Mi a klasszikus mechanika?

A klasszikus mechanika a matematika ága, amely leírja egy objektum mozgását a tömeg és az rajta ható erők eredményeként.A hatásokat először Sir Isaac Newton írta le a 17. században.Newton munkáját korábbi tudósokra, köztük Galileo Galilei, Johannes Kepler és Christiaan Huygens.A klasszikus mechanika összes elmélete a Newton elméletein alapul, vagy azokból származik, ezért a klasszikus mechanikát gyakran newtoni mechanikának nevezik.

Newton bevezetette három mozgási törvényét leghíresebb munkájában, Principia Mathematica .Ezek a törvények leírják, hogy az erők hogyan befolyásolják a test mozgását.Az első törvény kimondja, hogy egy testület nyugalomban marad, vagy folyamatos sebességgel fog mozogni, amikor a rajta lévő erők mindegyike egyenlő.A második törvény a test gyorsulását a rajta ható erőkkel kapcsolatban, és a harmadik kijelenti, hogy bármilyen intézkedés esetén egyenlő és ellentétes reakció van.

A gázok és folyadékok viselkedését, a rugók és az inga oszcillációját mind a klasszikus mechanikával leírták.Maga Newton a törvényeivel meghatározta a gravitáció fogalmát és a bolygók mozgását a nap körül.Ezek az elméletek viszont olyan dolgokhoz vezettek, mint a 19. század európai ipari forradalma, valamint a műholdas technológia és az űrutazás fejlesztése a 20. században.A tömeg, a sebesség vagy a távolság szélsőségeit tartalmazó rendszerek mind eltérnek Newton törvényeitől.Például a Newtoni modell nem tudja megmagyarázni, hogy az elektronok miért mutatnak hullám- és részecske-szerű tulajdonságokat, miért nem tud semmi sem haladni a fénysebességgel, vagy miért tűnik a távoli galaxisok közötti gravitációs erő azonnali hatással.

A fizika két új ága alakult ki: kvantummechanika és relativitás.A kvantummechanika, amelyet Edwin Schroedinger, Max Planck és Werner Heisenberg úttörője, a nagyon kicsi tárgyak, például atomok és elektronok mozgását értelmezi.A nagy és távoli objektumokat, valamint a fénysebesség közelében haladó tárgyakat viszonylag leírják, amelyet Albert Einstein fejlesztett ki.

Ezen korlátozások ellenére a Newtoni mechanikának számos előnye van a kvantummechanika és viszonylag.Mindkét újabb mező igényel a fejlett matematika ismeretét.Hasonlóképpen, a kvantum és a relativista tudományok ellentmondásosnak tűnhetnek, mivel leírják azokat a viselkedést, amelyeket nem lehet megfigyelni vagy tapasztalni.

Például a Heisenberg bizonytalansági elv kimondja, hogy lehetetlen megismerni mind a test sebességét, mind helyét.Egy ilyen elv ellentétes a mindennapi tapasztalatokkal.A newtoni mechanika matematikája sokkal kevésbé kihívást jelent, és a testek mozgásának leírására használják a mindennapi életben.