Munur á milli breytinga „Sígild aflfræði“

breytti klassísk í sígild
(breytti klassísk í sígild)
[[Flokkur:Eðlisfræði]]
'''KlassískSígild aflfræði''' eða(stundum kölluð '''sígildklassísk aflfræði''') er [[eðlisfræði]], sem fæst við [[kraftur|krafta]] sem verka á hluti. Oft er talað um hana sem „Aflfræði [[Isaac Newton|Newtons]]“ eftir [[lögmál Newtons|lögmálum]], sem við hann eru kennd, um hreyfingu klassískra„sígildra“ hluta. KlassískriSígild aflfræði er skipt niður í tvo hluta, [[stöðufræði]] (sem fjallar um hluti í kyrrstöðu) og [[hreyfifræði]] (sem fjallar um hluti á hreyfingu).
 
KlassískSígild aflfræði lýsir hversdaglegum hlutum nokkuð vel. Hún bregst hinsvegar þegar hlutir ferðast um á [[hraði|hraða]] nálægt [[ljóshraði|ljóshraða]], þá þarf að notast við [[takmarkaða afstæðiskenningin|afstæðilega aflfræði]]. Þegar kerfi eru svo lítil að taka þarf tillit til [[skammtafræði]] hluta eða þegar kerfi eru bæði lítil og ferðast um á hraða nálægt ljóshraða, þá tekur [[skammtasviðsfræði|afstæðilega skammtasviðsfræði]]-kenningin við. Samt sem áður þá er klassísksígild aflfræði gagnleg vegna þess að hún er mun einfaldari í notkun en hinar kenningarnar og er góð nálgun á mjög marga hluti. KlassískSígild aflfræði getur lýst hreyfingu stórra hluta eins og [[bolti|bolta]], [[pláneta|plánetareikistjarna]] og líka nokkurra smárra hluta eins og lífrænna [[sameind|sameinda]].
 
Þótt klassísksígild aflfræði sé nokkurnvegin samkvæm öðrum „klassískum“„sígildum“ kenningum eins og [[rafsegulfræði]] og [[varmafræði]], þá kom fram ósamræmi á milli kenninga og tilrauna á seinni hluta [[19. öld|19. aldar]], sem aðeins nútímakenningar geta útskýrt. Sérstaklega þá segir klassísk óafstæðileg rafsegulfræði að [[ljóshraði]]nn sé fasti miðað við [[ljósvaki|ljósvaka]], sem er erfitt að skýra í heimi klassískrarsígildrar aflfræði og leiddi til þróunar á [[takmarkaða afstæðiskenningin|takmörkuðu afstæðiskenningunni]]. Sameining klassískrarsígildrar aflfæði og klassískrarsígildrar [[varmafræði]] leiðir til svokallaðrar [[þversögn Gibbs|þversagnar Gibbs]], þar sem [[óreiða]] er ekki vel skilgreind stærð og einnig til [[útfjólubláa stórslysið|útfjólubláa stórslyssins]] þar sem [[svarthlutur]] sendir frá sér óendanlega mikla orku. Tilraunir til lausna á þessum vandamálum leiddu til þróunar á [[skammtafræði]].
 
== Lýsing kenningarinnar ==
 
Hér verða kynnt grunnhugtök klassískrarsígildarar aflfræði. Til einföldunar er skoðað kerfi „punktagnar“, sem er eind (hlutur) þar sem stærð eindarinnar er nánast núll. Hreyfing punktagnar er skilgreind af fáum kennistærðum: staðsetningu, massa og kröftunum sem virka á hana. Við munum ræða hverja þessa kennistærð.
 
Þeir hlutir sem klassísksígild aflfræði getur lýst eru ekki punktagnir heldur hafa endanlega stærð. Punktögnum eins og t.d. [[rafeind|rafeindum]] er lýst með [[skammtafræði]]. Hlutir með endanlega stærð hafa flóknara hegðunarmynstur en punktögn, vegna þess að innri hegðun þeirra getur breyst - t.d. bolti getur snúist á meðan hann flýgur í gegnum loftið. Hinsvegar munum við geta notað niðurstöður okkar fyrir punktagnir til að rannsaka slíka hluti með því að hugsa um þá eins og safn mjög margra punktagna sem allar hafa áhrif hver á aðra. Við getum þá sýnt að slíkir samansettir hlutir hegða sér eins og punktagnir, gerandi ráð fyrir að þeir séu smáir miðað við lengdirnar sem um ræðir í vandamálinu, sem gefur til kynna að notkun okkar á punktögnum sé leyfileg í útleiðslu klassískrarsígildarar aflfræði.
 
=== Staðsetning og afleiður hennar ===
: <math>\mathbf{v} = {d\mathbf{r} \over dt}</math>.
 
Í klassískrisígildri aflfræði er hægt að leggja saman og draga frá hraða án nokkurra vandkvæða, þetta breytist þegar hlutir eru komnir á ljóshraða eða nálgast hann. T.d. ef bíll er að ferðast í austur á hraða 60 km/klst og fer fram úr öðrum bíl sem einnig ferðast austur en er á hraða 50 km/klst þá er fyrri bíllinn á hraða 60 - 50 = 10 km/klst hraða í austur átt frá sjónarhóli bílsins sem tekið er framúr. Frá sjónarhóli bílsins sem ekur hraðar er hinn bíllinn að ferdast í vestur á hraðanum 10 km/klst (eða í austur á hraðanum -10km/klst).
 
Stærðfræðilega, ef við skilgreinum hraða fyrri hlutarins í dæminu hér að ofan sem vigurinn '''b''' = <i>v</i><b>d</b> og skilgreinum hraða seinni hlutarins sem vigurinn <b>u</b> = <i>u</i><b>e</b>, þar sem <i>v</i> er stærð hraða fyrri hlutarins, <i>u</i> er stærð hraða seinni hlutarins og <b>d</b> og <b>e</b> eru [[einingarvigur|einingavigrar]] í hreyifátt hvors hlutar fyrir sig, þá er hraði fyrri hlutarins eins og hann er séður frá seinni hlutnum:
Lögmál Newtons veita margar mikilvægar niðurstöður fyrir samansetta hluti. Sjá [[hverfiþungi]].
 
Til eru tvær aðrar útgáfur af klassískrisígildri aflfræði: [[aflfræði Lagrange]] og [[aflfræði Hamiltons]]. Þær eru jafngildar aflfræði Newtons en eru oft þægilegri í notkun til að leysa vandamál. Þessar, og aðrar nútímalegar útgáfur, tala yfirleitt ekki um krafta heldur um stærðir eins og orku til að lýsa aflfræðilegum kerfum.
 
== Saga ==
Einn af fyrstu vísindamönnunum sem kom með þannig lögmál var [[Galileo Galilei]] sem gerði hina frægu tilraun að láta tvær misþungar fallbyssukúlur falla af [[Skakki turninn í Pisa|skakka turninum í Pisa]]. (Kenningin og tilraunin sýndu að þær lentu samtímis.) Þó að deilt sé um það hvort hann hafi í raun framkvæmt þessa tilraun, þá er vitað að hann framkvæmdi aðrar tilraunir með því að rúlla boltum á skábretti; kenning hans (sem var rétt) um hraðaða hreyfingu var greinilega fengin frá niðurstöðum þessara tilrauna.
 
Sir [[Isaac Newton]] var fyrstur til að leggja til hin þrjú lögmál hreyfingar (tregðulögmálið, annað lögmálið sem nefnt er að ofan, og lögmálið um átak og gagntak) og sanna að þessi lögmál stýrðu bæði hlutum á jörðunni og í geimnum.
 
Newton þróaði líka [[stærðfræðigreining|örsmæðareikninginn]] sem er nauðsynlegur til að framkvæma þá útreikninga sem þörf er fyrir í klassískri aflfræði.
10.358

breytingar