2.7.4.3 Сімон Стевін

Найвідомішим і найбільш послідовним представником геометричного напрямку був фламандець Сімон Стевін (1548-1620). Його праці відіграли завершальну роль у розвитку геометричного напрямку елементарної статики й гідростатики епохи Відродження. Стевін був прихильником максимальної простоти й точності розрахунків, яких, на його думку, можна досягти лише за допомогою строгих і чітких методів геометричної статики. У цьому розумінні він був найбільш ревним послідовником Архімеда й рішуче відкидав традиції кінематичної статики, в якій цієї чіткості не бачив. Свою статику Сімон Стевін будує аксіоматично. Спочатку дається серія визначень, в основу яких покладено сукупність основних постулатів геометричної статики Архімеда. Таким чином, закон рівноваги важеля Стевін виводить, спираючись на два вищезгаданих архімедівських принципи. Керуючись цими принципами, Стевін довів умову рівноваги вантажу на похилій площині. Пізніше Стевін використовує її для виведення правил розкладання даної сили на дві взаємно перпендикулярні складові і додавання сил, спрямованих під прямим кутом одна до однієї. Зазначимо, що саме Стевін увів позначення сил стрілками й поняття силового трикутника (тобто встановив, що якщо три рівні сили утворюють трикутник, то вони врівноважуються).

Значну роль відіграли дослідження Стевіна в розвитку гідростатики, а саме в теорії рівноваги важкої рідини. Особливий інтерес до питань гідростатики можна пояснити його практичною діяльністю на посаді інспектора гребель і консультанта голландського адміралтейства.

Крім основних законів гідростатики Архімеда, Стевін сформулював ще два положення, які стосуються елементарних властивостей важкої рідини, що не стискається:

про повну втрату ваги об'ємом рідини, якщо її занурити в цю рідину;

так званий "принцип отвердіння", суть якого в тому, що тиск на поверхню часткового об'єму рідини з боку навколишньої рідини не залежить від того, чим заповнений цей частковий об'єм. Уявну поверхню цього об'єму, яка повинна бути твердою і невагомою, Стевін називає "поверхневою посудиною".

Виходячи із цих двох положень, він, таким чином, виводить закон гідростатичного тиску. Як стверджує перше положення, "поверхнева посудина", заповнена водою, не буде мати ваги всередині води; а якщо вона "порожня", то зазнає тиску, спрямованого вгору, що дорівнює вазі води, яка може її наповнити. Якщо ж цю "посудину" заповнити іншою речовиною, то згідно з другим положенням тиск води на неї залишається попереднім. Отже, вага такої "посудини" при зануренні її у воду зменшиться на вагу такого ж об'єму води.

"Принцип отвердіння" використовується надалі для визначення тиску води на дно посудини довільної форми, а також для виведення закону рівноваги води в сполучених посудинах. Аналогічним шляхом підходить Стевін до розв'язання задач про визначення тиску води на бічні стінки посудини, задач, пов'язаних із практичною діяльністю розрахунку гребель.

Аналізуючи діяльність Стевіна в галузі механіки, можна вважати його досягнення завершальним етапом у розвитку геометричного напрямку елементарної статики й гідростатики.