古典力学。物理理論の構造に関する学童の知識の形成古典力学の基本原理

参照： ポータル：物理学

古典力学-ニュートンの法則とガリレオの相対性原理に基づいた一種の力学（時間の経過に伴う空間内の物体の位置の変化の法則とそれを引き起こす原因を研究する物理学の一分野）。したがって、それはしばしば呼ばれます ニュートン力学».

古典力学は次のように細分化されます。

静力学（物体の平衡を考慮）
キネマティクス（原因を考慮せずに運動の幾何学的特性を研究する）
ダイナミクス（体の動きを考慮）。

古典力学を数学的に正式に記述するための同等の方法がいくつかあります。

ラグランジュ形式
ハミルトニアン形式

古典力学は、その適用が光速よりもはるかに遅い物体に限定され、その寸法が原子や分子のサイズよりもはるかに大きい場合、非常に正確な結果をもたらします。古典力学を任意の速度で動く物体に一般化することは相対論的力学であり、その次元が原子力学に匹敵する物体である量子力学です。場の量子論は、量子相対論効果を考慮しています。

それにもかかわらず、古典力学は次の理由でその価値を保持しています。

他の理論よりも理解と使用がはるかに簡単です
広い範囲で、それは現実を非常によく説明します。

古典力学は、トップスや野球などのオブジェクト、多くの天体（惑星や銀河など）、場合によっては分子などの多くの微視的なオブジェクトの動きを記述するために使用できます。

古典力学は自己矛盾のない理論です。つまり、その枠組みの中で、互いに矛盾するステートメントはありません。ただし、古典電磁気学や熱力学などの他の古典理論との組み合わせは、不溶性の矛盾につながります。特に、古典電磁気学は、光速がすべての観測者に対して一定であると予測しており、これは古典力学と矛盾しています。 20世紀の初めに、これは相対性理論の特別な理論を作成する必要性につながりました。熱力学と一緒に考えると、古典力学は、エントロピーの量を正確に決定することが不可能なギブズのパラドックスと、黒体が無限の量のエネルギーを放射しなければならない紫外破綻につながります。これらの問題を解決する試みは、量子力学の出現と発展につながりました。

基本概念

古典力学は、いくつかの基本的な概念とモデルで動作します。それらの中で強調する必要があります：

基本法

ガリレオの相対性原理

古典力学の基礎となる基本原理は、G。ガリレオによる経験的観察に基づいて定式化された相対性原理です。この原理によれば、自由体が静止しているか、絶対値と方向に一定の速度で移動している参照フレームが無限にあります。これらの参照フレームは慣性と呼ばれ、相互に均一かつ直線的に移動します。すべての慣性座標系で、空間と時間の特性は同じであり、機械システムのすべてのプロセスは同じ法則に従います。この原則は、絶対参照システム、つまり、他のシステムと比較して何らかの形で区別される参照システムがないこととして定式化することもできます。

ニュートンの法則

ニュートンの3つの法則は、古典力学の基礎です。

ニュートンの第2法則は、粒子の運動を説明するのに十分ではありません。さらに、身体が関与する物理的相互作用の本質を考慮して得られた力の説明が必要です。

エネルギー保存の法則

エネルギー保存の法則は、閉じた保存系、つまり保存力のみが作用するシステムに関するニュートンの法則の結果です。より基本的な観点からは、エネルギー保存の法則と時間の均一性の間には、ネーターの定理によって表される関係があります。

ニュートンの法則の適用性を超えて

古典力学には、拡張された非点オブジェクトの複雑な動きの説明も含まれています。オイラーの法則は、ニュートンの法則をこの領域に拡張したものです。角運動量の概念は、1次元の運動を記述するために使用されるのと同じ数学的方法に依存しています。

ロケットの運動方程式は、質量損失の影響を説明するために、オブジェクトの運動量が時間とともに変化するときの速度の概念を拡張します。古典力学には、ラグランジュ力学とハミルトニアン力学の2つの重要な代替定式化があります。これらおよび他の最新の定式化は、「力」の概念をバイパスし、機械システムを説明するために、エネルギーや作用などの他の物理量を強調する傾向があります。

運動量と運動エネルギーの上記の式は、重要な電磁的寄与がない場合にのみ有効です。電磁気学では、ポインティングベクトルで割ったシステムの運動量への電磁界の寄与が含まれていない場合、電流を運ぶワイヤーに関するニュートンの第2法則に違反します。 c 2、ここで cは自由空間での光速です。

話

古代

古典力学は、主に建設中に発生した問題に関連して古代に始まりました。開発された最初の力学のセクションは静力学であり、その基礎は紀元前3世紀のアルキメデスの作品に置かれていました。 e。彼は、平行力の追加に関する定理であるレバー規則を定式化し、重心の概念を導入し、静水圧（アルキメデス力）の基礎を築きました。

中世

新しい時間

17世紀

18世紀

19世紀

19世紀には、オストログラードスキー、ハミルトン、ヤコビ、ヘルツなどの研究で解析力学の開発が行われ、振動の理論では、ラウス、ジュコフスキー、リアプノフが機械システムの安定性の理論を開発しました。コリオリは、加速度の定理を証明することにより、相対運動の理論を発展させました。 19世紀の後半に、運動学は力学の別のセクションに分割されました。

19世紀に特に重要だったのは、連続体力学の進歩でした。 NavierとCauchyは、一般的な形式で弾性方程式を定式化しました。ナビエとストークスの研究では、液体の粘度を考慮して流体力学の微分方程式が得られました。これに伴い、理想的な流体の流体力学の分野で知識が深まります。渦に関するヘルムホルツ、乱流に関するキルヒホッフ、ジュコフスキー、レイノルズ、境界効果に関するプラントルの研究が登場します。サンブナンは、金属の塑性特性を説明する数学的モデルを開発しました。

古典力学の限界

古典力学は、私たちが日常生活で遭遇するシステムに対して正確な結果をもたらします。しかし、彼女の予測は、相対論的力学に置き換えられた光速に近づくシステム、または量子力学の法則が適用される非常に小さなシステムでは正しくなくなります。これらの両方の特性を組み合わせたシステムでは、古典力学の代わりに相対論的場の量子論が使用されます。非常に多くのコンポーネントまたは自由度を持つシステムの場合、古典力学も適切ではありませんが、統計力学の方法が使用されます。

古典力学は、第一に、上記の理論よりもはるかに単純で適用が容易であり、第二に、通常のようなものから始めて、非常に幅広いクラスの物理オブジェクトの近似と適用の大きな可能性があるため、広く使用されています。回転するコマやボールとして、大きな天体（惑星、銀河）や非常に微細な天体（有機分子）に。

古典力学は一般に、古典電磁気学や熱力学などの他の「古典」理論と互換性がありますが、19世紀後半に発見されたこれらの理論の間にはいくつかの矛盾があります。それらは、より現代物理学の方法によって解決することができます。特に、古典電磁気学の方程式はガリレイ変換の下で不変ではありません。光の速度は定数としてそれらに入射します。つまり、古典電磁気学と古典力学は、エーテルに関連付けられた1つの選択された基準系でのみ互換性があります。しかし、実験的検証ではエーテルの存在が明らかにされなかったため、力学の方程式が修正された特殊相対性理論が作成されました。古典力学の原理はまた、古典的な熱力学の主張のいくつかと両立せず、エントロピーを正確に決定することが不可能であるギブズのパラドックス、および黒体が無限の量を放射しなければならない紫外破綻につながりますエネルギーの。これらの非互換性を克服するために、量子力学が作成されました。

ノート

インターネットリンク

ビデオ講義1.物理学：古典力学（1999年秋）// MITレクチャー：8.01

文学

アーノルドV.I. アベッツA。古典力学のエルゴード問題。-RHD、1999年。-284ページ。
B. M. Yavorsky、A。A。Detlaf高校生と大学に入学する人のための物理学。 -M 。：アカデミー、2008年。-720ページ。 - （高等教育）。 -34,000部。 -ISBN 5-7695-1040-4
Sivukhin D.V.物理学の一般的なコース。 -第5版、ステレオタイプ。 --M。：Fizmatlit、2006年。--T。I.Mechanics。 -560ページ -ISBN 5-9221-0715-1
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C.キッテル、W。ナイト、M。ルーダーマン力学。バークレー物理学コース。 --M。：Lan、2005.-480p。 -（大学の教科書）。 -2000部。 -ISBN 5-8114-0644-4

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古典力学-ニュートンの法則とガリレオの相対性原理に基づいた一種の力学（時間の経過に伴う空間内の物体の位置の変化の法則とそれを引き起こす原因を研究する物理学のセクション）。したがって、それはしばしば呼ばれます ニュートン力学».

古典力学は次のように細分化されます。

静力学（物体の平衡を考慮）

キネマティクス（原因を考慮せずに運動の幾何学的特性を研究する）

ダイナミクス（体の動きを考慮）。

古典力学は、その適用が光速よりもはるかに遅い速度であり、その寸法が原子や分子の寸法よりもはるかに大きい物体に限定されている場合、非常に正確な結果をもたらします。相対論的力学は、任意の速度で動く物体の古典力学と、原子の寸法に匹敵する物体の量子力学を一般化したものであり、量子場理論は量子相対論効果を考慮しています。

それにもかかわらず、古典力学は次の理由でその価値を保持しています。

他の理論よりも理解と使用がはるかに簡単です

広い範囲で、それは現実を非常によく説明します。

古典力学は自己矛盾のない理論です。つまり、その枠組みの中で、互いに矛盾するステートメントはありません。ただし、古典電磁気学や熱力学などの他の古典理論との組み合わせは、不溶性の矛盾につながります。特に、古典電磁気学は、光速がすべての観測者に対して一定であると予測しており、これは古典力学と矛盾しています。 20世紀の初めに、これは相対性理論の特別な理論を作成する必要性につながりました。熱力学と一緒に考えると、古典力学は、エントロピーの量を正確に決定することが不可能なギブズのパラドックスと、完全な黒体が無限の量のエネルギーを放射しなければならない紫外破綻につながります。これらの問題を解決する試みは、量子力学の出現と発展につながりました。

10チケット世界の機械的画像熱力学

熱力学（ギリシャ語θέρμη-「熱」、δύναμις-「力」）-熱と他の形態のエネルギーの関係と変換を研究する物理学の一分野。熱の放出または吸収に関連する物理的および化学的変換を研究する化学熱力学、および熱工学は、別々の分野として浮上しています。

熱力学では、個々の分子を扱うのではなく、膨大な数の粒子からなる巨視的な物体を扱います。これらの物体は熱力学系と呼ばれます。熱力学では、熱現象は巨視的な量（圧力、温度、体積など）で表されますが、これらは個々の分子や原子には適用できません。

理論物理学では、熱過程の現象学を研究する現象論的熱力学とともに、熱力学の機械的正当化のために作成され、統計物理学の最初のセクションの1つである統計熱力学が区別されます。

熱力学は、エンジン、相転移、化学反応、移動現象、さらにはブラックホールなど、科学技術の幅広いトピックに適用できます。熱力学は、物理学および化学、化学工学、航空宇宙工学、機械工学、細胞生物学、生物医学工学、材料科学の他の分野にとって重要であり、経済学などの他の分野で有用です[

11チケット電気力学

電気力学-最も一般的な場合の電磁界（つまり、時間依存の可変電磁界が考慮されます）と、電荷を持つ物体との相互作用（電磁相互作用）を研究する物理学のセクション。電気力学の主題には、電気的および磁気的現象、電磁放射（さまざまな条件下で、自由および物質との相互作用のさまざまな場合の両方）、電流（一般的に言えば、交番）および電磁場との相互作用（電流）の関係が含まれますこの下では、移動する帯電粒子のセットと見なすことができます）。帯電した物体間の電気的および磁気的相互作用は、現代物理学では電磁場を介して実行されると見なされているため、電気力学の対象でもあります。

ほとんどの場合、用語の下で 電気力学デフォルトは クラシックマクスウェルの方程式のシステムを介して電磁界の連続特性のみを記述する電気力学。電磁場とその荷電粒子との相互作用の現代の量子論を指定するために、通常、安定した用語が使用されます 量子電気力学.

自然科学における対称性の12チケットの概念

エミー・ネーターの定理物理システムの各連続対称性は特定の保存則に対応すると主張します。したがって、エネルギー保存の法則は、時間の均一性、運動量の保存の法則は空間の均一性、角運動量の保存の法則は空間の等方性、電荷の保存の法則は対称性を測定することに対応します。、など。

定理は通常、作用汎関数を持つシステムに対して定式化され、変換のいくつかの連続グループに関するラグランジアンの不変性を表します。

この定理は、ゲッティンゲン学校Dの科学者の作品で確立されました。ギルバート、F。 KleinaiE。ネーター。最も一般的な定式化は、1918年にエミー・ネーターによって証明されました。

数学と自然科学で見られる対称性のタイプ：

左右対称-鏡映に関する対称。（左右対称）

n次の対称性-任意の軸を中心に360°/ nの角度で回転することに関する対称性。グループZnによって記述されます。

軸対称（放射対称、放射対称）-軸の周りの任意の角度での回転に関する対称。 SO（2）グループによって記述されます。

球面対称性-任意の角度での3次元空間での回転に関する対称性。 SO（3）グループによって記述されます。空間または媒体の局所的な球対称性は、等方性とも呼ばれます。

回転対称性は、前の2つの対称性を一般化したものです。

並進対称性-特定の距離による任意の方向への空間のシフトに関する対称性。

ローレンツ不変性-ミンコフスキーの時空における任意の回転に関する対称性。

ゲージ不変性は、ゲージ変換の下での場の量子論（特にヤンミルズ理論）におけるゲージ理論の方程式のタイプの独立性です。

超対称性-ボソンのフェルミ粒子による置換に関する理論の対称性。

より高い対称性-グループ分析における対称性。

カイノシンメトリーは電子配置の現象であり（この用語は、それを発見したS. A. Shchukarevによって導入されました）、二次周期性（E. V. Bironによって発見された）を決定します。

13チケットサービスステーション

特殊相対性理論(百; また 相対性理論の私的理論）は、光の速度に近いものを含め、真空中の光の速度よりも遅い任意の運動速度での運動、力学の法則、時空間関係を説明する理論です。特殊相対性理論の枠組みの中で、ニュートンの古典力学は低速の近似です。重力場に対するSRTの一般化は、一般相対性理論と呼ばれます。

特殊相対性理論によって記述された古典力学の予測からの物理プロセスの過程での逸脱は、と呼ばれます 相対論的効果、およびそのような効果が顕著になる割合は 相対論的速度.

14OTOチケット

一般相対性理論(一般相対性理論; それ。 allgemeineRelativitätstheorie）は、1915年から1916年にアルバートアインシュタインによって公開された特殊相対性理論（SRT）を発展させる重力の幾何学的理論です。一般相対性理論の枠組みの中で、他の計量理論と同様に、重力効果は時空にある物体と場の非力相互作用によるものであるが、時空自体の変形によるものであると仮定されています。特に、質量エネルギーの存在に関連付けられています。一般相対性理論は、アインシュタインの方程式を使用して時空の曲率をその中に存在する物質に関連付けることにより、他の重力の計量理論とは異なります。

一般相対性理論は現在最も成功している重力理論であり、観測によって十分に裏付けられています。一般相対性理論の最初の成功は、水星の近日点の異常な歳差運動を説明することでした。その後、1919年にアーサーエディントンは皆既日食の時に太陽の近くで光の偏向を観察したことを報告しました。そしてそれは一般相対性理論の予測を定性的および定量的に確認しました。それ以来、他の多くの観測と実験により、重力時間の膨張、重力赤方偏移、重力場での信号遅延、そしてこれまでのところ間接的にのみ重力放射を含む、理論の予測のかなりの数が確認されています。さらに、多くの観察結果は、一般相対性理論の最も神秘的でエキゾチックな予測の1つであるブラックホールの存在の確認として解釈されます。

一般相対性理論の驚くべき成功にもかかわらず、科学界には不快感があります。これは、第一に、量子論の古典極限として再定式化できないという事実に関連し、第二に、理論自体が示すという事実に関連しています。ブラックホールと一般に時空間特異点を考慮すると、除去できない物理的発散の出現を予測するため、その適用性の限界。これらの問題を解決するために、いくつかの代替理論が提案されており、そのうちのいくつかは量子でもあります。しかし、現在の実験的証拠は、一般相対性理論からの逸脱があったとしても、それは非常に小さいはずであることを示しています。

15チケットの膨張宇宙。ハッブル法

宇宙膨張-宇宙全体のスケールでの宇宙空間のほぼ均一で等方性の膨張からなる現象。実験的に、宇宙の膨張はハッブル法の実装の形で観察されます。科学は、いわゆるビッグバンが宇宙の膨張の始まりであると考えています。理論的には、この現象はAによって予測され、実証されました。宇宙の均質性と等方性に関する一般的な哲学的考察からの一般相対性理論の開発の初期段階にあるフリードマン。

ハッブル法（銀河の一般的な後退の法則）は、銀河の赤方偏移をそれらまでの距離に線形に関連付ける経験的な法則です。

どこ z-銀河の赤方偏移 D-それまでの距離 H 0は、ハッブル定数と呼ばれる比例係数です。小さな値で z近似等式が成り立つ cz = V r、どこ V r観測者の視線に沿った銀河の速度です。 c-光速。この場合、法則は古典的な形式を取ります。

この年齢は、現時点での宇宙の膨張の特徴的な時間であり、最大2倍まで、標準のフリードマン宇宙モデルを使用して計算された宇宙の年齢に対応します。

16チケットフリードマンモデル。特異性

フリードマンの宇宙(フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー計量）は、一般相対性理論の場の方程式を満たす宇宙論的モデルの1つであり、宇宙の非定常モデルの最初のものです。 1922年にアレクサンダーフリッドマンによって受け取られました。フリードマンモデルは、均質な等方性を記述します 非定常正、ゼロ、または負の一定の曲率を持つ物質を持つ宇宙。科学者のこの仕事は、1915年から1917年のアインシュタインの仕事の後、一般相対性理論の主要な理論的発展になりました。

重力の特異点-測地線を継続することが不可能な時空の領域。多くの場合、その中で時空連続体の曲率は無限大になります。または、メトリックには、物理的な解釈を許可しない他の病理学的特性があります（たとえば、 宇宙論的特異点-ビッグバンの最初の瞬間の宇宙の状態。物質の密度と温度が無限であることを特徴としています。

17チケットビッグバン理論。RELICTRADIATION

遺物放射（また 宇宙マイクロ波背景放射英語から 宇宙マイクロ波背景放射）-高度の等方性を持ち、2.725Kの温度で完全に黒体に特徴的なスペクトルを持つ宇宙電磁放射。

CMBの存在は、ビッグバン理論の枠組みの中で理論的に予測されました。元のビッグバン理論の多くの側面が現在改訂されていますが、CMBの温度を予測することを可能にした基本は変わっていません。残された放射線は宇宙の存在の初期段階から保存されており、それを均一に満たしていると信じられています。その存在は1965年に実験的に確認されました。宇宙の赤方偏移とともに、宇宙マイクロ波背景放射はビッグバン理論の主な確認の1つと見なされています。

ビッグ・バン（英語） ビッグ・バン）は、宇宙の初期の発達、つまり、宇宙が特異な状態になる前の宇宙の膨張の始まりを説明する宇宙論モデルです。

通常、ビッグバンの理論と熱い宇宙のモデルを自動的に組み合わせるようになりましたが、これらの概念は独立しており、歴史的にビッグバンの近くに冷たい初期宇宙の概念もありました。宇宙マイクロ波背景放射の存在に支えられたビッグバン理論と高温宇宙理論の組み合わせであり、さらに考察されています。

18チケットスペースバキューム

真空（rel。真空--void）-物質のない空間。工学および応用物理学では、真空は大気圧よりはるかに低い圧力のガスを含む媒体として理解されています。真空は、気体分子の平均自由行程λと媒体の特徴的なサイズの比率によって特徴付けられます。 d。下 d真空チャンバーの壁の間の距離、真空パイプラインの直径などをとることができます。比率λ/の値に応じて d低（）、中（）、高（）真空を区別します。

概念を区別する必要があります 物理的真空と テクニカルバキューム.

19チケット量子力学

量子力学-作用がプランク定数に匹敵する大きさの物理現象を説明する理論物理学のセクション。量子力学の予測は、古典力学の予測とは大きく異なる可能性があります。プランク定数は日常の物体の作用に比べて非常に小さいため、量子効果はほとんどの場合、微視的スケールでのみ現れます。システムの物理的作用がプランク定数よりもはるかに大きい場合、量子力学は有機的に古典力学になります。同様に、量子力学は、場の量子論の非相対論的近似（つまり、システムの巨大粒子の静止エネルギーと比較した小さなエネルギーの近似）です。

巨視的スケールのシステムをよく説明する古典力学は、原子、分子、電子、光子のレベルで現象を説明することはできません。量子力学は、原子、イオン、分子、凝縮物質、および電子核構造を持つ他のシステムの基本的な特性と動作を適切に記述します。量子力学は、電子、光子、およびその他の素粒子の振る舞いを記述することもできますが、素粒子の変換のより正確な相対論的に不変な記述は、場の量子論の枠組みの中で構築されます。実験は、量子力学の助けを借りて得られた結果を確認します。

量子運動学の基本的な概念は、観測量と状態の概念です。

量子力学の基本方程式は、シュレディンガー方程式、フォンノイマン方程式、リンドブラディアン方程式、ハイゼンベルク方程式、パウリ方程式です。

量子力学の方程式は、作用素論、確率論、関数解析、作用素論、群論など、数学の多くの分野と密接に関連しています。

完全に黒いボディ-熱力学で使用される物理的理想化。すべての範囲で入射するすべての電磁放射を吸収し、何も反射しない物体。その名前にもかかわらず、黒体自体は任意の周波数の電磁放射を放出し、視覚的に色を付けることができます。黒体の放射スペクトルは、その温度によってのみ決定されます。

最も単純で自明でない場合であることに加えて、一般に任意の（灰色および着色された）物体の熱放射のスペクトルの問題における黒体の重要性は、平衡のスペクトルの問題でもあるという事実にあります。任意の色と反射係数の物体の熱放射は、古典的な熱力学の方法によって、完全に黒体からの放射の問題に還元されます（歴史的に、これは19世紀の終わりまでにすでに行われていました。完全に黒い体が前面に出てきました）。

煤などの最も黒い実物質は、可視波長範囲で入射放射線の最大99％を吸収します（つまり、アルベドは0.01に等しくなります）が、赤外線をはるかに吸収しません。太陽系の天体の中で、太陽は完全に黒体の性質を最大限に持っています。

この用語は、1862年にグスタフキルヒホフによって導入されました。

量子力学の20チケットの原則

現代物理学のすべての問題は、古典物理学の問題と量子物理学の問題の2つのグループに分けることができます。通常の巨視的物体の特性を研究する場合、量子特性は微小宇宙でのみ具体化されるため、量子問題に遭遇することはほとんどありません。。したがって、巨視的な物体のみを研究していた19世紀の物理学は、量子過程を完全に認識していませんでした。これは古典物理学です。古典物理学では、物質の原子構造を考慮に入れていないのが一般的です。しかし今では、実験技術の発達により、自然との知り合いの境界が非常に広くなり、個々の原子や分子の厳密さをさらに詳細に知ることができるようになりました。現代物理学は物質の原子構造を研究しているため、19世紀の古い古典物理学の原理を研究しています。新しい事実に従って変化し、根本的に変化しなければなりませんでした。この原理の変化は、量子物理学への移行です。

21チケットCORPUSCULAR-WAVEDUALISM

粒子と波動の二元論-どのオブジェクトも波動と粒子の両方の特性を示すことができるという原則。これは、量子力学の開発中に、古典的な概念の観点から小宇宙で観察された現象を解釈するために導入されました。波動粒子の二重性の原理のさらなる発展は、場の量子論における量子化された場の概念でした。

古典的な例として、光は小体（光子）の流れとして解釈できます。これは、多くの物理的効果で電磁波の特性を示します。光は、光の波長に匹敵するスケールで、回折と干渉の現象で波の特性を示します。たとえば、独身二重スリットを通過する光子は、マクスウェルの方程式によって決定される干渉パターンを画面上に作成します。

それにもかかわらず、実験は、光子が電磁放射の短いパルスではないことを示しています。たとえば、光子は光ビームスプリッターによっていくつかのビームに分割できません。これは、フランスの物理学者Grangier、Roger、およびAspeが1986年に行った実験によって明確に示されました。。光の粒子特性は、光電効果とコンプトン効果に現れます。光子はまた、その波長よりもはるかに小さい寸法のオブジェクト（たとえば、原子核）によって完全に放出または吸収される粒子のように動作するか、一般に点状（たとえば、電子）と見なすことができます。

現在、波動粒子の二重性の概念は、古典物理学から類推を選択して、量子オブジェクトの振る舞いを説明する方法である解釈としてのみ機能したため、歴史的に興味深いものにすぎません。実際、量子オブジェクトは古典的な波でも古典的な粒子でもないので、前者または後者の特性をある程度の近似でのみ取得します。方法論的には、古典的な概念を使用せずに、経路積分（プロパゲーター）に関する量子論の定式化がより正確です。

22チケット原子の構造の概念原子のモデル

原子のトムソンモデル（モデル「レーズン入りプリン」、eng。 プラムプリンモデル）.J。 J. Thomsonは、原子を、電子が内部に封入された正に帯電した物体と見なすことを提案しました。アルファ粒子の散乱に関する彼の有名な実験の後、それは最終的にラザフォードによって反駁されました。

長岡の初期の原子の惑星模型。 1904年、日本の物理学者長岡半太郎は、惑星土星との類推によって構築された原子のモデルを提案しました。このモデルでは、電子はリング状に結合し、軌道上の小さな正の原子核を中心に回転しました。モデルが間違っていることが判明しました。

原子のボーア-ラザフォード惑星模型。 1911年、一連の実験を行ったアーネスト・ラザフォードは、原子が原子の中心にある重い正に帯電した原子核の周りの軌道を電子が移動する一種の惑星系であるという結論に達しました（「ラザフォードのモデル原子」）。しかし、そのような原子の記述は、古典電磁気学と矛盾するようになりました。事実、古典電磁気学によれば、電子は求心加速度で移動するときに電磁波を放射しなければならず、その結果、エネルギーを失います。計算によると、そのような原子の電子が原子核に落ちるのにかかる時間は絶対に無視できます。原子の安定性を説明するために、ニールスボーアは、いくつかの特別なエネルギー状態にある原子内の電子がエネルギーを放射しないという事実に要約される仮定を導入する必要がありました（「原子のボーア-ラザフォードモデル」）。ボーアの仮定は、古典力学が原子の記述に適用できないことを示しました。原子の放射をさらに研究することで量子力学が生まれ、観測された事実の大部分を説明することが可能になりました。

原子（別のギリシャ語ἄτομος-不可分）-化学元素の最小の化学的に不可分な部分であり、その特性のキャリアです。原子は原子核と電子で構成されています。原子核は、正に帯電した陽子と非帯電の中性子で構成されています。原子核内の陽子の数が電子の数と一致する場合、原子は全体として電気的に中性です。それ以外の場合は、正または負の電荷があり、イオンと呼ばれます。原子は、原子核内の陽子と中性子の数によって分類されます。陽子の数は、原子が特定の化学元素に属するかどうかを決定し、中性子の数は、この元素の同位体を決定します。

原子間結合によって接続された、さまざまな量のさまざまなタイプの原子が分子を形成します。

23チケットの基本的な相互作用

基本的な相互作用-それらで構成される素粒子の質的に異なるタイプの相互作用。

今日、4つの基本的な相互作用の存在が確実に知られています。

重力

電磁

強い

弱い

同時に、電磁相互作用と弱い相互作用は単一の兆候です 電弱相互作用.

ミクロ世界の現象と宇宙規模の両方で、他のタイプの基本相互作用の探索が進行中ですが、これまでのところ、他のタイプの基本相互作用は発見されていません。

物理学では、力学的エネルギーはポテンシャルエネルギーと運動エネルギーの2つのタイプに分けられます。物体の動きの変化（運動エネルギーの変化）の理由は、力（位置エネルギー）です（ニュートンの第2法則を参照）。私たちの周りの世界を探索すると、重力、糸の張力、ばねの圧縮力、物体の衝突力、摩擦力、空気抵抗力、爆発力など。しかし、物質の原子構造を明らかにすると、これらの力のすべてが原子の相互作用の結果であることが明らかになりました。お互いに。原子間相互作用の主なタイプは電磁相互作用であるため、これらの力のほとんどは電磁相互作用のさまざまな兆候であることが判明しました。例外の1つは、たとえば、質量を持つ物体間の重力相互作用によって引き起こされる重力です。

24チケットの素粒子とその特性

素粒子-構成要素に分解できない核内スケールのマイクロオブジェクトを指す総称。

一部の素粒子（電子、光子、クォークなど）は現在、構造がないと見なされ、一次粒子と見なされていることに注意してください。 素粒子。その他の素粒子（いわゆる 構成粒子-陽子、中性子など）は複雑な内部構造を持っていますが、それにもかかわらず、現代の概念によれば、それらを部分に分離することは不可能です（閉じ込めを参照）。

素粒子の構造と振る舞いは素粒子物理学によって研究されています。

主な記事：クォーク

クォークと反クォークが自由な状態で発見されたことは一度もありません-これは閉じ込めの現象によって説明されます。電磁相互作用に現れるレプトンとクォークの対称性に基づいて、これらの粒子はより基本的な粒子であるプレオンで構成されているという仮説が立てられています。

25チケットBIFURCATIONのコンセプト。BIFURCATIONPOINT

分岐とは、パラメータを少し変更するだけで、動的システムの動きに新しい品質をもたらすことです。

分岐理論の中心的な概念は、（非）ラフシステムの概念です（以下を参照）。任意の動的システムが採用され、そのような（マルチ）パラメトリックファミリーの動的システムは、元のシステムが特殊なケースとして取得されると見なされます-パラメーター（パラメーター）の任意の1つの値に対して。位相空間の軌道への分割の定性的な図が、与えられたパラメータに十分に近いパラメータの値のために保存されている場合、そのようなシステムは呼び出されます粗い。そうでなければ、そのような近隣が存在しない場合、システムは呼び出されます粗い.

したがって、ラフシステムの領域は、非ラフシステムで構成されるサーフェスによって分離されたパラメータ空間に表示されます。分岐の理論は、パラメータが特定の曲線に沿って連続的に変化する場合の定性的な画像の依存性を研究します。質的イメージが変化するスキームは、 分岐図.

分岐理論の主な方法は摂動理論の方法です。特に、それが適用されます 小さなパラメータメソッド（ポントリャーギン）。

分岐点-システムの確立された動作モードの変更。非平衡熱力学と相乗効果からの用語。

分岐点-システムの臨界状態。システムは変動に対して不安定になり、不確実性が生じます。システムの状態は混沌としますか、それとも新しい、より差別化された高レベルの秩序に移行しますか。自己組織化の理論からの用語。

26チケットシナジェティクス-オープンな自己組織化システムの科学

Synergetics（他のギリシャ語συν-互換性とἔργονの意味を持つ接頭辞-「活動」）-科学研究の学際的な領域であり、そのタスクは、システムの自己組織化の原則に基づいて自然現象とプロセスを研究することです（からなる サブシステム）。「...自己組織化のプロセスと、最も多様な性質の構造の出現、維持、安定性、崩壊を研究する科学...」

自己組織化のプロセスを支配する原理は（システムの性質に関係なく）同じであるように思われるため、シナジェティクスは元々学際的なアプローチとして宣言されており、一般的な数学的装置がそれらの説明に適しているはずです。

サイバネティックスがかつて「普遍的な制御」として定義されていたように、イデオロギーの観点から、相乗効果は「グローバル進化論」または「普遍的な進化論」として位置付けられることがあります。理論」、規制や最適化の操作を説明するのに等しく適しています。：自然界、技術、社会など。しかし、一般的なサイバネティックアプローチは、それに置かれたすべての希望を正当化することにはほど遠いことが示されています。同様に、相乗的方法の適用可能性の幅広い解釈も批判されています。

相乗効果の基本的な概念は、次のような構造の定義です。州、閉鎖系の熱力学的平均化基準に劣化しないが、開放性、外部からのエネルギー流入、内部の非線形性のために発達する、そのような多要素構造または多因子媒体の多変量で曖昧な振る舞いの結果として生じるプロセス、シャープニングを伴う特別な体制の出現、および複数の安定した状態の存在。示されたシステムでは、熱力学の第二法則も、エントロピー生成の最小速度に関するプリゴジンの定理も適用できません。これは、元の構造よりも複雑なものを含む、新しい構造やシステムの形成につながる可能性があります。

この現象は、相乗効果によって、自然界のあらゆる場所で観察される進化の方向の一般的なメカニズムとして解釈されます。基本的で原始的なものから、複雑でより完全なものまでです。

場合によっては、新しい構造の形成は規則的な波動特性を持ち、それからそれらは自己波動プロセスと呼ばれます（自励発振との類推によって）。

27チケット生命の概念生命の起源の問題

生活-ある意味で、物質の存在の活性型は、その物理的および化学的形態の存在と比較して最も高い。細胞内で発生する一連の物理的および化学的プロセスにより、物質の交換とその分裂が可能になります。生物の主な属性は、複製に使用される遺伝情報です。「生命」の概念を多かれ少なかれ正確に定義することは、それを非生命と区別する性質を列挙することしかできません。生命は細胞の外には存在せず、ウイルスは遺伝物質が細胞に移された後にのみ生物の性質を示します[ ソースが指定されていない268日]。環境に適応して、生きている細胞は多種多様な生物を形成します。

また、「生命」という言葉は、発生の瞬間からその死（個体発生）までの単一の生物の存在の期間として理解されます。

1860年、フランスの化学者ルイ・パスツールが生命の起源の問題を取り上げました。彼の実験を通して、彼はバクテリアが遍在していること、そして非生物材料が適切に滅菌されていないと生物によって簡単に汚染される可能性があることを証明しました。科学者は、微生物が形成される可能性のあるさまざまな培地を水中で煮沸しました。さらに沸騰させると、微生物とその胞子が死滅しました。パスツールは、自由端のある密閉フラスコをS字型のチューブに取り付けました。微生物の胞子は湾曲したチューブに定着し、栄養培地に浸透することができませんでした。十分に煮沸された栄養培地は無菌のままであり、空気へのアクセスが提供されたという事実にもかかわらず、その中に生命は見つかりませんでした。

一連の実験の結果、パスツールは生物発生説の妥当性を証明し、最終的に自然発生説に反論しました。

28チケットオパリンの生命の起源の概念

アイザックニュートン卿（1643年1月4日-1727年3月31日）-現代自然科学の基礎を築いた優れた英国の科学者、古典物理学の創造者、ロンドン王立学会の会員およびその会長（1703年以来）。ウールズソープに生まれる。 1665年にケンブリッジ大学を卒業。 1666年3月から6月に、ニュートンはケンブリッジを訪れました。しかし、夏になると、新たな疫病の波により、彼は再び家を出ることを余儀なくされました。最後に、1667年の初めに流行は治まり、4月にニュートンはケンブリッジに戻った。 10月1日、彼はトリニティカレッジのフェローに選出され、1668年にマスターになりました。彼は住むための広々とした個室、年俸2ポンド、そして週に数時間、標準的な科目を誠実に勉強した学生のグループを与えられました。しかし、当時もその後もニュートンは教師として有名にならず、彼の講義にはほとんど出席していませんでした。 1

ニュートンは地位を固めた後、ロンドンに旅行しました。その直前の1660年に、ロンドン王立学会が設立されました。これは、最初の科学アカデミーの1つである著名な科学者の権威ある組織です。王立学会の印刷された機関は、ジャーナルPhilosophicalTransactionsでした。

1669年に、数学の作品が無限級数への拡張を使用してヨーロッパに現れ始めました。これらの発見の深さはニュートンのものと比較することはできませんでしたが、バローは彼の学生がこの問題で彼の優先順位を修正することを主張しました。 2 ______________________________

1. https://ru.wikipedia.org/

2. AkroydP。「アイザックニュートン。バイオグラフィー"。 --M。：Hummingbird、Azbuka-Atticus、2011年

ニュートンは、彼の発見のこの部分の簡潔であるがかなり完全な要約を書きました。それは彼が「無限の数の項を持つ方程式による分析」と呼びました。バローはこの論文をロンドンに送った。ニュートンはバローに作品の作者の名前を明かさないように頼んだ（しかし彼はそれでもそれを滑らせた）。「分析」は専門家の間で広まり、イギリスおよびそれ以降でいくらかの悪評を得ました。

同じ年に、バローは王の招待を受け入れて法廷牧師になり、教えを去りました。 1669年10月29日、26歳のニュートンは、トリニティカレッジの数学と光学の教授であり、年収100ポンドの高額で後継者に選出されました。バローはニュートンを大規模な錬金術研究所に残しました。この間、ニュートンは錬金術に真剣に興味を持ち、多くの化学実験を行いました。ニュートンは古典力学の基本法則を定式化し、普遍的な重力、光の分散の法則を発見し、光の粒子説を発展させ、微分積分学を発展させました。積分計算。ニュートンは、力学の分野における前任者の研究結果と彼自身の研究結果を要約して、1687年に出版された巨大な作品「自然哲学の数学的原理」（「始まり」）を作成しました。「始まり」には、古典力学の基本概念、特に質量、運動量、力、加速度、求心力、および3つの運動の法則が含まれていました。同じ仕事で、彼の万有引力の法則が与えられ、それに基づいてニュートンは天体の動きを説明し、重力の理論を作成しました。 1この法律の発見は、最終的にコペルニクスの教えの勝利を確認しました。彼は、ケプラーの3つの法則が万有引力の法則に従っていることを示しました。月の動きの特徴、行列の現象を説明しました。地球の形の理論を発展させ、それが極で圧縮されるべきであることに注意して、_____________________________

1. AkroydP。「アイザックニュートン。バイオグラフィー"。 --M。：Hummingbird、Azbuka-Atticus、2011年

引き潮と流れの理論; 地球の人工衛星の作成などの問題を検討しました。ニュートンは、液体と気体の抵抗の法則と内部摩擦の基本法則を開発し、波の伝播速度の公式を示しました。

コレクションの出力：

形成の歴史分析力学

コロレフウラジミールステパノビッチ

カンド准教授。物理学-数学。科学、

サンクトペテルブルク州立大学、
ロシア連邦、サンクトペテルブルク

形成の歴史分析の 力学

ウラジーミル・コロレフ

物理数理科学の候補者、助教、

サンクトペテルブルク州立大学、
ロシア、サンクトペテルブルク

注釈

過去数年間に完成した力学の古典の作品が考慮されます。科学のさらなる発展への彼らの貢献を評価する試みがなされました。

概要

過去数年間に行われた力学の古典的な科学の作品が考慮されます。科学のさらなる発展への彼らの貢献を推定する試みがなされています。

キーワード：力学の歴史; 科学の発展。

序章

力学運動の科学です。理論的または分析的な言葉は、プレゼンテーションが実験への一定の参照を使用しないことを示していますが、その内容は物質界の深い特性によって決定される公理的に受け入れられた仮定とステートメントに基づいた数学的モデリングによって実行されます。

理論力学科学的知識の基本です。理論力学と数学または物理学のいくつかの分野との間に明確な線を引くことは困難です。力学の問題を解決するために作成され、内部の数学言語で定式化された多くの方法は、抽象的な継続を受け、数学や他の科学の新しい分野の作成につながりました。

理論力学の研究の主題は、空間と時間の相対的な位置が変化するときのそれらの動きとそれら自身と周囲の世界との間の相互作用の過程における別個の物質的物体または選択された物体のシステムです。私たちの周りの物体はほぼ完全に固体であると一般に認められています。変形可能な物体、液体および気体の媒体は、選択された機械システムの動きへの影響を通じて間接的に考慮または考慮されません。理論力学は、機械的な運動形態の一般法則と、機械システムの可能な動作を説明するための数学的モデルの構築を扱います。これは、実験または特別な物理実験で確立された法則に基づいており、証明を必要としない公理または真理と見なされ、基本的な（科学の多くの分野に共通する）および特別な概念と定義の大規模なセットも使用します。それらはおおよそ正しいだけであり、疑問視されており、それが新しい理論とさらなる研究の方向性の出現につながっています。理想的な不動の空間やその測定基準、および絶対的に正確な時間間隔を数えるために使用できる均一な動きのプロセスは与えられていません。

科学としては、紀元前4世紀に古代ギリシャの科学者の作品に端を発し、物理学や数学とともに知識が蓄積され、1世紀までさまざまな哲学学校によって積極的に開発され、独立した方向性として際立っていました。これまで、蓄積されたすべての知識に基づいて、記述とモデリングのための個別の仮説または理論を作成する多くの科学的方向性、傾向、方法、および研究の機会が形成されてきました。自然科学における多くの成果は、力学の問題における基本的な概念を開発または補足します。これは空、寸法と構造によって決定されます、案件または空間を満たす物質、 モーション物質の存在の一形態として、 エネルギームーブメントの主な特徴の1つとして。

古典力学の創設者

· アーキテピタゴラス哲学学校の代表であるタレントスキー（紀元前428-365年）は、力学の問題を最初に開発した人の1人でした。

· プラトンソクラテスの学生である（427-347）は、哲学の学校内で多くの問題を発展させ、議論し、理想的な世界の理論と理想的な状態の教義を作成しました。

· アリストテレスプラトンの学生である（384-322）は、運動の一般原理を形成し、天球の運動理論、仮想速度の原理を作成し、運動の源は外部の影響による力であると考えました。

写真1。

· ユークリッド（340-287）は、多くの数学的仮説と物理的仮説を定式化し、古典力学で使用される幾何学の基礎を築きました。

· アルキメデス（287-212）は、力学と静水圧の基礎を築き、単純な機械の理論であり、給水用のアルキメデススクリュー、レバー、および多くの異なる吊り上げおよび軍用機械を発明しました。

図2。

· ヒッパルコス（180-125）は、月の運動の理論を作成し、太陽と惑星の見かけの運動を説明し、地理座標を導入しました。

· ヘロンアレクサンドリア（紀元前1世紀）は、吊り上げ機構と装置を調査し、自動ドア、蒸気タービンを発明し、プログラム可能な装置を最初に作成し、静水圧と光学に従事しました。

· プトレマイオス（100-178 AD）、機械工、眼鏡技師、天文学者は、世界の天動説を提案し、太陽、月、惑星の見かけの動きを研究しました。

図3

科学はさらに発展しました ルネッサンス多くのヨーロッパの科学者の研究で。

· レオナルド・ダ・ヴィンチ（1452-1519）は、普遍的な創造者であり、多くの理論的および実践的な力学を行い、人間の動きと鳥の飛行の力学を研究しました。

· ニコラス コペルニクス（1473-1543）、世界の地動説システムを開発し、それを天球の回転についてに発表しました。

· ティコ・ブラーエ（1546-1601）は、天体の動きの最も正確な観測を残し、プトレマイオスとコペルニクスのシステムを組み合わせようとしましたが、彼のモデルでは、太陽と月は地球の周りを回転し、他のすべての惑星は太陽の周りを回転しました。

図4

· ガリレオ・ガリレイ（1564-1642）は、材料の静力学、動力学、力学に関する研究を行い、新しい動力学の創造への道を概説する最も重要な原則と法則を概説し、望遠鏡を発明し、火星と木星の衛星を発見しました。

図5

· ヨハネス・ケプラー（1571-1630）、惑星運動の法則を提案し、天体力学の基礎を築きました。惑星運動の法則の発見は、天文学者ティコ・ブラーエの観測表を処理した結果によって行われました。

図6

解析力学の創設者

分析力学ほぼ密接に続く3世代の代表者の労働によって作成されました。

1687年までに、ニュートンの「自然哲学の数学の原理」の出版はさかのぼります。彼の死の年に、20歳のオイラーは力学への数学的分析の適用に関する彼の最初の論文を発表しました。彼は長年サンクトペテルブルクに住み、何百もの科学論文を発表し、ロシア科学アカデミーの設立に貢献しました。オイラーから5年。 Lagrangeは、52歳でAnalyticalDynamicsを公開しています。さらに30年が経過し、ハミルトン、オストログラードスキー、ヤコビの3人の有名な同時代人の分析ダイナミクスに関する作品が出版されます。力学は、ヨーロッパの科学者の研究で主な発展を遂げました。

· キリスト教徒 ホイヘンス（1629-1695）、振動の伝播の法則である振り子時計を発明し、光の波動説を発展させました。

· ロバートフック（1635-1703）、惑星運動の理論を研究し、ニュートンへの手紙の中で万有引力の法則のアイデアを表現し、空気圧、液体の表面張力を研究し、弾性体の変形の法則を発見しました。

図7.ロバートフック

· アイザック・ニュートン（1643-1727）、彼の主な仕事「自然哲学の数学的原理」で彼の前任者の結果を要約し、基本概念の定義を与え、基本法を定式化し、正当化を実行し、受け取った現代の理論力学の基礎を作成しました2体の問題に対する一般的な解決策。ラテン語からロシア語への翻訳は、AcademicianA.N。によって行われました。クリロフ。

図8

· ゴットフリード ライプニッツ（1646-1716）は、人的資源の概念を導入し、最小作用の原理を定式化し、材料の抵抗の理論を調査しました。

· ヨハン ベルヌーイ（1667-1748）、最速降下曲線の問題を解決し、衝撃の理論を開発し、抵抗媒体での物体の動きを研究しました。

· レオンハルトオイラー（1707-1783）は、「分析プレゼンテーションにおける力学または運動の科学」という本に分析力学の基礎を築き、重力の中心に固定された重い剛体の運動の場合を分析し、の創設者です。流体力学は、発射体の飛行の理論を開発し、慣性力の概念を導入しました。

図9

· ジャン レロン ダランベール（1717-1783）は、物質系の運動方程式を編集するための一般的な規則を受け取り、惑星の運動を研究し、本「ダイナミクスに関する論文」でダイナミクスの基本原理を確立しました。

· ジョセフ ルイラグランジュ（1736-1813）は、彼の作品「Analytical Dynamics」で、可能な変位の原理を提案し、一般化座標を導入し、運動方程式に新しい形式を与え、剛体の回転運動方程式の解ける新しいケースを発見しました。

これらの科学者の作品は、現代の古典力学の基礎の構築を完了し、無限小の分析の基礎を築きました。力学のコースが開発され、一般的な数学的原理に基づいて厳密に分析的な方法で提示されました。このコースは「解析力学」と呼ばれていました。力学の進歩は非常に大きかったので、「力学」の創造に現れた当時の哲学に影響を与えました。

力学の発展は、目に見える天体（月、惑星、彗星）の動きを決定する問題への天文学者、数学者、物理学者の関心によっても促進されました。コペルニクス、ガリレオ、ケプラーの発見と作品、ダランベールとポワソンによる月の運動の理論、ラプラスによる5巻の天体力学、およびその他の古典により、重力場、力学の他の問題の研究に分析的および数値的方法を適用することを可能にします。力学のさらなる発展は、当時の優れた科学者の業績と関連しています。

· ピエールラプラス（1749-1827）、万有引力の法則に基づく天体力学の作成を完了し、太陽系の安定性を証明し、引き潮と流れの理論を開発し、月の動きを調査し、地球の回転楕円体の圧縮を決定しました、太陽系の出現の仮説を実証しました。

図10。

· ジャン・バプティスト フーリエ（1768-1830）は、偏微分方程式の理論を作成し、三角級数の形式で関数の表現の教義を開発し、仮想仕事の原理を探求しました。

· チャールズ ガウス（1777-1855）、偉大な数学者および機械工は、天体の運動の理論を発表し、惑星セレスの位置を確立し、ポテンシャルと光学の理論を研究しました。

· ルイ・ポアンソ（1777-1859）は、体の動きの問題の一般的な解決策を提案し、慣性の楕円体の概念を導入し、静力学と運動学の多くの問題を研究しました。

· シメオンポワソン（1781-1840）は、重力と静電気の問題の解決に従事し、弾性理論を一般化し、生命力の原理に基づいて運動方程式を構築しました。

· ミハイル・ヴァシリエヴィッチ オストログラードスキー（1801-1862）、偉大な数学者および力学者である彼の作品は、解析力学、弾性理論、天体力学、流体力学に関連し、動力学の一般方程式を研究しました。

· カールグスタフ ヤコビ（1804-1851）は、動力学の方程式に対する新しい解決策を提案し、運動方程式の統合の一般理論を開発し、力学の標準方程式と偏微分方程式を使用しました。

· ウィリアムローワン ハミルトン（1805-1865）は、任意の機械システムの運動方程式を標準形にし、クォータニオンとベクトルの概念を導入し、力学の一般的な積分変分原理を確立しました。

図11。

· ヘルマンヘルムホルツ（1821-1894）は、エネルギー保存の法則の数学的解釈を与え、電磁的および光学的現象への最小作用の原理の広範な適用の基礎を築きました。

· ニコライ・ウラジミロビッチ マイエフスキーロシアの弾道科学学校の創設者である（1823-1892）は、発射体の回転運動の理論を作成し、空気抵抗を考慮した最初の人物でした。

· Pafnuty Lvovich チェビシェフ（1821-1894）、機械とメカニズムの理論を研究し、蒸気エンジン、遠心調速機、歩行と漕ぎのメカニズムを作成しました。

図12。

· グスタフ キルヒホッフ（1824-1887）は、弾性体の変形、運動、バランスを研究し、力学の論理的構築に取り組みました。

· ソフィア・ヴァシリエフナ コワレフスカヤ（1850-1891）は、不動点の周りの物体の回転運動の理論に従事し、問題を解決する3番目の古典的なケースを発見し、土星の環の平衡に関するラプラス問題を研究しました。

図13。

· ヘンリー ハーツ（1857-1894）、主な作品は、単一の原理に基づいた電気力学と力学の一般的な定理に専念しています。

力学の現代的な発展

20世紀には、彼らは力学における多くの新しい問題の解決に取り組んできました。これは、最新のコンピューティングツールの登場後に特に活発になりました。まず第一に、これらは制御された運動、空間力学、ロボット工学、生体力学、量子力学の新しい複雑な問題です。ロシアの優れた科学者、大学の多くの科学学校、研究チームの業績に注目することができます。

· ニコライ・エゴロビッチ ジューコフスキー空気力学の創始者である（1847-1921）は、不動点を持つ剛体の運動と運動の安定性の問題を研究し、翼の揚力を決定するための公式を導き出し、衝撃の理論を研究しました。

図14。

· アレクサンドルミハイロビッチ リャプノフ（1857-1918）、主な作品は、安定性の現代理論の創設者である機械システムの平衡と運動の安定性の理論に専念しています。

· コンスタンチン・エドゥアルドヴィッチ・ツィオルコフスキー（1857-1935）は、現代の宇宙工学、空気力学、ロケットダイナミクスの創設者であり、ホバークラフトの理論と、単段および多段ロケットの運動の理論を作成しました。

· イヴァン・フセヴォロドヴィッチ Meshchersky（1859-1935）、可変質量の物体の動きを研究し、今日でも使用されている力学の問題のコレクションをまとめました。

図15。

· アレクセイニコラエビッチ クリロフ（1863-1945）、主な研究は、構造力学と造船、船の沈没不可能性とその安定性、流体力学、弾道学、天体力学、ジェット推進理論、ジャイロスコープと数値法の理論に関連しており、ロシア語に翻訳されています科学の多くの古典の作品。

· セルゲイ・アレクゼーヴィッチ チャプルギン（1869-1942）、非ホロノミック力学、流体力学、航空および空気力学の理論に関連する主な研究は、流線型の物体に対する空気の流れの影響の問題に対する完全な解決策を提供しました。

· アルバート・アインシュタイン（1879-1955）は、相対性理論の特別で一般的な理論を定式化し、時空関係の新しいシステムを作成し、重力が物質の存在によって生成される時空の不均一性の表現であることを示しました。

· アレクサンドルアレクサンドロヴィッチフリッドマン（1888-1925）、彼は宇宙の膨張の可能性を予測した非定常宇宙のモデルを作成しました。

· ニコライ・グレヴィッチ・チェタエフ（1902-1959）は、機械システムの摂動運動の特性、運動安定性の問題を研究し、平衡の不安定性に関する基本的な定理を証明しました。

図16。

· レフ・セメノビッチ・ポントリャーギン（1908-1988）振動の理論、変分法、制御理論、最適プロセスの数学的理論の作成者を調査しました。

図17。

古代とその後の時代でさえ、知識の中心、科学学校、そして人々や文明の科学と文化の研究分野があった可能性があります：アジアのアラブ、中国、インド、アメリカのマヤの人々、成果が現れました、しかしヨーロッパの哲学と科学の学校は、他の研究者の発見や理論に常に注意を払うことなく、特別な方法で発展しました。さまざまな時期に、ラテン語、ドイツ語、フランス語、英語がコミュニケーションに使用されました...利用可能なテキストの正確な翻訳と式の一般的な表記法が必要でした。これは困難をもたらしましたが、開発を止めることはありませんでした。

現代科学は研究しようとします 単一の複合体 これまで、多くの科学的方向性、傾向、方法、研究の機会が形成されてきました。古典力学を研究する場合、運動学、静力学、動力学は伝統的に次のように区別されます。主なセクション。独立したセクションまたは科学は、理論天文学の一部として天体力学と量子力学を形成しました。

ダイナミクスの基本的なタスク考慮された既知の有効な力に従って物体のシステムの運動を決定すること、または既知の運動の法則に従って力を決定することにある。 コントロールダイナミクスの問題では、与えられたものに従って、プロセスを決定する、または運動方程式に含まれるパラメータまたは関数の独自の選択に従って、運動プロセスの実装の条件を変更する可能性があることを前提としています要件、希望または基準。

分析的、理論的、古典的、応用的、

Rational、Managed、Celestial、Quantum…

さまざまなプレゼンテーションのすべての力学です！

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定義1

古典力学は、ニュートンの法則に基づいて物体の動きを研究する物理学のサブセクションです。

古典力学の基本的な概念は次のとおりです。

質量-慣性の主な尺度、または外部要因の影響を受けずに静止状態を維持する物質の能力として定義されます。
力-体に作用し、その動きの状態を変化させ、加速を引き起こします。
内部エネルギー-調査中の要素の現在の状態を決定します。

物理学のこのセクションの他の同様に重要な概念は、温度、運動量、角運動量、および物質の体積です。機械システムのエネルギーは、主に運動の運動エネルギーと潜在的な力で構成され、特定のシステムで作用する要素の位置に依存します。これらの物理量に関しては、古典力学の保存則が機能します。

古典力学の創設者

備考1

天体の急速な動きのパターンを考えると、古典力学の基礎は、思想家のガリレオ、ケプラー、コペルニクスによってうまく築かれました。

図1.古典力学の原理。 Author24-学生論文のオンライン交換

興味深いことに、長い間、物理学と力学は天文現象の文脈で研究されました。コペルニクスは、彼の科学的研究の中で、アリストテレスによって以前に定められた既存の原則から逸脱し、それを地動説から地動説への移行の出発点と見なすと、天体の相互作用のパターンの正しい計算を簡略化できると主張しました。地動説の概念。

科学者のアイデアは、彼の同僚であるケプラーによって、物体の運動の3つの法則でさらに形式化されました。特に、第二法則は、太陽系のすべての惑星が、太陽を主な焦点として、楕円軌道で均一な運動を行うと述べています。

古典力学の発展への次の重要な貢献は、特に重力の影響下での天体の機械的運動の基本的な仮定を研究し、一度に5つの普遍的なものを公開した発明者ガリレオによって行われました。物質の物理的運動の法則。

しかし、それでも、同時代の人々は、古典力学の主要な創設者の栄光を、彼の有名な科学的研究「自然哲学の数学的表現」で、前任者によって以前に提示された運動の物理学におけるそれらの定義の統合を説明したアイザックニュートンに帰しています。

図2.古典力学の変分原理。 Author24-学生論文のオンライン交換

ニュートンは、彼にちなんで名付けられた3つの基本的な運動の法則と、ガリレオの研究の下で線を引き、自由落下する物体の現象を説明する万有引力の理論を明確に定式化しました。このようにして、世界の新しい、より改善された絵が開発されました。

古典力学の基本原理と変分原理

古典力学は、日常生活で頻繁に遭遇するシステムの正確な結果を研究者に提供します。しかし、それらは最終的に他の概念に対して不正確になり、その速度は光の速度とほぼ同じです。次に、実験で相対論的および量子力学の法則を使用する必要があります。古典力学の代わりに、一度に複数の特性を組み合わせるシステムでは、量子の分野の理論が使用されます。多くの要素、つまり自由のレベルを備えた概念の場合、統計力学の方法を使用する場合、物理学の研究の方向性も適切です。

今日、古典力学の次の主要な原則が区別されています。

空間的および時間的変位（回転、シフト、対称性）に関する不変性の原理：空間は常に均一であり、参照のマテリアル本体に対するその初期位置と方向は、閉鎖系内のプロセスのコースに影響を与えません。
相対性原理：孤立したシステム内の物理的プロセスの流れは、参照の概念そのものに関連する直線運動の影響を受けません。このような現象を説明する法則は、物理学のさまざまな分野で同じです。初期条件が同じであれば、プロセス自体は同じになります。

定義2

変分原理は、解析力学の最初の基本的な規定であり、固有の変分関係の形で数学的に表現され、論理的帰結として運動の微分方程式が続き、古典力学のあらゆる種類の規定と法則が続きます。

ほとんどの場合、実際の運動を考慮されている運動学的運動のクラスと区別できる主な特徴は、さらなる記述の不変性を保証する定常状態です。

図4.長距離アクションの原理。 Author24-学生論文のオンライン交換

古典力学の変分法則の最初のものは、可能な変位または仮想変位の原理です。これにより、材料点のシステムの正しい平衡位置を見つけることができます。したがって、このパターンは、静力学の複雑な問題を解決するのに役立ちます。

次の原則は最小制約と呼ばれます。この仮定は、混沌とした方法で直接相互接続され、環境からの影響を受けやすい、物質的な点のシステムの特定の動きを前提としています。

古典力学におけるもう1つの主要な変分命題は、最も直線的な経路の原理です。この場合、自由システムは、関係によって許可され、概念上共通の開始点と接線を持つ他のアークと比較して、特定の線に沿って穏やかまたは均一な運動の状態にあります。

古典力学の動作原理

ニュートンの機械運動の方程式は、さまざまな方法で定式化できます。 1つは、ラグランジュ力学とも呼ばれるラグランジュ形式によるものです。この原理は古典物理学のニュートンの法則とまったく同じですが、行動の解釈はすべての概念の一般化に適していて、現代科学で重要な役割を果たしています。確かに、この原理は物理学における複雑な一般化です。

特に、これは量子力学の枠組みの中で完全に理解されています。経路積分の使用によるリチャード・ファインマンによる量子力学の解釈は、一定の相互作用の原理に基づいています。

物理学の多くの問題は、問題を解決するための最も速くて簡単な方法を見つけることができる動作原理を適用することによって解決することができます。

たとえば、光は光学システムを通り抜けることができ、重力場内の物体の軌道は同じ動作原理を使用して検出できます。

この概念をオイラー・ラグランジュ方程式と一緒に適用することで、どのような状況でも対称性をよりよく理解できます。古典力学では、ニュートンの運動の法則から、さらなる作用の正しい選択を実験的に証明することができます。そして、逆に、行動の原理から、ニュートン方程式は実際に実行され、適切な行動を選択します。

したがって、古典力学では、作用の原理はニュートンの運動方程式と理想的に同等であると考えられています。この方法を適用すると、スカラー理論であるため、物理学における方程式の解法が大幅に簡素化され、基本的な微積分を適用するアプリケーションと導関数が使用されます。

古典力学。 物理理論の構造に関する学童の知識の形成古典力学の基本原理