היסטוריה של חוזק חומרים (ספר)

היסטוריה של חוזק חומרים (באנגלית: History of Strength of Materials) הוא ספר מאת סטפן טימושנקו, שיצא לאור באנגלית לראשונה בשנת 1953 בהוצאת מקגרו-היל ובמהדורה חדשה בשנת 1983 בהוצאת דובר. שתי המהדורות יצאו לאור בניו יורק, ארצות הברית.

חוזק חומרים הוא ענף בהנדסה העוסק בהתנהגות של גופים בהשפעת עומס חיצוני, בהתנגדות הפנימית של הגופים התלויה בחומר ובמעוות כתוצאה מהעומס. הספר סוקר את ההיסטוריה של חוזק החומרים ומתייחס גם לשני ענפים קרובים שהם תורת האלסטיות ותורת המבנים. טימושנקו סוקר בספר את הנושאים התאורטיים, את הרקע המתמטי ואת הביוגרפיה של המדענים שעסקו בחוזק החומרים ופיתחו את התחום. הסקירה היא בסדר זמנים כרונולוגי מהמאה ה-17 עד אמצע המאה העשרים.

הספר כולל פתח דבר והקדמה ובה הסבר על דרך כתיבתו, אינדקס אלפאביתי מפורט של שמות האנשים שעסקו בפיתוח תחום חוזק החומרים, האלסטיות ותאורית מבנים והפניה לחומר הביוגרפי אודותם בספר. הספר כולל גם מפתח עניינים מפורט. הספר מתבסס על הרצאות שנשא המחבר במשך 25 שנה באוניברסיטת סטנפורד שבקליפורניה. טימושנקו דן במבנים הגדולים והמפורסמים כמו הפירמידות במצרים, המקדשים והדרכים של היוונים הקדמונים והרומאים וכן בהשפעה הגדולה של פיתוח מסילות הברזל והכנסת הפלדה כחומר למבנים כמו גם פיתוח מנועי שרפה ומטוסים בעלי מבנה קל. הספר לא כולל את כל הביבליוגרפיה של הנושא אלא בעיקר את העקרונות שהצעידו את ההתפתחות של התחום.

הספר מתחיל בעבודתו של לאונרדו דה וינצ'י שהיה הראשון שעסק בבעיות של חוזק חומרים וכתב על מחקריו בנושא ביומניו. גלילאו גליליי המוצג בספר אחרי דה וינצ`י היה ככל הנראה אבי חוזק החומרים המודרני כאשר ביצע במאה ה-17 מחקרים מקיפים בתחום חוזק החומרים ושילב ניסויים עם תאוריות ושיטות חישוב. הגישה החישובית ניסויית הייתה חלק מהמהפכה המדעית שהתרחשה במאה ה-17. גלילאו כתב בהיותו בגיל 75 ספר בשם "שיחות על שני מדעים", ובו כתב על שני המדעים החדשים הידועים כיום כחוזק חומרים וכמכניקה. הספר כולל את ההתפתחות המתמטית כמו זו של החשבון הדיפרנציאלי, ההבנה של המדענים בנושא חוזק החומרים והשימוש של המהנדסים עם מה שפיתחו המדענים. הספר מסתיים בסקירת ההתפתחות של חוזק החומרים, תורת האלסטיות ותורת המבנים במהלך המחצית הראשונה של המאה העשרים (1900–1950).

צרפת הייתה במאה ה-18 המדינה הראשונה בה המהנדסים קבלו חינוך מדעי מקיף במדעים הבסיסיים. השיטה הצרפתית לחינוך טכני אומצה גם ברוסיה ואחר כך גם באקדמיה הצבאית ווסט פוינט בארצות הברית. הגשרים עד המאה ה-18 היו עשויים בדרך כלל מאבנים. במאה ה-18 החלו בונים גשרים מיציקת ברזל תחילה באנגליה ואחר כך בגרמניה ובצרפת. הגשרים במבנה קשתות והמאמץ העיקרי בהם היה מאמץ לחיצה. הרס של מספר גשרים כאלה הביא לתכנון גשרים תלויים כאשר המפתח היה רחב בן מספר מאות מטר. הגשרים התלויים החלו לקום בסוף המאה ה-18 בארצות הברית ועברו גם לאירופה בתחילת המאה ה-19. במאה ה-18 פותחו נוסחאות ושיטות חישוב שונות בחוזק חומרים וחישוב הקו האלסטי ונעשה שימוש בחשבון הדיפרנציאלי לצד שימוש בגאומטריה ושיטות מתמטיות אחרות.

טימושנקו מציג בספר תרשימים, משוואות, פיתוחים מתמטיים, תמונות של אנשי מדע, הסברים וסיכומים המיטיבים להציג את הנושאים העיקריים בהיסטוריה של חוזק החומרים. מקצת המדענים המפורסמים שעבודתם והביוגרפיה שלהם מוצגת בספר הם לאונרדו דה וינצ`י, גלילי גלילאו, רוברט הוק, לאונרד אוילר, ז'וזף לואי לגראנז', נאוויה,  תומאס יאנג, מקסוול, קלוין, קסטיליאנו, פרנדטל, סינט ונאנט פרנץ ניומן ואחרים. טימושנקו דן בספר בקשר שבין ההתפתחות של חוזק החומרים לבין החינוך ההנדסי והפיתוח התעשייתי במספר מדינות.

 לקריאה נוספת 
 Stephen P. Timoshenko, History of Strength of Materials with a brife account of the history of theory of elasticity and theory of structures Dover Publications INC, N.Y. 452 Pages.

קטגוריה:הנדסת מכונות
קטגוריה:הנדסה אזרחית
קטגוריה:ספרי 1953