιστηµμονικούς συνεργάτες στο Σπουδαστήριο Μηχανικής του Τµμήµματος Μαθηµματικών. Κατά την εξέταση του µμαθήµματος µμπορείτε να χρησιµμοποιείτε τις σηµμειώσεις και τα βιβλία σας, αλλά για να σας φανούν χρήσιµμα προϋποτίθεται ότι θα έχετε προηγουµμένως κατανοήσει τις έννοιες που περιέχουν. Το µμάθηµμα αποτελείται από τρία µμέρη και για την ολοκλήρωσή του απαιτούνται 13 διδακτικές εβδοµμάδες: Μέρος Α. ΘΕΜΕΛΙΩΔΕΙΣ ΑΡΧΕΣ ΤΗΣ ΚΛΑΣΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ Μέρος Β. ΠΕΔΙΑ ΔΥΝΑΜΕΩΝ ΣΤΗΝ ΚΛΑΣΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ Μέρος Γ. ΟΙ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ ΤΩΝ ΣΤΕΡΕΩΝ ΣΩΜΑΤΩΝ Σπύρος Πνευµματικός Καθηγητής Γεωµμετρίας & Μηχανικής Τµμήµματος Μαθηµματικών Πανεπιστηµμίου Πατρών ΚΛΑΣΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ, Σ. Ν. ΠΝΕΥΜΑΤΙΚΟΣ
ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ (384-322 πχ) ΠΕΡΙ ΦΥΣΕΩΣ ΚΛΑΣΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ, Σ. Ν. ΠΝΕΥΜΑΤΙΚΟΣ
Galileo Galilei ( 1564 1642 ) Η φιλοσοφία της φύσης είναι γραµµένη σε εκείνο το µεγάλο βιβλίο που βρίσκεται συνεχώς µπροστά στα µάτιά µας, εννοώ το Σύµπαν. Δ εν µπορούµε όµως να τα κατανοήσουµε χωρίς να µάθουµε πρώτα τη γλώσσα του και να αντιληφθούµε το νόηµα των συµβόλων της. Το βιβλίο είναι γραµµένο στη γλώσσα των Μαθηµατικών. Διάλογος μεταξύ δυο νέων Επιστημών 1638 ΚΛΑΣΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ, Σ. Ν. ΠΝΕΥΜΑΤΙΚΟΣ
Isaac Newton ( 1642 1727 ) Όλο το µέληµα της φιλοσοφίας φαίνεται να συνίσταται στο εξής: από τα φαινόµενα των κινήσεων αναζητείστε τις δυνάµεις της φύσης και, κατόπιν, από τις δυνάµεις αποδείξτε τα άλλα φαινόµενα. Μαθηµατικές Αρχές της Φυσικής Φιλοσοφίας 1687 ΚΛΑΣΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ, Σ. Ν. ΠΝΕΥΜΑΤΙΚΟΣ
Leonhard Euler ( 1707 1783 ) Αν και δεν έχουµε τη δυνατότητα να διεισδύσουµε στο βαθύ µυστήριο της φύσης και από εκεί να µάθουµε τις αληθινές αιτίες των φαινοµένων, εντούτοις, µερικές φορές συµβαίνει µια απλή υπόθεση να είναι αρκετή για να εξηγήσουµε πολλά φαινόµενα. Μηχανική ή Επιστήµη της Κίνησης 1736 ΚΛΑΣΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ, Σ. Ν. ΠΝΕΥΜΑΤΙΚΟΣ