Podstawowe założenia teorii Lamarcka. Hipoteza ewolucyjna

SEKCJA „Wytrzymałość materiałów”

    Podstawowe postanowienia. Główne hipotezy i założenia. Rodzaje obciążeń i podstawowe odkształcenia.

Wytrzymałość materiałów– jest nauką o wytrzymałości i odkształceniach ciał, elementów maszyn i konstrukcji. Trwałość– nazywa się zdolnością materiału konstrukcji i ich elementów do przeciwstawiania się działaniu sił zewnętrznych bez zapadania się. Z Opromat rozważa metody obliczania elementów konstrukcyjnych pod kątem wytrzymałości, sztywności i stabilności. R Obliczenia wytrzymałościowe pozwalają określić wymiary i kształty części, które przy najmniejszej ilości materiału mogą wytrzymać dane obciążenie. Pod sztywność odnosi się do zdolności ciała lub konstrukcji do przeciwstawienia się powstawaniu odkształceń. Obliczenia sztywności zapewniają, że zmiany kształtu i wymiarów konstrukcji oraz jej elementów nie przekraczają dopuszczalnych norm. Pod stabilność odnosi się do zdolności konstrukcji do przeciwstawienia się siłom, które próbują wytrącić ją z równowagi. Obliczenia stateczności zapobiegają możliwości nagłej utraty stateczności i wygięcia długości części. W praktyce w większości przypadków mamy do czynienia z konstrukcjami o skomplikowanym kształcie, ale można je sobie wyobrazić jako składające się z pojedynczych prostych elementów (belki, szyki). Głównym materiałem konstrukcyjnym wytrzymałości materiału jest drewno, czyli korpus, którego wymiary poprzeczne są małe w porównaniu z jego długością. Nazywa się zdolność materiału do usuwania odkształceń po ustaniu działania sił zewnętrznych elastyczność. Główne hipotezy i założenia: 1) hipoteza o braku początkowych sił wewnętrznych - zakładamy, że jeśli nie ma przyczyn powodujących odkształcenie ciała (obciążenie), to we wszystkich jego punktach wszystkie jego siły są równe 0, a zatem siły oddziaływania pomiędzy częściami a obciążonym ciała nie są brane pod uwagę. 2) założenie jednostronności materiału, fizyki - właściwości mechaniczne ciała nie mogą być takie same w różnych punktach. 3) przy założeniu ciągłości materiału, materiał dowolnego ciała ma strukturę ciągłą i stanowi ośrodek ciągły. 4) założenie izotropii materiału zakłada, że ​​materiał ciała ma te same właściwości we wszystkich kierunkach. Materiał, który nie ma tych samych właściwości w różnych kierunkach, nazywa się anizotropowym (drewno). 5) zakładając idealną sprężystość, załóżmy, że w pewnych granicach obciążenie materiału ma idealną sprężystość, czyli po usunięciu obciążenia odkształcenie całkowicie zanika.

Zmiana wymiarów liniowych i kątowych ciała nazywana jest odpowiednio odkształceniem liniowym i kątowym.1) przy założeniu małego przemieszczenia lub zasadzie wymiarów początkowych. 2) założenie liniowego odkształcenia ciał, ruchu punktów i odcinków ciała sprężystego w określonych granicach, obciążonych proporcjonalnie do sił wywołanych tymi ruchami. 3) hipoteza przekrojów płaskich. Rodzaje obciążeń i główne odkształcenia: Obciążenia powierzchniowe mogą być skupione lub rozłożone, w zależności od charakteru działania obciążenia, z podziałem na statystyczne i dynamiczne. Statystyczny Obciążenia nazywane są wartościami liczbowymi, których kierunek i położenie pozostają stałe lub zmieniają się powoli i niezbyt znacząco. Dynamiczny nazywa się obciążenia charakteryzujące się szybkim sprzężeniem w czasie ich kierunku lub położenia. Główne rodzaje odkształceń: 1) rozciąganie – łańcuchy; 2) ściskanie – kolumny; 3) przesunięcie - uszczelki, kołki. Odkształcenie ścinające doprowadzone do punktu zniszczenia materiału nazywa się ścinaniem. 4) Skręcanie 5) Zginanie – belki, osie.

    Metoda sekcji. Napięcie.

Metoda przekrojów polega na tym, że ciało jest mentalnie przecinane płaszczyzną na 2 części, z których każdą odrzuca się, a na jej miejsce siły działające przed przecięciem przykładane są do pozostałej części, pozostałą część uważa się za niezależne ciało, które znajduje się w równowadze pod wpływem sił zewnętrznych i wewnętrznych przyłożonych do przekroju. Zgodnie z III zasadą Newtona siły wewnętrzne działające w przekroju pozostałych i odrzuconych części ciała są równe co do wielkości, ale przeciwne, dlatego też, rozważając równowagę którejkolwiek z 2 części rozciętego ciała, otrzymujemy tę samą wartość sił wewnętrznych. Rysunek strona 8 na wykładach.

    Rodzaje odkształceń. Prawo Hooke’a przy rozciąganiu i ściskaniu.

Przy różnych odkształceniach przekroju belki powstają różne czynniki wewnętrzne:

1) w przekroju występuje tylko siła wzdłużna N, w tym przypadku odkształcenie to ma charakter rozciągający, jeśli siła jest skierowana od przekroju, 2) w przekroju poprzecznym występuje tylko siła poprzeczna Q, w tym przypadku jest to odkształcenie ścinające. 3) w przekroju występuje w tym tylko moment obrotowy T. W tym przypadku jest to odkształcenie skrętne. 4) w przekroju występuje moment zginający M. W tym przypadku jest to czyste odkształcenie zginające, jeżeli zarówno M, jak i Q występują jednocześnie w przekroju przekroju, wówczas zginanie jest poprzeczne.

Prawo Hooke'a obowiązuje tylko w określonych granicach obciążenia. Naprężenie normalne jest wprost proporcjonalne do względnego wydłużenia lub skrócenia. E – współczynnik proporcjonalności (moduł sprężystości wzdłużnej) charakteryzuje sztywność materiału, tj. odporność na odkształcenia sprężyste pod wpływem rozciągania lub ściskania.

    Naprężenia i odkształcenia podłużne przy rozciąganiu i ściskaniu. Obliczenia wytrzymałości na rozciąganie i ściskanie.

W wyniku badań mechanicznych ustalono naprężenie graniczne, przy którym następuje nieprawidłowe działanie lub zniszczenie materiału części konstrukcyjnej. Aby zapewnić wytrzymałość części, konieczne jest, aby naprężenia powstające w nich podczas pracy były mniejsze niż maksymalne.
współczynnik bezpieczeństwa.
;S – nazywany jest dopuszczalnym współczynnikiem wytrzymałości. Zależy to od właściwości, jakości i jednorodności materiału. Dla kruchego S=2 – 5, dla drewna 8 – 12.
dopuszczalne napięcie.
stan wytrzymałości na rozciąganie i ściskanie.

Rozciąganie lub ściskanie to rodzaj odkształcenia, podczas którego w dowolnym odcinku belki występuje wyłącznie siła wzdłużna. Pręty o osi prostej (pręty proste) poddane rozciąganiu lub ściskaniu nazywane są prętami. Podczas rozciągania hipoteza o płaskich przekrojach jest prawdziwa, to znaczy wszystkie włókna belki wydłużają się o tę samą wielkość. Podczas rozciągania i ściskania w przekrojach belki powstają tylko naprężenia normalne, równomiernie rozłożone na przekroju.
Kształt przekroju poprzecznego nie ma wpływu na naprężenia. We wszystkich odcinkach belki naprężenia rozkładają się równomiernie, a na odcinku, w którym na belkę działa siła skupiona wzdłuż osi, wartość siły wzdłużnej i naprężenia zmienia się gwałtownie.
względne przedłużenie.

    Fizyczne podstawy siły. Wykres rozciągania stali miękkiej.

Wykres... strona 14 w wykładach. Opisz: 3 proste równoległe do siebie linie przerywane pod kątem 30 stopni. Trójkąt jest mały w pobliżu początku. Powiedz mi, gdzie są te punkty.

nazywają to maksymalnym naprężeniem, do którego odkształcenie wzrasta proporcjonalnie do obciążenia, to znaczy obowiązuje prawo Hooke'a.Punkt A odpowiada innej granicy, zwanej granicą sprężystości.

Naprężenie sprężyste to naprężenie, do którego odkształcenia praktycznie pozostają sprężyste.

Granica plastyczności C to naprężenie, przy którym w próbce pojawia się zauważalne wydłużenie bez zwiększania obciążenia. B – tymczasowy opór lub wytrzymałość na rozciąganie. tymczasowy opór nazywany jest naprężeniem warunkowym równym stosunkowi maksymalnej siły, jaką może wytrzymać próbka, do pierwotnego pola przekroju poprzecznego; po osiągnięciu tymczasowego oporu na próbce rozciągającej powstaje zwężenie - szyjka, to znaczy rozpoczyna się niszczenie próbki. Mówimy o naprężeniu warunkowym, ponieważ w odcinku szyi naprężenie będzie duże. M - odpowiadający powstałemu napięciu. W najmniejszym przekroju w momencie zerwania - naprężenie rozrywające.
.

    Statycznie niewyznaczalne układy prętowe. Równanie zgodności przemieszczeń.

Układy statycznie niewyznaczalne– są to sprężyste układy prętowe (konstrukcje), w których liczba nieznanych sił wewnętrznych i reakcji podpór jest większa niż liczba równań statycznych możliwych dla tego układu.

Oprócz równań statycznych, aby obliczyć takie układy (konstrukcje), konieczne jest uwzględnienie dodatkowych warunków opisujących odkształcenie elementów danego układu. Nazywa się je umownie równaniami przemieszczenia lub równaniami kompatybilności odkształceń (a sama metoda rozwiązania jest czasami nazywana metodą porównywania odkształceń).

Stopień nieoznaczoności statycznej układ to różnica między liczbą niewiadomych a liczbą niezależnych równań równowagi, które można zestawić dla danego układu.

Liczba dodatkowych równań przemieszczenia wymaganych do ujawnienia statycznej nieokreśloności musi być równa stopniowi statycznej nieokreśloności układu.

Równania zgodności przemieszczenia nazywane są równaniami kanonicznymi metody siły, ponieważ są zapisywane zgodnie z pewnym prawem (kanonem). Równania te, których liczba jest równa liczbie niewiadomych dodatkowych, wraz z równaniami równowagi pozwalają ujawnić statyczną niewyznaczalność układu, czyli określić wartości niewiadomych dodatkowych.

    Wzór na naprężenie ścinające podczas skręcania. Odkształcenie skrętne. Obliczenia wytrzymałości i sztywności skrętnej.

Skręcanie to rodzaj odkształcenia, w którym w przekroju pręta pojawia się tylko jeden współczynnik siły – moment obrotowy Mz. Moment obrotowy z definicji jest równy sumie momentów sił wewnętrznych względem osi podłużnej pręta Oz. Normalne siły równoległe do osi Oz nie wpływają na moment obrotowy.

Jak widać ze wzoru, ścinanie i naprężenia ścinające są proporcjonalne do odległości od osi pręta. Zwróćmy uwagę na strukturalne analogie wzorów na naprężenia normalne czystego zginania i stycznych naprężeń skrętnych. Hipotezy brane pod uwagę przy obliczaniu skręcania:

1) przekroje płaskie przed odkształceniem pozostają płaskie po odkształceniu (hipoteza Bernoulliego, hipoteza przekrojów płaskich);

2) wszystkie promienie danej sekcji pozostają proste (nie zakrzywione) i obracają się o ten sam kąt ϕ, czyli każda sekcja obraca się względem osi x jak cienki dysk twardy;

3) odległości pomiędzy przekrojami nie zmieniają się podczas odkształcania.

W przypadku skręcania obliczenia wytrzymałościowe są również podzielone na obliczenia i weryfikację. Obliczenia przeprowadzono w oparciu o warunek wytrzymałościowy, gdzie τmax jest maksymalnym naprężeniem ścinającym w belce, wyznaczonym z powyższych równań w zależności od kształtu przekroju; [τ] - dopuszczalne naprężenie ścinające, równe części naprężenia granicznego materiału części - wytrzymałość na rozciąganie τv lub granica plastyczności τt. Współczynnik bezpieczeństwa ustala się w oparciu o te same względy, co w przypadku naprężenia. Na przykład dla wału o przekroju kołowym pustym, o średnicy zewnętrznej D i średnicy wewnętrznej d, mamy gdzie α=d/D jest współczynnikiem wnęki przekroju.

Warunek sztywności skrętnej takiego wału jest następujący: gdzie [φo] jest dopuszczalnym względnym kątem skręcenia

    Problemy statycznie niewyznaczalne w skręcaniu

Przy skręcaniu, podobnie jak przy rozciąganiu, mogą pojawić się problemy statycznie niewyznaczalne, dla których rozwiązania należy dodać równania zgodności przemieszczeń do równań równowagi statycznej.

Łatwo wykazać, że metoda rozwiązywania tych problemów przy skręcaniu i rozciąganiu jest taka sama. Rozważmy jako przykład belkę osadzoną na obu końcach w absolutnie sztywnych ścianach (ryc. 7.21). Odrzućmy zakończenia, zastępując ich działanie nieznanymi momentami M1 i M2. Równanie kompatybilności odkształceń otrzymujemy z warunku, że kąt skręcenia w prawym osadzeniu jest równy zeru:

Gdzie Ip1=πd14/32, Ip2=πd24/32.

Momenty skręcające w przekrojach belek są powiązane następującym równaniem:

.

Rozwiązując łącznie powyższe równania dla nieznanych momentów otrzymujemy:

Kąt skręcenia przekroju C wyznacza się z równania

Wykresy momentów i kątów skrętu przedstawiono na rys. 7.21.

    Proste poprzeczne zginanie belek. Czysty wykres zginania sił wewnętrznych podczas zginania belek.

Czyste zginanie to rodzaj odkształcenia, w którym w dowolnym przekroju belki występuje tylko moment zginający; czyste odkształcenie zginające wystąpi, jeśli na belkę zostaną przyłożone 2 równe, ale przeciwne pod względem znaku pary sił, czyli płaszczyzna przechodząca przez oś. Belki, osie i wały działają na zginanie. Rozważymy takie belki, które mają co najmniej 1 płaszczyznę symetrii i pokrywa się z nią płaszczyzna działania obciążenia, w tym przypadku odkształcenie zginające zachodzi w płaszczyźnie odkształcenia sił zewnętrznych, a zginanie nazywa się bezpośrednim. Zakręt poprzeczny– zginanie, podczas którego w przekrojach pręta oprócz wewnętrznego momentu zginającego powstaje także siła poprzeczna. W przypadku czystego zginania obowiązuje hipoteza o przekrojach płaskich. Włókna leżące po stronie wypukłej są rozciągane, te leżące po stronie wklęsłej ściskane są na granicy. Pomiędzy nimi znajduje się środkowa warstwa włókien, która jedynie ugina się bez zmiany swojej długości. Przy czystym zginaniu w przekrojach belki powstają normalne naprężenia rozciągające i ściskające, nierównomiernie rozłożone na przekroju.

Analiza powyższych zależności różniczkowych podczas zginania pozwala na ustalenie pewnych cech (zasad) konstruowania wykresów momentów zginających i sił poprzecznych:

A - w obszarach, gdzie nie ma rozproszonego obciążenia Q, diagramy Q ograniczają się do linii prostych równoległych do podstawy i diagramów M– ukośne linie proste;

B - w obszarach, w których na belkę przykładane jest obciążenie rozłożone Q, diagramy Q są ograniczone ukośnymi liniami prostymi i diagramami M– parabole kwadratowe. Co więcej, jeśli schemat M jeśli zbudujemy „na rozciągniętym włóknie”, wówczas wypukłość raboli zostanie skierowana w kierunku działania Q, a ekstremum będzie znajdować się w sekcji, w której znajduje się diagram Q przekracza linię bazową;

V - w przekrojach, w których do belki na schemacie przyłożona jest siła skupiona Q będą skoki według wielkości i kierunku danej siły oraz na wykresie M– załamania, końcówka skierowana w kierunku działania tej siły;

G - w przekrojach, w których do belki na schemacie przykładany jest moment skupiony Q zmian nie będzie, ale na schemacie M– przeskakuje o wielkość tej chwili;

D - w obszarach, gdzie Q>0, chwila M wzrasta, oraz w obszarach, gdzie Q M maleje (patrz rysunki a–d).

    Naginanie hipotez. Wzór na naprężenia normalne

Istnieją trzy takie hipotezy dotyczące zginania:

a – hipoteza przekrojów płaskich (hipoteza Bernoulliego) – przekroje płaskie przed odkształceniem pozostają płaskie po odkształceniu, ale obracają się jedynie względem określonej linii, która nazywa się osią obojętną przekroju belki. W takim przypadku włókna belki leżącej po jednej stronie osi neutralnej rozciągają się, a po drugiej ściskają; włókna leżące na osi neutralnej nie zmieniają swojej długości;

b – hipoteza o stałości naprężeń normalnych – naprężeń działających w tej samej odległości y od osi neutralnej, stała na całej szerokości belki;

c – hipoteza o braku nacisków bocznych – sąsiadujące ze sobą włókna podłużne nie naciskają na siebie.

Maksymalne normalne naprężenia zginające znajdziemy to korzystając ze wzoru: Gdzie W z– osiowy moment oporu

Podczas rozciągania i ściskania w przekrojach belki powstają tylko naprężenia normalne, równomiernie rozłożone na przekroju.Kształt przekroju nie ma wpływu na naprężenia. We wszystkich odcinkach belki naprężenia rozkładają się równomiernie, a na odcinku, w którym do belki działa siła skupiona wzdłuż osi, wartość siły podłużnej i naprężenia zmienia się gwałtownie. względne przedłużenie.

    Zależności różniczkowe podczas zginania

Ustalmy pewne zależności pomiędzy siłami wewnętrznymi i obciążeniami zewnętrznymi podczas zginania, a także charakterystyczne cechy wykresów Q I M, których znajomość ułatwi budowę diagramów i pozwoli kontrolować ich poprawność. Dla wygody zapisu będziemy oznaczać: M≡M z , Q≡Q y .

Wybierzmy mały element na odcinku belki z dowolnym obciążeniem w miejscu, w którym nie występują siły i momenty skupione dx. Ponieważ cała belka jest w równowadze, element dx będzie w równowadze pod działaniem przyłożonych do niego sił poprzecznych, momentów zginających i obciążenia zewnętrznego. Ponieważ Q I M w ogólnym przypadku zmieniają się wzdłuż osi belki, a następnie w przekrojach elementu dx wystąpią siły ścinające Q I Q+dQ, a także momenty zginające M I M+dM. Z warunku równowagi wybranego elementu otrzymujemy
Pierwsze z dwóch zapisanych równań daje warunek

Z drugiego równania, zaniedbując termin Q· dx·( dx/2) jako nieskończenie małą ilość drugiego rzędu

Biorąc pod uwagę wyrażenia (10.1) i (10.2) razem możemy otrzymać

Nazywa się relacje (10.1), (10.2) i (10.3). zależności różnicowe D.I. Żurawskiego podczas zginania.

    Charakterystyki geometryczne przekrojów płaskich. (statyczny moment powierzchni. Biegunowy moment bezwładności. Osiowy moment bezwładności. Moment bezwładności podczas równoległego ruchu osi. Główne osie i główne momenty bezwładności.

Moment statyczny pola powierzchni płaskiej figury względem osi leżącej w tej samej płaszczyźnie jest sumą iloczynów pól powierzchni elementarnych w odległości od nich do tej osi, przyjętych po całym obszarze, oraz momenty statyczne względem osi. Może być większa od zera lub mniejsza.

Biegunowy moment bezwładności figury płaskiej względem bieguna leżącego na całej powierzchni jest sumą iloczynów pól powierzchni elementarnych przez kwadraty ich odległości od bieguna.
Biegunowy moment bezwładności jest zawsze większy od 0.

Moment bezwładności układu mechanicznego względem ustalonej osi („osiowy moment bezwładności”) jest wielkością fizyczną Ja, równą sumie iloczynów mas wszystkich n punktów materialnych układu przez kwadraty ich odległości do osi: Gdzie:

mi jest masą i-tego punktu,

ri - odległość od i-tego punktu do osi.

Osiowy moment bezwładności ciała Ja jest miarą bezwładności ciała w ruchu obrotowym wokół osi, tak jak masa ciała jest miarą jego bezwładności w ruchu postępowym. Gdzie:

dm = ρdV - masa małego elementu o objętości ciała dV,

ρ - gęstość,

r jest odległością elementu dV od osi a.

Jeżeli ciało jest jednorodne, to znaczy jego gęstość jest wszędzie taka sama

Osie, wokół których odśrodkowy moment bezwładności przekroju osiąga zero, nazywane są osiami głównymi, a osie główne przechodzące przez środek ciężkości przekroju nazywane są głównymi środkowymi osiami bezwładności przekroju.

Momenty bezwładności względem głównych osi bezwładności przekroju nazywane są głównymi momentami bezwładności przekroju i są oznaczane przez I1 i I2, przy czym I1>I2. Zazwyczaj mówiąc o momentach głównych, mamy na myśli osiowe momenty bezwładności względem głównych środkowych osi bezwładności.

Załóżmy, że osie u i v są główne. Następnie Stąd TO Równanie określa położenie głównych osi bezwładności przekroju w danym punkcie względem pierwotnych osi współrzędnych. Podczas obracania osi współrzędnych zmieniają się również osiowe momenty bezwładności. Znajdźmy położenie osi, względem których osiowe momenty bezwładności osiągają wartości ekstremalne. W tym celu bierzemy pierwszą pochodną Iu względem α i przyrównujemy ją do zera: stąd jeśli momenty bezwładności przekroju względem głównych osi są takie same, to wszystkie osie przechodzące przez ten sam punkt przekroju są głównymi, a osiowe momenty bezwładności względem wszystkich tych osi są takie same: Iu=Iv =Iy=Iz. Właściwość tę posiadają na przykład przekroje kwadratowe, okrągłe i pierścieniowe.

    Statycznie niewyznaczalne belki i ramy. Metoda sił ujawniania statycznej niewyznaczalności belek i ram.

Statycznie niewyznaczalny to układ, którego nie można obliczyć za pomocą samych równań statycznych, ponieważ zawiera niepotrzebne połączenia. Aby obliczyć takie układy, zestawiane są dodatkowe równania, które uwzględniają odkształcenia układu.

Układy statycznie niewyznaczalne mają szereg charakterystycznych cech:

Układ statycznie niewyznaczalny- jest to konstrukcja, której współczynników sił w elementach nie można wyznaczyć jedynie na podstawie równań równowagi (równań statycznych).

Nieoznaczoność statyczna powstaje w przypadku, gdy liczba połączeń narzucona układowi okazuje się większa niż jest to konieczne do zapewnienia jego równowagi. Jednocześnie niektóre z tych powiązań stają się niejako „zbędne”, a wysiłki w nich podejmowane stają się niepotrzebnymi niewiadomymi. Na podstawie liczby niewiadomych dodatkowych określa się stopień statycznej niewyznaczalności układu. Należy pamiętać, że określenie „połączenia dodatkowe” ma charakter warunkowy, gdyż połączenia te są niezbędne do zapewnienia wytrzymałości i sztywności układu, choć są „zbędne” z punktu widzenia jego równowagi.

Rama– konstrukcja składająca się z prętów o dowolnej konfiguracji i posiadająca jeden lub więcej węzłów sztywnych (nieprzegubowych). Aby ujawnić statyczną nieokreśloność, oprócz statycznej strony problemu należy przeanalizować odkształcenia układu i oprócz równań równowagi zestawić równania zgodności odkształceń, z których rozwiązania „ Znaleziono dodatkowe „niewiadome”. W takim przypadku liczba takich równań musi być równa stopniowi statycznej niewyznaczalności układu. Metoda sił. Główna idea metody W celu przekształcenia danego układu statycznie niewyznaczalnego w układ statycznie wyznaczalny, w metodzie sił wykorzystuje się następującą technikę. Wszystkie „dodatkowe” połączenia nałożone na konstrukcję są odrzucane, a ich działanie zostaje zastąpione odpowiednimi reakcjami - siłami lub momentami. Jednocześnie, aby zachować określone warunki mocowania i obciążenia, reakcje odrzuconych wiązań muszą mieć takie wartości, aby przemieszczenia w kierunku tych reakcji były równe zeru (lub określonym wartościom). Zatem ujawniając tą metodą statyczną nieokreśloność, nie szuka się odkształceń, ale odpowiadających im sił – reakcji wiązań (stąd nazwa „metoda sił”).

Wypiszmy główne etapy ujawniania statycznej niewyznaczalności metodą sił:

1) wyznaczamy stopień statycznej niewyznaczalności układu, czyli liczbę niepotrzebnych niewiadomych;

2) usuwamy niepotrzebne połączenia i w ten sposób zastępujemy pierwotny układ statycznie niewyznaczalny systemem statycznie definiowalnym. Ten nowy, pozbawiony zbędnych połączeń system to tzw podstawowy Należy pamiętać, że wybór dodatkowych połączeń może być dość dowolny i zależy wyłącznie od chęci projektanta, tak że dla tego samego układu początkowego statycznie niewyznaczalnego możliwe są różne wersje układów głównych. Należy jednak zadbać o to, aby układ główny pozostał geometrycznie niezmieniony – czyli jego elementy po usunięciu zbędnych połączeń nie powinny mieć możliwości swobodnego przemieszczania się w przestrzeni. 3) układamy równania na odkształcenia w punktach zastosowania dodatkowych niewiadomych. Ponieważ w pierwotnym układzie odkształcenia te są równe zeru, to wskazane równania również należy przyrównać do zera. Następnie z otrzymanych równań znajdujemy wartość dodatkowych niewiadomych. Podstawowe zagadnienia wytrzymałości materiałów. Deformacje elastyczne i plastyczne. Podstawowy hipotezy I założenia. Klasyfikacja masa I...

  • Program edukacyjny podstawowego kształcenia ogólnego Miejskiej Placówki Oświaty Budżetowej

    Program edukacyjny

    ... gatunek. Rozwój idei ewolucyjnych Pochodzenie gatunek. Rozwój koncepcji ewolucyjnych. Podstawowy zaprowiantowanie ... « hipoteza stan stabilny", " hipoteza panspermia”, „ hipoteza ewolucja biochemiczna”. Charakteryzować podstawowy hipotezy ...

  • 5 Tematyka prac obliczeniowych i graficznych 16 > Pytania do testów 16 > Przykłady testów sprawdzających wiedzę 17 > V. Plan tematyczny studiowania dyscypliny 19

    Plan tematyczny

    ... Podstawowy hipotezy I założenia podczas skręcania okrągłego wału. Warunki wytrzymałości i sztywności. Naprężenia ścinające i kątowe odkształcenie...pod wpływem zmiennych masa; d) maksimum... itd. rodzaje kontrola zgodnie z Przepisy prawne) Liczba punktów, ...

  • Twoja młodość, dorosłość, starość, pod redakcją generalną A. A. Reana St. Petersburg „Prime-Eurosign” Wydawnictwo „Neva” Moskwa Olma-Press „2002 BBC 88. 37

    Dokument

    Może wystąpić błąd przyznał student i... intelektualista masa. ROZDZIAŁ... dwójka dzieci główny gatunek pamięć - ... czekam podstawowy zaprowiantowanie...połączenia. Hipoteza niespójności - pozycja teoria poznawcza... relacje). Profesjonalny odkształcenie osobowości -...

    • Hipoteza to twierdzenie o konkretnym zjawisku, które opiera się na subiektywnym poglądzie osoby kierującej swoimi działaniami w określonym kierunku. Jeśli wynik nie jest jeszcze znany osobie, wówczas tworzone jest uogólnione założenie, a sprawdzenie go pozwala dostosować ogólny cel pracy. Jest to naukowe pojęcie hipotezy. Czy można uprościć znaczenie tego pojęcia?

    Wyjaśnienie w języku „nienaukowym”.

    Hipoteza to umiejętność przewidywania, przewidywania wyników pracy, a to jest najważniejszy element praktycznie każdego odkrycia naukowego. Pomaga wyliczyć przyszłe błędy i pomyłki oraz znacząco ograniczyć ich liczbę. W takim przypadku hipoteza wygenerowana bezpośrednio w trakcie pracy może zostać częściowo udowodniona. Jeśli wynik jest znany, nie ma sensu zakładać, a wtedy nie stawia się żadnych hipotez. Jest to prosta definicja pojęcia hipotezy. Teraz możemy porozmawiać o tym, jak jest zbudowany i omówić jego najciekawsze typy.

    Jak rodzi się hipoteza?

    Tworzenie argumentu w ludzkim umyśle nie jest prostym procesem myślowym. Badacz musi posiadać umiejętność tworzenia i aktualizowania zdobytej wiedzy, a także posiadać następujące cechy:

    1. Wizja problemu. To umiejętność wskazania ścieżek rozwoju nauki, ustalenia jej głównych kierunków i powiązania ze sobą odrębnych zadań. Łączy wizję problemu z już nabytymi umiejętnościami i wiedzą, instynktem i zdolnościami osoby badanej.
    2. Alternatywny charakter. Ta cecha pozwala wyciągnąć ciekawe wnioski i znaleźć coś zupełnie nowego w znanych faktach.
    3. Intuicja. Termin ten odnosi się do procesu nieświadomego i nie opiera się na logicznym rozumowaniu.

    Jaka jest istota hipotezy?

    Hipoteza odzwierciedla obiektywną rzeczywistość. W tym jest podobny do różnych form myślenia, ale też się od nich różni. Główną cechą hipotezy jest to, że odzwierciedla ona fakty w świecie materialnym w sposób przypuszczalny, a nie stwierdza kategorycznie i wiarygodnie. Zatem hipoteza jest założeniem.

    Każdy wie, że ustalając pojęcie poprzez najbliższy rodzaj i różnicę, konieczne będzie również wskazanie cech odróżniających. Najbliższym rodzajem hipotezy w postaci dowolnego wyniku działania jest pojęcie „założenia”. Jaka jest różnica między hipotezą a domysłem, fantazją, przewidywaniem, zgadywaniem? Najbardziej szokujące hipotezy nie opierają się wyłącznie na spekulacjach; wszystkie mają pewne cechy. Aby odpowiedzieć na to pytanie, musisz zidentyfikować podstawowe funkcje.

    Cechy hipotezy

    Jeśli mówimy o tej koncepcji, warto ustalić jej charakterystyczne cechy.

    1. Hipoteza jest szczególną formą rozwoju wiedzy naukowej. To hipotezy, które pozwalają nauce przejść od pojedynczych faktów do konkretnego zjawiska, uogólnienia wiedzy i znajomości praw rozwoju konkretnego zjawiska.
    2. Hipoteza opiera się na przyjęciu założeń, które wiążą się z teoretycznym wyjaśnieniem pewnych zjawisk. Pojęcie to pełni funkcję odrębnego sądu lub całej linii powiązanych ze sobą sądów, zjawisk przyrodniczych. Ocena jest zawsze problematyczna dla badaczy, ponieważ koncepcja ta mówi o probabilistycznej wiedzy teoretycznej. Zdarza się, że hipotezy stawiane są na zasadzie dedukcji. Przykładem jest szokująca hipoteza K. A. Timiryazeva dotycząca fotosyntezy. Zostało to potwierdzone, ale początkowo wszystko zaczęło się od założeń z prawa zachowania energii.
    3. Hipoteza to świadome przypuszczenie oparte na określonych faktach. Dlatego hipotezy nie można nazwać procesem chaotycznym i podświadomym; jest to całkowicie logiczny i logiczny mechanizm, który pozwala osobie poszerzać swoją wiedzę w celu uzyskania nowych informacji - zrozumienia obiektywnej rzeczywistości. Znów możemy przypomnieć sobie szokującą hipotezę N. Kopernika o nowym układzie heliocentrycznym, która ujawniła pogląd, że Ziemia kręci się wokół Słońca. Wszystkie swoje pomysły przedstawił w pracy „O obrocie sfer niebieskich”, wszystkie domysły oparł na rzeczywistych podstawach faktycznych i pokazał niespójność obowiązującej wówczas koncepcji geocentrycznej.

    Te charakterystyczne cechy, wzięte razem, pozwolą odróżnić hipotezę od innych typów założeń, a także ustalić jej istotę. Jak widać, hipoteza to probabilistyczne założenie dotyczące przyczyn danego zjawiska, którego wiarygodności nie można obecnie zweryfikować i udowodnić, ale założenie to pozwala wyjaśnić niektóre przyczyny zjawiska.

    Należy pamiętać, że termin „hipoteza” jest zawsze używany w podwójnym znaczeniu. Hipoteza to założenie wyjaśniające zjawisko. O hipotezie mówi się także jako o sposobie myślenia, który wysuwa pewne założenia, a następnie rozwija rozwinięcie i dowód tego faktu.

    Hipotezę często konstruuje się w formie założenia dotyczącego przyczyny zjawisk z przeszłości. Jako przykład możemy przytoczyć naszą wiedzę na temat powstania Układu Słonecznego, jądra Ziemi, narodzin Ziemi i tak dalej.

    Kiedy hipoteza przestaje istnieć?

    Jest to możliwe tylko w kilku przypadkach:

    1. Hipoteza zostaje potwierdzona i staje się wiarygodnym faktem – staje się częścią ogólnej teorii.
    2. Hipoteza zostaje odrzucona i staje się jedynie fałszywą wiedzą.

    Może się to zdarzyć podczas testowania hipotez, gdy zgromadzona wiedza jest wystarczająca do ustalenia prawdy.

    Co wchodzi w skład struktury hipotezy?

    Hipotezę buduje się z następujących elementów:

    • podstawa - nagromadzenie różnych faktów, stwierdzeń (uzasadnionych lub nie);
    • forma - nagromadzenie różnych wniosków, które doprowadzą od podstawy hipotezy do założenia;
    • założenie - wnioski z faktów, stwierdzenia opisujące i uzasadniające hipotezę.

    Warto zauważyć, że hipotezy mają zawsze tę samą strukturę logiczną, różnią się jednak treścią i pełnionymi funkcjami.

    Co można powiedzieć o pojęciu hipotezy i typów?

    W procesie ewolucji wiedzy hipotezy zaczynają różnić się cechami poznawczymi, a także przedmiotem badań. Przyjrzyjmy się bliżej każdemu z tych typów.

    Ze względu na ich funkcję w procesie poznawczym wyróżnia się hipotezy opisowe i wyjaśniające:

    1. Hipoteza opisowa to stwierdzenie mówiące o nieodłącznych właściwościach badanego obiektu. Zazwyczaj założenie pozwala nam odpowiedzieć na pytania „Co to jest ten lub tamten przedmiot?” lub „Jakie właściwości ma obiekt?” Tego typu hipotezy można postawić w celu rozpoznania składu lub struktury przedmiotu, ujawnienia jego mechanizmu działania lub cech jego działania oraz określenia cech funkcjonalnych. Wśród hipotez opisowych znajdują się hipotezy egzystencjalne, które mówią o istnieniu jakiegoś przedmiotu.
    2. Hipoteza wyjaśniająca to stwierdzenie oparte na przyczynach pojawienia się określonego obiektu. Hipotezy takie pozwalają wyjaśnić, dlaczego doszło do określonego zdarzenia lub jakie są przyczyny pojawienia się przedmiotu.

    Historia pokazuje, że wraz z rozwojem wiedzy pojawia się coraz więcej hipotez egzystencjalnych, które mówią o istnieniu konkretnego przedmiotu. Następnie pojawiają się hipotezy opisowe, które mówią o właściwościach tych obiektów, a w końcu rodzą się hipotezy wyjaśniające, które ujawniają mechanizm i przyczyny pojawienia się obiektu. Jak widać, w procesie uczenia się nowych rzeczy hipoteza ulega stopniowej komplikacji.

    Jakie są hipotezy dotyczące przedmiotu badań? Istnieją ogólne i prywatne.

    1. Hipotezy ogólne pomagają uzasadnić założenia dotyczące relacji naturalnych i regulatorów empirycznych. Stanowią swego rodzaju rusztowanie w rozwoju wiedzy naukowej. Po udowodnieniu hipotezy stają się teoriami naukowymi i wnoszą wkład w naukę.
    2. Hipoteza częściowa to założenie wraz z uzasadnieniem dotyczące pochodzenia i jakości faktów, zdarzeń lub zjawisk. Jeśli istniała pojedyncza okoliczność, która spowodowała pojawienie się innych faktów, wówczas wiedza przybiera formę hipotez.
    3. Istnieje również taki rodzaj hipotezy, jak hipoteza robocza. Jest to założenie wysunięte na początku badania, które ma charakter założenia warunkowego i pozwala na połączenie faktów i obserwacji w jedną całość oraz udzielenie im wstępnego wyjaśnienia. Główną cechą hipotezy roboczej jest to, że jest ona akceptowana warunkowo lub tymczasowo. Dla badacza niezwykle ważne jest usystematyzowanie zdobytej wiedzy podanej na początku badań. Następnie należy je przetworzyć i wyznaczyć dalszą trasę. W tym celu potrzebna jest dokładnie hipoteza robocza.

    Co to jest wersja?

    Pojęcie hipotezy naukowej zostało już wyjaśnione, ale istnieje inny, tak nietypowy termin - wersja. Co to jest? W badaniach politycznych, historycznych czy socjologicznych, a także w praktyce śledczej medycyny sądowej, często przy wyjaśnianiu pewnych faktów lub ich kombinacji wysuwa się szereg hipotez, które mogą wyjaśnić fakty na różne sposoby. Hipotezy te nazywane są wersjami.

    Istnieją wersje publiczne i prywatne.

    1. Wersja ogólna to założenie, które mówi o przestępstwie jako całości w postaci jednego systemu określonych okoliczności i działań. Ta wersja odpowiada nie tylko na jedno, ale na całą serię pytań.
    2. Wersja częściowa to założenie wyjaśniające indywidualne okoliczności przestępstwa. Z wersji prywatnych budowana jest jedna wersja ogólna.

    Jakie standardy musi spełniać hipoteza?

    Samo pojęcie hipotezy w przepisach prawa musi spełniać pewne wymagania:

    • nie może mieć kilku tez;
    • wyrok musi być sformułowany jasno i logicznie;
    • w wywodzie nie powinny znajdować się sądy ani koncepcje o charakterze niejednoznacznym, które badacz nie może jeszcze wyjaśnić;
    • aby orzeczenie mogło stać się częścią badania, orzeczenie musi zawierać sposób rozwiązania problemu;
    • przy przedstawianiu założeń zabrania się stosowania sądów wartościujących, gdyż hipoteza musi zostać potwierdzona faktami, po czym zostanie sprawdzona i zastosowana w szerokim zakresie;
    • hipoteza musi odpowiadać danemu tematowi, przedmiotowi badań, zadaniom; eliminowane są wszelkie założenia nienaturalnie związane z tematem;
    • hipoteza nie może zaprzeczać istniejącym teoriom, ale są wyjątki.

    Jak powstaje hipoteza?

    Hipotezy danej osoby są procesem myślowym. Oczywiście trudno wyobrazić sobie ogólny i jednolity proces konstruowania hipotezy: wszystko dlatego, że warunki opracowania założenia zależą od działań praktycznych i specyfiki konkretnego problemu. Nadal jednak możliwe jest określenie ogólnych granic etapów procesu myślowego, które prowadzą do powstania hipotezy. Ten:

    • wysuwanie hipotezy;
    • rozwój;
    • badanie.

    Teraz musimy rozważyć każdy etap pojawiania się hipotezy.

    Zaproponowanie hipotezy

    Aby postawić hipotezę, trzeba będzie mieć pewne fakty związane z określonym zjawiskiem, które muszą uzasadniać prawdopodobieństwo założenia, wyjaśniać nieznane. Dlatego najpierw następuje zbiór materiałów, wiedzy i faktów związanych z konkretnym zjawiskiem, które zostanie szczegółowo wyjaśnione.

    Na podstawie materiałów przyjmuje się założenie na temat tego, na czym polega to zjawisko, czyli innymi słowy formułuje się hipotezę w wąskim znaczeniu. Założeniem jest w tym przypadku pewien osąd, który wyraża się w wyniku przetworzenia zebranych faktów. Fakty, na których opiera się hipoteza, można logicznie zrozumieć. Tak wyłania się główna treść hipotezy. Założenie musi odpowiadać na pytania o istotę, przyczyny zjawiska i tak dalej.

    Rozwój i testowanie

    Po wysunięciu hipotezy rozpoczyna się jej rozwój. Jeżeli przyjmiemy, że przyjęte założenie jest prawdziwe, wówczas powinno pojawić się szereg konkretnych konsekwencji. W tym przypadku logicznych konsekwencji nie można utożsamiać z wnioskami z łańcucha przyczynowo-skutkowego. Konsekwencje logiczne to myśli, które wyjaśniają nie tylko okoliczności zjawiska, ale także przyczyny jego wystąpienia i tak dalej. Porównanie faktów z hipotezy z już ustalonymi danymi pozwala potwierdzić lub obalić hipotezę.

    Jest to możliwe jedynie w wyniku sprawdzenia hipotezy w praktyce. Hipotezę zawsze tworzy praktyka i tylko praktyka może zdecydować, czy hipoteza jest prawdziwa, czy fałszywa. Testowanie w praktyce pozwala przekształcić hipotezę w wiarygodną wiedzę o procesie (czy jest ona fałszywa, czy prawdziwa). Nie należy zatem sprowadzać prawdziwości hipotezy do konkretnego i jednolitego działania logicznego; Podczas sprawdzania w praktyce stosuje się różne metody i metody dowodu lub obalenia.

    Potwierdzenie lub obalenie hipotezy

    Hipoteza pracy jest często stosowana w świecie naukowym. Metoda ta pozwala na potwierdzenie lub obalenie poszczególnych faktów w praktyce prawnej lub gospodarczej poprzez percepcję. Przykładami są odkrycie planety Neptun, odkrycie czystej wody w jeziorze Bajkał, założenie wysp na Oceanie Arktycznym i tak dalej. Wszystko to było kiedyś hipotezami, ale teraz są to fakty potwierdzone naukowo. Problem w tym, że w niektórych przypadkach kontynuowanie praktyki jest trudne lub niemożliwe, a sprawdzenie wszystkich założeń nie jest możliwe.

    Na przykład teraz pojawiła się szokująca hipoteza, że ​​współczesny rosyjski jest głębszy niż staroruski, ale problem polega na tym, że obecnie nie można usłyszeć ustnej mowy staroruskiej. W praktyce nie sposób sprawdzić, czy car rosyjski Iwan Groźny został mnichem, czy nie.

    W przypadkach, gdy stawiane są hipotezy prognostyczne, niewłaściwe jest oczekiwanie ich natychmiastowego i bezpośredniego potwierdzenia w praktyce. Dlatego w świecie naukowym posługuje się takim logicznym dowodem lub obaleniem hipotez. Logiczny dowód lub obalenie przebiega w sposób pośredni, ponieważ poznaje się zjawiska z przeszłości lub współczesności, które są niedostępne dla percepcji zmysłowej.

    Główne sposoby logicznego dowodu hipotezy lub jej obalenia:

    1. Sposób indukcyjny. Pełniejsze potwierdzenie lub obalenie hipotezy i wyprowadzenie z niej określonych konsekwencji dzięki argumentacji zawierającej prawa i fakty.
    2. Sposób dedukcyjny. Wyprowadzenie lub obalenie hipotezy z szeregu innych, bardziej ogólnych, ale już sprawdzonych.
    3. Włączenie hipotezy do systemu wiedzy naukowej, jeżeli jest ona zgodna z innymi faktami.

    Logiczny dowód lub obalenie może mieć formę bezpośrednią lub pośrednią dowodu lub obalenia.

    Ważna rola hipotezy

    Ukazując problem istoty i struktury hipotezy, warto także zwrócić uwagę na jej ważną rolę w działalności praktycznej i teoretycznej. Hipoteza jest niezbędną formą rozwoju wiedzy naukowej, bez niej nie da się zrozumieć czegoś nowego. Odgrywa ważną rolę w świecie naukowym i służy jako podstawa do powstania praktycznie każdej teorii naukowej. Wszystkie znaczące odkrycia w nauce nie powstały w gotowej formie; były to najbardziej szokujące hipotezy, których czasem nawet nie chcieli brać pod uwagę.

    Wszystko zawsze zaczyna się od małego. Cała fizyka została zbudowana na niezliczonych szokujących hipotezach, które zostały potwierdzone lub odrzucone przez praktykę naukową. Dlatego warto wspomnieć o kilku ciekawych pomysłach.

    1. Niektóre cząstki przemieszczają się z przyszłości do przeszłości. Fizycy mają swój własny zestaw zasad i zakazów, które są uważane za kanoniczne, ale wraz z pojawieniem się tachionów wydaje się, że wszelkie normy zostały zachwiane. Tachion to cząstka, która może jednocześnie naruszyć wszystkie przyjęte prawa fizyki: jej masa jest urojona i porusza się szybciej niż prędkość światła. Wysunięto teorię, że tachiony mogą cofać się w czasie. Cząsteczka została wprowadzona przez teoretyka Geralda Feinberga w 1967 roku i oświadczył, że tachiony stanowią nową klasę cząstek. Naukowiec argumentował, że jest to w rzeczywistości uogólnienie antymaterii. Feinberg miał wielu podobnie myślących ludzi, a pomysł zakorzenił się przez długi czas, jednak wciąż pojawiały się obalenia. Tachiony nie zniknęły całkowicie z fizyki, ale nadal nikomu nie udało się ich wykryć ani w kosmosie, ani w akceleratorach. Gdyby hipoteza była prawdziwa, ludzie mogliby skontaktować się ze swoimi przodkami.
    2. Kropla polimeru wodnego może zniszczyć oceany. Ta jedna z najbardziej szokujących hipotez sugeruje, że woda może przekształcić się w polimer – jest to składnik, w którym poszczególne cząsteczki stają się ogniwami dużego łańcucha. W takim przypadku właściwości wody powinny się zmienić. Hipotezę wysunął chemik Nikołaj Fiediakin po eksperymencie z parą wodną. Hipoteza od dawna przerażała naukowców, ponieważ zakładano, że jedna kropla wodnego polimeru może zamienić całą wodę na planecie w polimer. Jednak na obalenie najbardziej szokującej hipotezy nie trzeba było długo czekać. Eksperyment naukowca powtórzono, ale nie znaleziono potwierdzenia teorii.

    Takich szokujących hipotez było kiedyś wiele, jednak wiele z nich nie zostało potwierdzonych po serii eksperymentów naukowych, ale nie zostały zapomniane. Fantazja i uzasadnienie naukowe to dwa główne elementy każdego naukowca.

    Najbardziej popularną wśród współczesnych naukowców jest hipoteza Oparina-Haldane’a dotycząca pochodzenia życia na Ziemi. Zgodnie z hipotezą życie powstało z materii nieożywionej (abiogenicznie) w wyniku złożonych reakcji biochemicznych.

    Zaprowiantowanie

    Aby krótko opisać hipotezę pochodzenia życia, powinniśmy podkreślić trzy etapy powstawania życia według Oparina:

    • pojawienie się związków organicznych;
    • tworzenie związków polimerowych (białek, lipidów, polisacharydów);
    • pojawienie się prymitywnych organizmów zdolnych do rozmnażania.

    Ryż. 1. Schemat ewolucji według Oparina.

    Biogenny, tj. ewolucję biologiczną poprzedziła ewolucja chemiczna, w wyniku której powstały substancje złożone. Na ich powstawanie miała wpływ beztlenowa atmosfera Ziemi, promieniowanie ultrafioletowe i wyładowania atmosferyczne.

    Biopolimery powstały z substancji organicznych, z których powstały prymitywne formy życia (probionty), stopniowo oddzielane błoną od środowiska zewnętrznego. Pojawienie się kwasów nukleinowych u probiontów przyczyniło się do przekazania informacji dziedzicznej i komplikacji organizacji. W wyniku długotrwałej selekcji naturalnej pozostały tylko te organizmy, które były zdolne do pomyślnego rozmnażania.

    Ryż. 2. Probionty.

    Probionty lub procelli nie zostały jeszcze otrzymane eksperymentalnie. Dlatego nie jest do końca jasne, w jaki sposób prymitywna akumulacja biopolimerów była w stanie przejść od martwej egzystencji w bulionie do reprodukcji, odżywiania i oddychania.

    Fabuła

    Hipoteza Oparina-Haldane’a przeszła długą drogę i była wielokrotnie krytykowana. Historię powstawania hipotezy opisano w tabeli.

    TOP 2 artykułyktórzy czytają razem z tym

    Rok

    Naukowiec

    Główne wydarzenia

    Radziecki biolog Aleksander Iwanowicz Oparin

    Główne założenia hipotezy Oparina zostały po raz pierwszy sformułowane w jego książce „Pochodzenie życia”. Oparin zasugerował, że biopolimery (związki o dużej masie cząsteczkowej) rozpuszczone w wodzie pod wpływem czynników zewnętrznych mogą tworzyć kropelki koacerwatu lub koacerwaty. Są to substancje organiczne zebrane razem, które są warunkowo oddzielone od środowiska zewnętrznego i zaczynają z nim utrzymywać metabolizm. Proces koacerwacji – rozwarstwienia roztworu z utworzeniem koacerwatów – jest poprzednim etapem koagulacji, tj. sklejanie się małych cząstek. W wyniku tych procesów z „bulionu pierwotnego” (termin Oparina) – podstawy organizmów żywych wyłoniły się aminokwasy

    brytyjski biolog John Haldane

    Niezależnie od Oparina zaczął on wypracowywać podobne poglądy na problematykę pochodzenia życia. W przeciwieństwie do Oparina Haldane zakładał, że zamiast koacerwatów powstają substancje wielkocząsteczkowe zdolne do reprodukcji. Haldane uważał, że pierwszymi takimi substancjami nie były białka, ale kwasy nukleinowe

    Amerykański chemik Stanley Miller

    Jako student odtworzył sztuczne środowisko do pozyskiwania aminokwasów z materii nieożywionej (chemikaliów). Eksperyment Millera-Ureya symulował warunki ziemskie w połączonych ze sobą kolbach. Kolby napełniono mieszaniną gazów (amoniak, wodór, tlenek węgla) o składzie podobnym do wczesnej atmosfery ziemskiej. W jednej części instalacji stale znajdowała się wrząca woda, której opary poddawane były wyładowaniom elektrycznym (symulującym piorun). Po ochłodzeniu para gromadziła się w postaci kondensatu w dolnej rurze. Po tygodniu ciągłego eksperymentu w kolbie odkryto aminokwasy, cukry i lipidy

    brytyjski biolog Richard Dawkins

    W swojej książce „Samolubny gen” zasugerował, że pierwotna zupa nie tworzyła kropli koacerwatu, ale cząsteczki zdolne do reprodukcji. Wystarczyło, że powstała jedna cząsteczka, aby jej kopie wypełniły ocean

    Ryż. 3. Eksperyment Millera.

    Eksperyment Millera był wielokrotnie krytykowany i nie jest w pełni uznawany za praktyczne potwierdzenie teorii Oparina-Haldane'a. Głównym problemem jest otrzymanie z powstałej mieszaniny substancji organicznych stanowiących podstawę życia.

    Czego się nauczyliśmy?

    Z lekcji dowiedzieliśmy się o istocie hipotezy Oparina-Haldane'a o pochodzeniu życia na Ziemi. Zgodnie z teorią substancje wielkocząsteczkowe (białka, tłuszcze, węglowodany) powstały z materii nieożywionej w wyniku złożonych reakcji biochemicznych pod wpływem środowiska zewnętrznego. Hipotezę po raz pierwszy przetestował Stanley Miller, odtwarzając warunki panujące na Ziemi przed powstaniem życia. W rezultacie otrzymano aminokwasy i inne złożone substancje. Jednakże sposób reprodukcji tych substancji pozostaje niepotwierdzony.

    Testuj w temacie

    Ocena raportu

    Średnia ocena: 4.4. Łączna liczba otrzymanych ocen: 194.

    1. Czym jest życie?

    Odpowiedź. Życie to sposób istnienia bytów (organizmów żywych) wyposażonych w aktywność wewnętrzną, proces rozwoju ciał o strukturze organicznej ze stałą przewagą procesów syntezy nad procesami rozpadu, szczególny stan materii osiągany poprzez następujące właściwości. Życie to sposób istnienia ciał białkowych i kwasów nukleinowych, którego istotnym punktem jest ciągła wymiana substancji z otoczeniem, a wraz z zaprzestaniem tej wymiany życie również ustaje.

    2. Jakie znasz hipotezy dotyczące pochodzenia życia?

    Odpowiedź. Różne pomysły na temat pochodzenia życia można połączyć w pięć hipotez:

    1) kreacjonizm - Boskie stworzenie istot żywych;

    2) samoistne powstawanie - organizmy żywe powstają samoistnie z materii nieożywionej;

    3) hipoteza stanu ustalonego – życie istniało zawsze;

    4) hipoteza panspermii – życie na naszą planetę zostało sprowadzone z zewnątrz;

    5) hipoteza ewolucji biochemicznej - życie powstało w wyniku procesów podlegających prawom chemicznym i fizycznym. Obecnie większość naukowców popiera ideę abiogennego pochodzenia życia w procesie ewolucji biochemicznej.

    3. Jaka jest podstawowa zasada metody naukowej?

    Odpowiedź. Metoda naukowa to zestaw technik i operacji stosowanych w konstruowaniu systemu wiedzy naukowej. Podstawową zasadą metody naukowej jest przyjmowanie niczego za pewnik. Każde stwierdzenie lub zaprzeczenie czemuś należy zweryfikować.

    Pytania po § 89

    1. Dlaczego idei boskiego pochodzenia życia nie można potwierdzić ani obalić?

    Odpowiedź. Uważa się, że proces Boskiego stworzenia świata miał miejsce tylko raz i dlatego jest niedostępny do badań. Nauka zajmuje się tylko tymi zjawiskami, które podlegają obserwacji i badaniom eksperymentalnym. W rezultacie z naukowego punktu widzenia hipotezy o Boskim pochodzeniu istot żywych nie można ani udowodnić, ani obalić. Główną zasadą metody naukowej jest „nie przyjmować niczego za pewnik”. W konsekwencji logicznie rzecz biorąc, nie może być sprzeczności między naukowym i religijnym wyjaśnieniem pochodzenia życia, ponieważ te dwie sfery myślenia wykluczają się wzajemnie.

    2. Jakie są główne założenia hipotezy Oparina–Haldane’a?

    Odpowiedź. We współczesnych warunkach wyłonienie się istot żywych z przyrody nieożywionej jest niemożliwe. Abiogenne (tj. bez udziału organizmów żywych) pojawienie się żywej materii było możliwe tylko w warunkach starożytnej atmosfery i braku żywych organizmów. Starożytna atmosfera zawierała metan, amoniak, dwutlenek węgla, wodór, parę wodną i inne związki nieorganiczne. Pod wpływem silnych wyładowań elektrycznych, promieniowania ultrafioletowego i wysokiego promieniowania z tych substancji mogą powstawać związki organiczne, które gromadziły się w oceanie, tworząc „bulion pierwotny”. W „pierwotnym bulionie” biopolimerów powstały wielocząsteczkowe kompleksy - koacerwaty. Jony metali, które pełniły rolę pierwszych katalizatorów, przedostawały się do kropelek koacerwatu ze środowiska zewnętrznego. Z ogromnej liczby związków chemicznych obecnych w „pierwotnej zupie” wybrano najbardziej efektywne katalitycznie kombinacje cząsteczek, co ostatecznie doprowadziło do powstania enzymów. Na styku koacerwatów ze środowiskiem zewnętrznym cząsteczki lipidów ułożyły się w jednej linii, co doprowadziło do powstania prymitywnej błony komórkowej. Na pewnym etapie proionty białkowe włączały kwasy nukleinowe, tworząc jednolite kompleksy, co doprowadziło do pojawienia się takich właściwości istot żywych, jak samoreprodukcja, zachowanie informacji dziedzicznej i jej przekazywanie kolejnym pokoleniom. Probionty, których metabolizm łączono ze zdolnością do samodzielnego rozmnażania się, można już uznać za prymitywne prokomórki, których dalszy rozwój nastąpił zgodnie z prawami ewolucji żywej materii.

    3. Jakie dowody eksperymentalne można przedstawić na poparcie tej hipotezy?

    Odpowiedź. W 1953 r. Ta hipoteza AI Oparina została eksperymentalnie potwierdzona eksperymentami amerykańskiego naukowca S. Millera. W stworzonej przez niego instalacji symulowano warunki, jakie rzekomo istniały w pierwotnej atmosferze Ziemi. W wyniku eksperymentów otrzymano aminokwasy. Podobne eksperymenty powtarzano wielokrotnie w różnych laboratoriach i pozwoliły wykazać zasadniczą możliwość syntezy w takich warunkach niemal wszystkich monomerów głównych biopolimerów. Następnie stwierdzono, że pod pewnymi warunkami możliwa jest synteza bardziej złożonych biopolimerów organicznych z monomerów: polipeptydów, polinukleotydów, polisacharydów i lipidów.

    4. Jakie są różnice między hipotezą A.I. Oparina a hipotezą J. Haldane’a?

    Odpowiedź. J. Haldane również wysunął hipotezę o abiogennym pochodzeniu życia, ale w przeciwieństwie do A.I. Oparina dał prymat nie białkom - układom koacerwatów zdolnym do metabolizmu, ale kwasom nukleinowym, czyli układom makromolekularnym zdolnym do samoreprodukcji.

    5. Jakie argumenty podają przeciwnicy krytykując hipotezę Oparina–Haldane’a?

    Odpowiedź. Hipoteza Oparina–Haldane’a ma także słabą stronę, na którą wskazują jej przeciwnicy. W ramach tej hipotezy nie da się wyjaśnić głównego problemu: jak nastąpił jakościowy skok od materii nieożywionej do żywej. Przecież do samoreprodukcji kwasów nukleinowych potrzebne są białka enzymatyczne, a do syntezy białek potrzebne są kwasy nukleinowe.

    Podaj możliwe argumenty za i przeciw hipotezie panspermii.

    Odpowiedź. Argumenty dla:

    Życie na poziomie prokariotycznym pojawiło się na Ziemi niemal natychmiast po jego powstaniu, chociaż odległość (w sensie różnicy w stopniu złożoności organizacji) pomiędzy prokariotami i ssakami jest porównywalna z odległością od pierwotnej zupy do pokariotów;

    W przypadku pojawienia się życia na którejkolwiek planecie naszej galaktyki, jak pokazują chociażby szacunki A.D. Panowa, może ono „zainfekować” całą galaktykę w ciągu zaledwie kilkuset milionów lat;

    Znaleziska artefaktów w niektórych meteorytach, które można zinterpretować jako wynik działalności mikroorganizmów (jeszcze przed uderzeniem meteorytu w Ziemię).

    Hipoteza panspermii (życia sprowadzonego na naszą planetę z zewnątrz) nie odpowiada na główne pytanie, jak powstało życie, ale przenosi ten problem w inne miejsce we Wszechświecie;

    Całkowita cisza radiowa Wszechświata;

    Skoro okazało się, że cały nasz Wszechświat ma zaledwie 13 miliardów lat (czyli cały nasz Wszechświat jest zaledwie 3 razy starszy (!) od planety Ziemia), to na pochodzenie życia gdzieś w oddali zostało już bardzo mało czasu. .. Odległość do najbliższej nam gwiazdy wynosi a-centauri - 4 lata świetlne. roku. Nowoczesny myśliwiec (4 prędkości dźwięku) poleci do tej gwiazdy ~ 800 000 lat.

    Karol Darwin napisał w 1871 r.: „Ale jeśli teraz... w jakimś ciepłym zbiorniku wodnym, zawierającym wszystkie niezbędne sole amonowe i fosforowe i dostępnym pod wpływem światła, ciepła, elektryczności itp., utworzyłoby się chemicznie białko, zdolne do dalszych, coraz bardziej złożonych przemian, wówczas substancja ta uległaby natychmiastowemu zniszczeniu lub wchłonięciu, co było niemożliwe w okresie przed pojawieniem się istot żywych.”

    Potwierdź lub obal to stwierdzenie Karola Darwina.

    Odpowiedź. Proces powstawania organizmów żywych z prostych związków organicznych był niezwykle długi. Aby życie powstało na Ziemi, potrzebny był proces ewolucyjny, który trwał wiele milionów lat, podczas którego złożone struktury molekularne, głównie kwasy nukleinowe i białka, zostały wybrane ze względu na stabilność, zdolność do reprodukcji własnego rodzaju.

    Jeśli dzisiaj na Ziemi, gdzieś w obszarach intensywnej aktywności wulkanicznej, mogą powstać dość złożone związki organiczne, to prawdopodobieństwo istnienia tych związków przez dłuższy czas jest znikome. Możliwość ponownego pojawienia się życia na Ziemi jest wykluczona. Teraz żywe istoty pojawiają się jedynie poprzez reprodukcję.

    1. We współczesnych warunkach wyłonienie się istot żywych z przyrody nieożywionej jest niemożliwe. Abiogenne (tj. bez udziału organizmów żywych) pojawienie się żywej materii było możliwe tylko w warunkach starożytnej atmosfery i braku żywych organizmów. 2. Skład starożytnej atmosfery obejmował metan, amoniak, dwutlenek węgla, wodór, parę wodną i inne związki nieorganiczne. Pod wpływem silnych wyładowań elektrycznych, promieniowania ultrafioletowego i wysokiego promieniowania z tych substancji mogą powstawać związki organiczne, które gromadziły się w oceanie, tworząc „bulion pierwotny”. 3. W „bulionie pierwotnym” z biopolimerów powstały wielocząsteczkowe kompleksy – koacerwaty. Jony metali, które pełniły rolę pierwszych katalizatorów, przedostawały się do kropelek koacerwatu ze środowiska zewnętrznego. Z ogromnej liczby związków chemicznych obecnych w „pierwotnej zupie” wybrano najbardziej efektywne katalitycznie kombinacje cząsteczek, co ostatecznie doprowadziło do powstania enzymów. Na styku koacerwatów ze środowiskiem zewnętrznym cząsteczki lipidów ułożyły się w jednej linii, co doprowadziło do powstania prymitywnej błony komórkowej. 4. Na pewnym etapie proionty białkowe obejmowały kwasy nukleinowe, tworząc jednolite kompleksy, co doprowadziło do pojawienia się takich właściwości istot żywych, jak samoreprodukcja, zachowanie informacji dziedzicznej i jej przekazywanie kolejnym pokoleniom. Probionty, których metabolizm łączono ze zdolnością do samodzielnego rozmnażania się, można już uznać za prymitywne prokomórki, których dalszy rozwój nastąpił zgodnie z prawami ewolucji żywej materii.