Cos'è la meccanica classica?

La meccanica classica è una filiale della matematica che descrive il movimento di un oggetto a seguito della sua massa e delle forze che agiscono su di essa.Gli effetti furono descritti per la prima volta da Sir Isaac Newton durante il 17 ° secolo.Newton ha basato il suo lavoro su scienziati precedenti, tra cui Galileo Galilei, Johannes Kepler e Christiaan Huygens.Tutte le teorie nei meccanici classici si basano o derivano dalle teorie di Newtons, motivo per cui la meccanica classica è spesso definita meccanica newtoniana.

Newton ha introdotto le sue tre leggi di movimento nella sua opera più famosa, Principia Mathematica .Queste leggi descrivono come le forze influenzano il movimento di un corpo.La prima legge afferma che un corpo rimarrà a riposo o si muoverà a velocità costante quando le forze che agiscono su di essa sono tutte uguali.La seconda legge mette in relazione l'accelerazione di un organo con le forze che agiscono su di esso e il terzo afferma che per qualsiasi azione esiste una reazione uguale e opposta.

Il comportamento di gas e liquidi, l'oscillazione di molle e pendoli sono stati tutti descritti usando meccanici classici.Lo stesso Newton ha usato le sue leggi per definire il concetto di gravità e il movimento dei pianeti intorno al sole.A loro volta, queste teorie hanno portato a cose come la rivoluzione industriale europea del XIX secolo e lo sviluppo della tecnologia satellitare e dei viaggi spaziali nel corso del 20 ° secolo.

Ci sono, tuttavia, limitazioni alle soluzioni di meccanica classica.Sistemi con estremi di massa, velocità o distanza tutti si discostano dalle leggi di Newtons.Il modello newtoniano, ad esempio, non può spiegare perché gli elettroni presentano proprietà simili a onde e particelle, perché nulla può viaggiare alla velocità della luce o perché la forza di gravità tra galassie lontane sembra agire istantaneamente.

Sono emersi due nuovi rami della fisica: meccanica quantistica e relatività.La meccanica quantistica, introdotta da Edwin Schroedinger, Max Planck e Werner Heisenberg, interpreta i movimenti di oggetti molto piccoli, come atomi ed elettroni.Oggetti grandi e distanti e oggetti che viaggiano vicino alla velocità della luce sono descritti da relativamente, che è stato sviluppato da Albert Einstein.

Nonostante queste limitazioni, i meccanici newtoniani hanno diversi vantaggi rispetto alla meccanica quantistica e relativamente.Entrambi i campi più recenti richiedono conoscenza della matematica avanzata.Allo stesso modo, le scienze quantistiche e relativistiche possono sembrare controintuitive perché descrivono comportamenti che non possono essere osservati o sperimentati.

Il principio di incertezza di Heisenberg, ad esempio, afferma che è impossibile conoscere sia la velocità che la posizione del corpo.Tale principio è contrario all'esperienza quotidiana.La matematica della meccanica newtoniana è molto meno impegnativa e sono usate per descrivere i movimenti dei corpi nella vita di tutti i giorni.