Hvad er klassisk mekanik?

Klassisk mekanik er filial af matematik, der beskriver bevægelsen af et objekt som et resultat af dets masse og kræfterne, der handler efter det.Virkningerne blev først beskrevet af Sir Isaac Newton i det 17. århundrede.Newton baserede sit arbejde på tidligere forskere, herunder Galileo Galilei, Johannes Kepler og Christiaan Huygens.Alle teorier inden for klassisk mekanik er baseret på eller stammer fra Newtons -teorier, og det er grunden til, at klassisk mekanik ofte omtales som Newtonian Mechanics.

Newton introducerede sine tre bevægelseslove i sit mest berømte værk, Principia Mathematica .Disse love beskriver, hvordan kræfter påvirker bevægelsen af et organ.Den første lov siger, at et organ vil forblive i hvile eller bevæge sig med en stabil hastighed, når kræfterne, der handler på det, alle er ens.Den anden lov vedrører accelerationen af et organ til de kræfter, der handler efter det, og den tredje siger, at der for enhver handling er en lige og modsat reaktion.

Adfærd af gasser og væsker, svingning af fjedre og pendler er alle blevet beskrevet ved hjælp af klassisk mekanik.Newton brugte selv sine love til at definere tyngdekredsen og planeters bevægelse omkring solen.Til gengæld førte disse teorier til ting som den europæiske industrielle revolution i det 19. århundrede og udviklingen af satellitteknologi og rumrejser i det 20. århundrede.

Der er dog begrænsninger for klassiske mekanikløsninger.Systemer med ekstremer af masse, hastighed eller afstand afviger alle fra Newton Laws.Den Newtonske model kan for eksempel ikke forklare, hvorfor elektroner udviser både bølge-lignende og partikellignende egenskaber, hvorfor intet kan rejse med lysets hastighed, eller hvorfor tyngdekraften mellem fjerne galakser ser ud til at virke øjeblikkeligt.

To nye fysikgrene er fremkommet: kvantemekanik og relativitet.Quantum Mechanics, som er banebrydende af Edwin Schroedinger, Max Planck og Werner Heisenberg, fortolker bevægelserne af meget små genstande, såsom atomer og elektroner.Store og fjerne genstande såvel som genstande, der rejser tæt på lysets hastighed, er beskrevet af relativt, som blev udviklet af Albert Einstein.

På trods af disse begrænsninger har Newtonian Mechanics adskillige fordele i forhold til kvantemekanik og relativt.Begge de nyere felter kræver viden om avanceret matematik.Tilsvarende kan kvante- og relativistiske videnskaber virke modintuitivt, fordi de beskriver adfærd, der ikke kan observeres eller opleves.

Heisenberg -usikkerhedsprincippet siger for eksempel, at det er umuligt at kende både hastigheden og placeringen af kroppen.Et sådant princip er i strid med hverdagens oplevelse.Matematikken i Newtonian mekanik er langt mindre udfordrende og bruges til at beskrive bevægelser af kroppe i hverdagen.