Чебышёв Пафнутий Львович

Конструирование механизмов

За годы научной биографии Пафнутий Чебышев сконструировал более 40 разных механизмов и примерно 80 их трансформаций. Многие из них сегодня применяются в авто- и приборостроении.

Ученый разработал 2 приближенно-направляющих механизма – лямбдаобразного и перекрестного.

В 1876 г. на Всемирной выставке в Филадельфии была представлена паровая машина Чебышева, которая отличалась множеством преимуществ. Также он создал «стопоходящую машину», имитировавшую ходьбу животных.

В 1893 г. Пафнутий Чебышев собрал оригинальную инвалидную коляску, представлявшую собой самокатное кресло. Кроме этого, механик является создателем автоматического арифмометра, который сегодня можно увидеть в Парижском музее искусств и ремесел.

Это далеко не все изобретения Пафнутия, которые отличались продуктивностью и новаторским подходом к делу.

Биография ученого

Математик Чебышев родился в 1821 году. Пафнутий появился на свет в небольшом селе Окатово, которое расположено в Боровском уезде Калужской губернии. Его отец был богатым и известным в округе землевладельцем. Он происходил из дворянского рода Чебышевых, участвовал в Отечественной войне 1812 года, триумфально брал Париж в 1814-м.

Интересно, что точных сведений о дате рождения математика Чебышева нет. Считается, что он появился на свет 4 мая. Эти сведения соответствуют записям, сохранившимся в метрической книге храма Преображения Господня, расположенного в селе Спас-Прогнанье.

Воспитанием и первоначальным образованием мальчика занимались его родные. Мать обучила грамоте и письму, двоюродная сестра – французскому языку и основам математики, именно она заложила в ребенке интерес к этой науке.

Вообще, Пафнутий был весьма разносторонним ребенком. Вдобавок ко всему он увлекался музыкой, любил разбираться в природе механических игрушек, со временем стал самостоятельно их мастерить. Этот интерес ко всевозможным механизмам сохранился у него и в зрелые годы.

Биография Чебышева

Пафнутий Чебышев появился на свет 4 (16) мая 1821 г. в деревне Акатово (Калужская губерния). Он рос и воспитывался в семье зажиточного землевладельца Льва Павловича и его супруги Аграфены Ивановны.

Детство и юность

Начальное образование Пафнутий получил дома. Грамоте его обучила мать, а французскому языку и математике двоюродная сестра Авдотья.

В детстве Чебышев занимался музыкой, а также проявлял большой интерес к разным механизмам. Мальчик часто конструировал разные механические игрушки и приспособления.

Когда Пафнутию было 11 лет он вместе с семьей переехал в Москву, где продолжил получать образование. Родители наняли для сына учителей по физике, математике и латыни.

В 1837 г. Чебышев поступил в Московском университет на физико-математическое отделение, проучившись в нем до 1841 г. Спустя 5 лет он защитил магистерскую диссертацию по теме «Опыт элементарного анализа теории вероятностей».

Через несколько месяцев Пафнутия Чебышева утвердили в должности адъюнкт-профессора Петербургского университета. Он преподавал высшую алгебру, геометрию, практическую механику и другие дисциплины.

Научная деятельность

Когда Чебышеву было 29 лет он стал профессором Петербургского университета. Через пару лет его командировали в Великобританию, Францию, а затем и в Бельгию.

За это время биографии Пафнутий получил множество полезной информации. Он изучил зарубежное машиностроение, а также ознакомился с устройством промышленных предприятий, изготавливающих разную продукцию.

Кроме этого, Чебышев познакомился с известными математиками, среди которых Огюстен Коши, Жан Бернар Леон Фуко и Джеймс Сильвестр.

По приезду в Россию, Пафнутий продолжил заниматься научной деятельностью, разрабатывая собственные идеи. За свои работы по теории шарнирных параллелограммов и теории приближения функций его избрали ординарным академиком.

Наибольший интерес у Чебышева был к теории чисел, прикладной математике, теории вероятностей, геометрии, теории приближения функций и математическому анализу.

В 1851 г. ученый опубликовал известную работу «Об определении числа простых чисел, не превосходящих данной величины». Она была посвящена теории чисел. Ему удалось установить гораздо лучшее приближение – интегральный логарифм.

Труд Чебышева принес ему европейскую популярность. Через год он издал статью «О простых числах», в которой проанализировал сходимости рядов, зависящих от простых чисел, и вычислил критерий их сходимости.

Пафнутий Чебышев был первым русским математиком мирового уровня и в теории вероятностей. В труде «О средних величинах» он впервые доказал известную сегодня точку зрения на понятие случайной величины, как на одно из основных понятий теории вероятностей.

Пафнутий Чебышев достиг больших успехов в изучении теории приближения функций. Этой тематике он посвятил около 40 лет своей жизни. Математик поставил и решил задачу о нахождении многочленов, наименее уклоняющихся от нуля.

Позже расчеты Чебышева будут использоваться в вычислительной линейной алгебре.

Одновременно с этим мужчина исследовал математический анализ и геометрию. Он является автором теоремы об условиях интегрируемости дифференциального бинома.

Позже Пафнутий Чебышев издал статью о дифференциальной геометрии, под оригинальным названием «О кройке одежды». В ней он представил новый класс координатных сеток – «сетей Чебышева».

Долгие годы Чебышев трудился в военном артиллерийском ведомстве, добиваясь более дальней и точной стрельбы из орудий. До наших дней сохранилась формула Чебышева для определения дальности полета снаряда исходя от его угла бросания, стартовой скорости и сопротивления воздуха.

Пафнутий уделял большое внимание теории механизмов, которой посвятил примерно 15 статей. Интересен факт, что под влиянием дискуссий с Чебышевым, вопросами кинематики механизмов заинтересовались британские ученые Джеймс Сильвестр и Артур Кэли

В 1850-е годы математик начал глубоко изучать шарнирно-рычажные механизмы. После долгих вычислений и экспериментов, он создал теорию функций, наименее уклоняющуюся от нуля.

Свои открытия Чебышев подробно описал в книге «Теория механизмов, известных под названием параллелограммов», став родоначальником математической теории синтеза механизмов.

Пафнутий Львович Чебышев

Родился Пафнутий Львович Чебышев 4 мая 1821 года в селе Окатово Боровского уезда.В 1832 году семья Чебышевых переезжает в Москву. А в 1837 году 16-летний Пафнутий Львович поступает на математическое отделение философского факультета Московского университета.

Уже при переходе на второй курс Чебышев написал работу «Вычисление корней уравнений», за которую получил серебряную медаль. На протяжении всей жизни ученый сочетал научную и педагогическую деятельность. Он был талантливым математиком, педагогом, великолепным лектором, и большинство студентов легко усваивало его курсы. Более 30 лет Пафнутий Львович читал лекции в Петербургском университете.

Чебышев являлся основателем Петербургской или как ее называют чебышевской математической школы – одной из самых сильных в мире. Ученый внес существенный вклад в развитие теории чисел, теории вероятностей, математического анализа. Он стал основоположником конструктивной теории функций.

Его работы «О средних величинах», «Об одном арифметическом вопросе», «Об интегрировании иррациональных дифференциалов» и другие являются основополагающими в соответствующих разделах математики. Многие утверждения, открытые ученым, носят его имя. Это неравенство Чебышева, закон больших чисел Чебышева, многочлены Чебышева-Эрмита.

Другая область интересов ученого связана с теорией машин и механизмов. Чебышеву удалось сконструировать паровую машину, арифмометр, самокатное кресло, сортировальную машину, гребной механизм. Его работы по интерполированию стали теоретической основой для составления таблиц и формул в артиллерийской практике. Изобретательская деятельность ученого знаменуется созданием 40 разнообразных моделей.

Научные заслуги Чебышева создали ему мировую славу. Он был почетным членом многих академий наук: Российской, Парижской, Итальянской, Шведской, Лондонского Королевского общества.

Похоронен Пафнутий Львович в фамильном склепе в церкви Спаса-на-Прогнани. Калужская земля хранит память о своем великом земляке. В Спас-Прогнанской школе Боровского района, создан мемориальный музей Чебышева.

Правительство Калужской области в память о выдающемся земляке и в целях поддержки научно-исследовательской деятельности в области математики, механики, информатики, поддержки инженерно-технического образования в Калужской области учредило в апреле 2001 года областные премии и стипендии имени Пафнутия Львовича Чебышева.

Правительство Калужской области ежегодно на конкурсной основе присуждает одну премию им. П.Л. Чебышева в размере 50000 рублей победителю конкурса среди ученых или коллективов ученых и три стипендии им. П.Л. Чебышева:

одну стипендию в размере 3000 рублей – победителю конкурса среди аспирантов;

одну стипендию в размере 2000 рублей – победителю конкурса среди студентов вузов;

одну стипендию в размере 1000 рублей – победителю конкурса среди обучающихся в учреждениях среднего профессионального и начального профессионального образования, общеобразовательных учреждениях.

Премии вручаются в виде единовременной выплаты.

Стипендии выплачиваются ежемесячно с 1 сентября по 31 августа текущего учебного года.

______________________________Дата изменения: 12.03.2018 17:50

Биография[править | править код]

Являлся членом Петербургской, Берлинской и Болонской академий, Парижской Академии наук, членом-корреспондентом Лондонского Королевского общества, Шведской академии наук.

Учёная деятельность Ч., начавшаяся в 1843 г. появлением в свет небольшой заметки «Note sur une classe d’intégrales dé finies multiples» («Journ. de Liouville», т. VIII), не прекращалась до конца его жизни. Последний его мемуар «О суммах, зависящих от положительных значений какой-либо функции», вышел в свет уже после его кончины (1895, «Mem. de l’Ас. des sc. de St.-Peters.»).

Характеристика его учёных заслуг очень хорошо выражена в записке академиков А. А. Маркова и И. Я. Сонина, читанной в первом после смерти Ч. заседании Академии. В этой записке, между прочим, сказано: «Труды Ч. носят отпечаток гениальности. Он изобрёл новые методы для решения многих трудных вопросов, которые были поставлены давно и оставались нерешёнными. Вместе с тем он поставил ряд новых вопросов, над разработкой которых трудился до конца своих дней». Академия постановила исходатайствовать средства на издание полного собрания сочинений Ч. и оказать возможное содействие этому предприятию. Существенное материальное содействие исполнению этого предприятия оказал брат покойного, профессор В. Л. Чебышёв, а редакцию трудов Ч. взяли на себя авторы упомянутой записки.

Самокатное кресло или дамский велосипед

Следующий механизм, а вернее изобретение Пафнутия Львовича (как он сам назвал его) — «самокатное кресло» или «дамский велосипед»

На самом деле, это механизм инвалидного кресла, чтобы можно было не подталкивать ободья руками, как делают теперешние инвалиды, а крутить рычажный механизм, который мы сейчас и разберём.

Итак, самокатное кресло, дамский велосипед. Здесь 3 звена и 2 шарнира. Нижний шарнир идёт по траектории окружности с радиусом нижнего звена, а верхний конец длинной шестерёнки описывает траекторию, сходную с треугольником, со сглаженными углами. Надо заметить, что от неподвижного конца третьей шестерёнки до обоих центров окружностей всегда здесь 90 градусов.

А вот так выглядит самокатное кресло П. Л. Чебышёва, с разобранным нами механизмом.

Если двигать только один рычаг, то, как здесь и видно, кресло будет крутиться вокруг себя или при необходимости разворачивает кресло, а если двигать оба рычага, то естественно кресло поедет вперёд.

Стопоходная машина П. Л. Чебышёва

Сначала мы видим чистый лямбда-механизм с 3 рычагами и 2 шарнирами, в центре и снизу. Нижний шарнир описывает окружность, а верхняя шестерёнка — полуовал. Затем, мы видим метки, которые остаются на траектории через равный промежуток времени. Итак, на окружности все промежутки равны, а на полуовальной траектории равны промежуткам окружности те, которые лежат на одной прямой, лежащие же на дуге, расширяются к верхний точке и сужаются к нижней.

В стопоходе это ведущий механизм, но только движение по траектории не по часовой стрелке, а против.

Итак, присоединяем ногу со стопой к верхнему концу шестерёнки, идущей по полуовальной траектории, к полученной конструкции присоединяем такую же и к полученной такую же Соединяем шарниры с помощью перемычек и получается связанная конструкция на четырех лямбда-механизмах.

Это и есть Стопоходная машина или стопоход с той лишь разницей, что подлинный стопоход обшит деревом ка мы сейчас и видим.

Ещё несколько очень полезных и интересных изобретений:

См. также[править | править код]

• Неравенство Чебышёва

В статье использованы материалы из Энциклопедического словаря Брокгауза и Ефрона (1890—1907).

Википедия Пафнутий Чебышёв адрес Викисловарь — адрес Викицитатник — адрес Викиучебник — адрес Викитека — адрес Викиновости — адрес Викиверситет — адрес Викигид — адрес

Выделить Пафнутий Чебышёв и найти в: Вокруг света Чебышёв адрес Академик Чебышёв/ru/ru/ адрес Астронет адрес Элементы Чебышёв+&search адрес Научная Россия Чебышёв&mode=2&sort=2 адрес Кругосвет Чебышёв&results_per_page=10 адрес Научная Сеть Традиция — адрес Циклопедия — адрес Викизнание — Чебышёв адрес

Bing Yahoo Яндекс Mail.ru Рамблер Нигма.РФ Спутник Google Scholar Апорт Архив Интернета Научно-популярные фильмы на Яндексе Документальные фильмы

Список ru-вики Вики-сайты на русском языке Список крупных русскоязычных википроектов Каталог wiki-сайтов Русскоязычные wiki-проекты Викизнание:Каталог wiki-сайтов Научно-популярные сайты в Интернете Лучшие научные сайты на нашем портале Лучшие научно-популярные сайты Каталог научно-познавательных сайтов НАУКА В РУНЕТЕ: каталог научных и научно-популярных сайтов

• Страница – краткая статья
• Страница – энциклопедическая статья
• Разное – на страницах: , , ,

Заграничный опыт

В 1852 году Чебышев отправляется в научную командировку по Европе. Он посещает Францию, Великобританию, Бельгию. Он знакомится на практике с особенностями машиностроительной отрасли, а также с музейными коллекциями механизмов и машин, которые интересуют его едва ли не больше всего.

Чебышев посещает фабрики и заводы, встречается с крупнейшими зарубежными механиками и математиками. Вернувшись с накопленным опытом, он продолжает преподавать в Петербургском университете и начинает работать в Александровском лицее.

В 1853 году академики Струве, Буняковский, Фусс и Якоби представляют героя нашей статьи к должности адъюнкта Петербургской академии наук, что становится признанием его заслуг

Особенно они при этом отмечают важность его работ в сфере практической механики. Кандидатуру Чебышева поддерживают, он получает заветную должность

В 1858 году он становится почетным членом Московского университета.

Педагогическая работа

Чебышев уделял повышенное внимание и педагогической деятельности. В частности, он входил в комитет народного просвещения, работавший при министерстве

Он постоянно писал рецензии на учебники, составлял программы и инструкции для средней и начальной школы.

Во второй половине XIX столетия появилась острая необходимость воспитывать технические кадры. Это было вызвано промышленным бумом, который начался в стране, активным развитием машиностроения. Все это ставит определенные задачи перед высшей школой, которые необходимо срочно решать. Начинается увеличение числа инженеров-машиностроителей, которых готовят квалифицированные педагоги.

В Киевском университете профессор Рахманинов предлагает готовить этих инженеров на физико-математических факультетах в университетах по всей стране. Чебушев выступает против такого предложения. Он считает более целесообразным сосредоточить подготовку этих специалистов в высших технических учебных заведениях. А вот университеты отдать под подготовку специалистов, которые будут заниматься фундаментальными научными исследованиями.

В результате именно по этому пути и идет отечественная высшая школа – создается большое количество технических вузов самого различного профиля.

Глава 3. У П.Л.Чебышёва

В Калужской губернии в селе Окатово дом Пафнутия Львовича не сохранился,  на его месте теперь стоит один памятный камень.

Неподалёку от того места, находится школа имени Пафнутия Львовича Чебышёва. Это небольшая школа,
если сравнивать с Московскими государственными школами. Там около 80 учеников, а в среднем в классе по 8 человек.
В этой школе находится один из лучших Музеев Пафнутия Львовича Чебышёва. 

Сам музей представляет собой внушительных размеров комнату или небольшой зал.
По правую руку от нас — столик с книгой отзывов, а за ним начинается длинная витрина.
Мы с живейшим интересом разглядывали экспонаты.

Здесь серебренная ложка Пафнутия Львовича, которой он пользовался почти всю жизнь и нож из того же сервиза. 

Тут же выведены некоторые из механизмов Чебышёва. Вот уже знакомые нам самокатное кресло и сортировалка
А вот подлинные письменные принадлежности Пафнутия Львовича. 

Конечно, здесь есть и родовое дерево Чебышёвых. Как известно, во времена Пафнутия Львовича у всех дворянских родов был свой герб. Это герб Чебышёвых. 

Пафнутий Львович был не только Математиком, физиком и изобретателем, у него были золотые руки и благодаря этому, он воплощал некоторые из своих идей. 

Это кресло, конечно, не является изобретением Чебышёва, но оно вручную им выполнено.

Это часы Пафнутия Львовича, которые, надо сказать, до сих пор исправны. 

Умер Пафнутий Львович Чебышёв  в 1894г., он похоронен вместе с двумя его братьями в церковном склепе храма «Спас на прогнанье», построенном на личные средства Чебышёва. 

Мы посетили место его захоронения, где почтили память выдающегося русского учёного XIX века, и сделали несколько фотографий

Спасибо за внимание. 

Работа в Петербургском университете

В 1847 году герой нашей статьи получает место в Петербургском университете. В вузе он становится адъюнкт-профессором. За счет этого ему удается поправить свое финансовое положение.

Чтобы получить право читать лекции в университете, ему потребовалось защитить еще одну научную работу. Его диссертация на этот раз была посвящена интегрированию с помощью логарифмов. После этого он был допущен до преподавательской работы. Читал лекции по теории эллиптических функций, геометрии, теории чисел, высшей алгебре, практической механике. Часто объяснял студентам Петербургского университета основы теории вероятности. Он удалил из нее расплывчатые формулировки, оставив только неопровержимые факты, превратив в настоящую строгую математическую дисциплину.

Сортировалка

Как мы видим, этот механизм на первый взгляд сильно отличается от прочих, которые
мы сегодня уже видели, но на самом деле, отличны только формы. Принципы всё те же.

Здесь тоже 3 звена и и 2 сустава, тоже нижний сустав описывает траекторию окружности,
а конец большого звена — траекторию мало на окружность похожую, в данном случае овал.

Теперь, чертим окружность так, чтобы сторона овала более или менее совпадала со стороной окружности.
К центру окружности прикрепляем сустав с ещё одним звеном. Теперь, когда механизм идет, как показано в начале,
новое звено приподнимается только тогда, когда край звена идёт по верхней половине овала.

Помимо разобранных нами, Пафнутий Львович Чебышёв изобрёл великое множество других механизмов и,
хотя некоторые из них известны нам под другими названиями, я назову их так, как сам Пафнутий Львович:

• механизм для преобразования вращательного движения в поступательное с ускоренным обратным ходом,
• четырёхзвенная противовращательная рукоятка,
• шестизвенная противовращательная рукоятка,
• парадоксальный механизм,
• механизм, дающий два качания ведомого звена за один оборот кривошипа,
• механизм, для преобразования качательного движения во вращательное,
• велосипед,
• пресс,
• механизм с длительной остановкой ведомого звена в конце его хода,
• механизм с остановкой ведомого звена на полпути,
• механизм с остановками в крайних положениях,
• механизм противовращательной рукоятки с остановкой ведомого звена,
• несимметричный круговой направляющий механизм,
• механизм кулисы паровой машины,
• весы,
• измеритель кривизны,
• центробежный регулятор,
• паровая машина,
• механизм с изменяемым ходом,
• круговая линейка,
• приближённое прямило.

Специализированная олимпиада

Для школьников в наши дни большое значение имеет олимпиада по математике Чебышева. Она и сейчас носит имя этого знаменитого ученого. Олимпиада по математике Чебышева в 2018 году собирает тысячи участников по всей России.

В этом году она проходит в рамках “Колмогоровских чтений”. Именно тогда становятся доступны задания для участников. Отдельно проводится для 5 класса олимпиада по математике Чебышева. Уже в этом возрасте у школьников начинает формироваться своеобразный тип мышления, они с интересом решают самые заковыристые задания. Поэтому уже в 5 классе математика Чебышева знают практически все, кто подумывает связать свою жизнь с точными науками.

На этом развитие детей не заканчивается. Проходит и в 6 классе олимпиада по математике Чебышева. Ежегодно задания готовят для учащихся вплоть до 7 класса. Многие преподаватели и сами школьники отмечают, что на олимпиаде Чебышева задания по математике отличаются тем, что для их решения, как правило, необходимо применять нестандартный подход.

Этот год не стал исключением. В 2018 олимпиада по математике Чебышева прошла в феврале. Ее итоги уже общедоступны. Для многих школьников олимпиада по математике имени Чебышева становится настоящей путевкой в жизнь.

Ярко проявив себя на этих срезах знания, ученики на долгое будущее заражаются искренней любовью к математике, исследованиям, желание разгадывать механические задачки у них с тех пор не пропадает. Из многих, кто в детские годы участвовал в такой олимпиаде, в будущем вырастают опытные математики, которые поступают в высшие учебные заведения технической направленности, сами становятся учеными или грамотными специалистами.