physics_lib | Unsorted

Telegram-канал physics_lib - Physics.Math.Code

135519

VK: vk.com/physics_math Чат инженеров: @math_code Учебные фильмы: @maths_lib Репетитор IT mentor: @mentor_it YouTube: youtube.com/c/PhysicsMathCode Обратная связь: @physicist_i

Subscribe to a channel

Physics.Math.Code

⛓️ Цепь становится твердой при достижении достаточной скорости вращения. На опыте видно, что мягкая в статике цепь может катиться по столу как колесо. Почему так происходит?

Дело в том, что вращение делает мягкие тела твердыми из-за возникающей силы натяжения внутри данных тел.

Ещё один яркий пример: бумажным диском можно разрезать металлическую трубку, если диск вращается с большой угловой скоростью. На первом курсе у студентов физ-мат факультетов есть лабораторная работа: «Определение скорости полета пули кинематическим методом». Вот там как раз есть два вращающихся диска из бумаги, которые легко могут отрезать палец, если быть неаккуратным.

Попробуйте оценить порядок силы натяжения цепи с заданной массой и заданной угловой скорость вращения, а также известным диаметром. #опыты #эксперименты #физика #physics #наука #science #видеоуроки

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

⭕️ Экстремальная задача на смекалку. С одной стороны можно решить методами математического анализа, с другой стороны — логикой, подкрепленной школьной геометрией.

#математика #mathematics #animation #math #геометрия #geometry #gif #maths #видеоуроки #научные_фильмы #математический_анализ

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

〽️ Непрерывная везде, но не дифференцируемая нигде: визуализация функции Вейерштрасса!

В давнюю эпоху математики во многом вдохновлялись природой. Когда Ньютон разрабатывал математический анализ, он в первую очередь вдохновлялся физическим миром: траекториями планет, колебаниями маятника, движением падающего фрукта. Такое мышление привело к возникновению геометрической интуиции относительно математических структур. Они должны были иметь такой же смысл, что и физический объект. В результате этого многие математики сосредоточились на изучении «непрерывных» функций.

Но в 1860-х появились слухи о странном существе — математической функции, противоречившей теореме Ампера. В Германии великий Бернхард Риман рассказывал своим студентам, что знает непрерывную функцию, не имеющую гладких частей, и для которой невозможно вычислить производную функции в любой точке. Риман не опубликовал доказательств, как и Шарль Селлерье из Женевского университета, который писал, что обнаружил что-то «очень важное и, как мне кажется, новое», однако спрятал свои работы в папку, ставшую достоянием общественности только после его смерти несколько десятков лет спустя. Однако если бы его заявлениям поверили, то это означало бы угрозу самым основам зарождавшегося математического анализа. Это существо угрожало разрушить счастливую дружбу между математической теорией и физическими наблюдениями, на которых она была основана. Матанализ всегда был языком планет и звёзд, но как может природа быть надёжным источником вдохновения, если найдутся математические функции, противоречащие основной её сути?

Чудовище окончательно родилось в 1872 году, когда Карл Вейерштрасс объявил, что нашёл функцию, являющуюся непрерывной, но не гладкой во всех точках. Он создал её, сложив вместе бесконечно длинный ряд функций косинуса:

f(x) = cos(3x𝝅)/2 + cos(3²x𝝅)/2² + cos(3³x𝝅)/2³ + ...


Как функция она была уродливой и отвратительной. Было даже непонятно, как она будет выглядеть на графике. Но Вейерштрасса это не волновало. Его доказательство состояло не из форм, а из уравнений, и именно это делало его заявление таким мощным. Он не только создал чудовище, но и построил его на железной логике. Он взял собственное новое строгое определение производной и доказал, что для этой новой функции её вычислить невозможно. #математика #mathematics #animation #math #геометрия #geometry #gif

#math #математика #геометрия #maths #видеоуроки #научные_фильмы #математический_анализ

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

🧲 Эффект Мейснера — полное вытеснение магнитного поля из объёма проводника при его переходе в сверхпроводящее состояние. Впервые явление наблюдалось в 1933 году немецкими физиками В. Мейснером и Р. Оксенфельдом. При охлаждении сверхпроводника, находящегося во внешнем постоянном магнитном поле, в момент перехода в сверхпроводящее состояние магнитное поле полностью вытесняется из его объёма. Этим сверхпроводник качественно отличается от «обычного» материала с высокой проводимостью.

Отсутствие магнитного поля в объёме проводника позволяет заключить из общих законов магнитного поля, что в нём существует только поверхностный ток. Он физически реален и занимает некоторый тонкий слой вблизи поверхности. Например, в случае помещённого во внешнее поле шара (см. рис.) этот ток будет формироваться носителями заряда, движущимися в приповерхностном слое по кольцевым траекториям, лежащим в плоскостях, ортогональных плоскости рисунка и полю на бесконечности (радиус колец меняется от радиуса шара в середине до нуля вверху и внизу). Роль идеальной проводимости состоит в том, что появившийся поверхностный ток протекает бездиссипативно и неограниченно долго — при конечном сопротивлении среда не смогла бы реагировать на наложение поля таким способом. Магнитное поле возникшего тока компенсирует в толще сверхпроводника внешнее поле (уместна аналогия с экранированием электрического поля индуцированным на поверхности металла зарядом). В этом отношении сверхпроводник ведёт себя формально как идеальный диамагнетик. Однако он не является диамагнетиком, так как внутри него намагниченность равна нулю. #физика #physics #опыты #эксперименты #магнетизм #электродинамика

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

🌀 Резонанс: частот имеет значение

Резонанс (фр. résonance, от лат. resono «откликаюсь») — частотно-избирательный отклик колебательной системы на периодическое внешнее воздействие, который проявляется в резком увеличении амплитуды стационарных колебаний при приближении частоты внешнего воздействия к определённым значениям, характерным для данной системы. Эти значения называют собственными частотами; в простых случаях такая частота одна, но может быть и несколько.

Наиболее известная большинству людей механическая резонансная система — это обычные качели. Если подталкивать качели в определённые моменты времени в соответствии с их резонансной частотой, размах движения будет увеличиваться, в противном случае движения будут затухать. Резонансную частоту такого маятника с достаточной точностью в диапазоне малых смещений от равновесного состояния можно найти по формуле: f = (1/2𝝅)√(g/L)

где g — это ускорение свободного падения (9,8 м/с² для поверхности Земли), а L — длина от точки подвешивания маятника до центра его масс. (Более точная формула довольно сложна и включает эллиптический интеграл.) Важно, что резонансная частота не зависит от массы маятника. Также важно, что раскачивать маятник нельзя на кратных частотах (высших гармониках), зато это можно делать на частотах, равных долям от основной (низших гармониках).

#физика #опыты #эксперименты #наука #science #physics #механика #волны #видеоуроки #резонанс

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

🧬 Проблема нашего общества: люди путают полезную информацию с выдуманными сказками, магией, астрологией.

Эксперимент, показывающий несостоятельность астрологии, провел в конце 40-х годов психолог Бертрам Форер. Он провел среди студентов тест личности, однако вместо результатов раздал им случайные тексты, взятые из газетных гороскопов. После этого он предложил студентам оценить, насколько хорошо результаты «мнимого» теста описывают их личность. Студенты оценили совпадения результатов больше, чем на 80%.

Эксперимент подтвердил ранее известный эффект, названный эффектом Барнума в честь известного американского фокусника. Суть эффекта состоит в том, что люди находят совпадения в расплывчатом обобщенном описании, которое, как они считают, создано специально для них авторитетными личностями. Таким образом, людям свойственно находить в гороскопах совпадения, даже если они там отсутствуют. Это как раз объясняет широкую популярность гороскопов и астрологии в целом.

🪐 С точки зрения современной науки астрология является типичным лженаучным учением и разновидностью гадательной магии. Впервые она была отделена от астрономии ученым аль-Фараби в X веке в его «Трактате об астрологии» в части «Что правильно и что неправильно в приговорах звезд», в котором он рассматривал астрологию, как лженауку.

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

📕 Компьютерное моделирование физических систем [2011] Булавин Л.A., Выгорницкий H.B., Лебовка Н.И

💾 Скачать книгу

Для студентов, аспирантов и преподавателей физических, физико-химических специальностей, а также научных сотрудников.

⚙️ Компьютерное моделирование — процесс вычисления компьютерной модели (иначе численной модели) на одном или нескольких вычислительных узлах. Реализует представление объекта, системы, понятия в форме, отличной от реальной, но приближенной к алгоритмическому описанию. Включает набор данных, характеризующих свойства системы и динамику их изменения со временем.

Компьютерные модели стали обычным инструментом математического моделирования и применяются в физике, астрофизике, механике, химии, биологии, экономике, социологии, метеорологии, других науках и прикладных задачах в различных областях радиоэлектроники, машиностроения, автомобилестроения и проч. Компьютерные модели используются для получения новых знаний об объекте или для приближенной оценки поведения систем, слишком сложных для аналитического исследования.

Компьютерное моделирование является одним из эффективных методов изучения сложных систем. Компьютерные модели проще и удобнее исследовать в силу возможности проводить т. н. вычислительные эксперименты в тех случаях, когда реальные эксперименты затруднены из-за финансовых или физических препятствий или могут дать непредсказуемый результат. Формализованность компьютерных моделей позволяет определить основные факторы, определяющие свойства изучаемого объекта-оригинала (или целого класса объектов), в частности, исследовать отклик моделируемой физической системы на изменения её параметров и начальных условий. #моделирование #программирование #физика #математика #physics #math

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

⚙️ Гироскопы и их применение

Гироскоп (от др.-греч. γῦρος «круг» + σκοπέω «смотрю») — устройство, способное реагировать на изменение углов ориентации тела, на котором оно установлено, относительно инерциальной системы отсчёта. Простейший пример гироскопа — юла (волчок). Термин впервые введен Ж. Фуко в своём докладе в 1852 году во Французской академии наук. Доклад был посвящён способам экспериментального обнаружения вращения Земли в инерциальном пространстве. Этим и обусловлено название «гироскоп». #научные_фильмы #физика #механика #теоретическая_механика #термех #physics #видеоуроки #наука

Антигравитационное колесо ⚙️

📷 Как работает оптическая стабилизация изображения в камере смартфона.

🖲 Датчики следящих систем. 1985 год. КиевНаучФильм

⚙️ Гироскоп и его применение [1979]

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

📗 Математические методы в физике [1970] Джордж Браун Арфкен

В монографии изложены разделы математики, к которым наиболее часто приходится обращаться при решении различных физических задач. Построение книги приближает ее к справочному пособию, однако материал изложен значительно подробнее и содержит много примеров из физики, которые необходимы для пояснений.
Книга состоит из 17 глав, в которых рассматриваются векторный анализ, системы координат, тензорный анализ, матрицы и определители, бесконечные ряды, функции комплексного переменного, дифференциальные уравнения второго порядка, теория Штурма — Лиувилля, специальные функции, ряды Фурье, интегральные преобразования, интегральные уравнения, вариационный принцип.
Автору удалось найти оптимальную форму изложения, не перегруженную сложными математическими выкладками и доказательствами. Книга рассчитана на студентов-физиков, инженеров, а также может быть полезна расчетчикам.

📘 Mathematical Methods for Physicists, Seventh Edition: A Comprehensive Guide [2013] Arfken George Brown; Harris Frank E.; Weber Hans-Jurgen

Now in its 7th edition, Mathematical Methods for Physicists continues to provide all the mathematical methods that aspiring scientists and engineers are likely to encounter as students and beginning researchers. This bestselling text provides mathematical relations and their proofs essential to the study of physics and related fields. While retaining the key features of the 6th edition, the new edition provides a more careful balance of explanation, theory, and examples. Taking a problem-solving-skills approach to incorporating theorems with applications, the book's improved focus will help students succeed throughout their academic careers and well into their professions. Some notable enhancements include more refined and focused content in important topics, improved organization, updated notations, extensive explanations and intuitive exercise sets, a wider range of problem solutions, improvement in the placement, and a wider range of difficulty of exercises. #физика #механика #ммф #математическая_физика #math #physics #подборка_книг #mechanics #sciece

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

🔵 Эту задачу по оптике не рассказывают в школе на уроках физики

Сегодня в беседе физико-математического сообщества Physics.Math.Code задали интересный вопрос из задачи по физике из раздела оптики. Как я понял, опять кто-то гуглил решение в интернете, что привело к распространению ошибки и непониманию сути. И проблема связана с тем, что...

📝 Читать заметку полностью 🔍

🕑 В заметке максимально подробно разберем интересную оптическую задачку. По физике скучали, я надеюсь?

#оптика #физика #physics #разборы_задач #задачи #science #ЕГЭ

💡 Репетитор IT mentor
// @mentor_it

Читать полностью…

Physics.Math.Code

📚 Курс теоретической механики. В 2 томах [1979] Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р.

📙 Том 1. В книге изложены статика и кинематика. Приведено большое количество примеров и задач, имеющих прикладное значение. Кроме традиционного материала, книга содержит некоторые разделы, выходящие за пределы программы, как, например, определение натяжения тяжелй подвешенной нити, определение реакций упругих опор твердого тела, криволинейные координаты.

📙 Том 2. В книге изложены динамика точки, динамика материальной системы и твердого тела, элементы аналитической механики и теории линейных и нелинейных колебаний. Более подробно, чем в традиционных курсах, излагаются вопросы движения материальной точки в центральном силовом поле, динамика тела переменной массы, теории гироскопов. Приводится много примеров прикладного значения.

Книга рассчитана на студентов дневных, вечерних и заочных отделений технических вузов с полной и сокращенной программой по механике, а также может быть полезной для аспирантов и инженерно-технических работников.

⚙️ Теоретическая механика (в обиходе — теормех, реже — термех) — наука об общих законах механического движения и взаимодействия материальных тел, инженерная физико-математическая дисциплина. Будучи, по существу, одним из разделов физики, теоретическая механика, вобрав в себя фундаментальную основу в виде аксиоматики, выделилась в самостоятельную науку и получила широкое развитие благодаря своим обширным и важным приложениям в естествознании и технике, одной из основ которой она является. На основных законах и принципах теоретической механики базируются многие общеинженерные дисциплины, такие, как сопротивление материалов, строительная механика, гидравлика, теория механизмов и машин, детали машин и другие. На основе теорем и принципов теоретической механики решаются многие инженерные задачи и осуществляется проектирование новых машин, конструкций и сооружений. #физика #механика #динамика #подборка_книг #кинематика #physics #статика #mechanics #теоретическая_механика #термех #динамика

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

🌀 10 фракталов, которые стоит увидеть

0:00 — Ковёр Серпинского
0:16 — Дерево Пифагора
0:32 — Дерево Пифагора (версия 2)
0:46 — Красивый фрактал из окружностей
1:10 — Кривая дракона
1:30 — Папоротник Барнсли
1:47 — Вопрос из игры «Что? Где? Когда?»
2:00 — Снежинка Коха
2:10 — Треугольник Серпинсого
2:23 — Множество Кантора
2:40 — Кривая Гильберта
2:50 — Множество Мандельброта
3:15 — Фрактал на основе центроида


Фрактал (лат. fractus — дроблёный, сломанный, разбитый) — множество, обладающее свойством самоподобия (объект, в точности или приближённо совпадающий с частью себя самого, то есть целое имеет ту же форму, что и одна или более частей). В математике под фракталами понимают множества точек в евклидовом пространстве, имеющие дробную метрическую размерность (в смысле Минковского или Хаусдорфа), либо метрическую размерность, отличную от топологической, поэтому их следует отличать от прочих геометрических фигур, ограниченных конечным числом звеньев.

▪️ В физике фракталы естественным образом возникают при моделировании нелинейных процессов, таких как турбулентное течение жидкости, сложные процессы диффузии-адсорбции, пламя, облака и тому подобное. Фракталы используются при моделировании пористых материалов, например, в нефтехимии. В биологии они применяются для моделирования популяций и для описания систем внутренних органов (система кровеносных сосудов). После создания кривой Коха было предложено использовать её при вычислении протяжённости береговой линии.
▪️ Использование фрактальной геометрии при проектировании антенных устройств было впервые применено американским инженером Натаном Коэном, который тогда жил в центре Бостона, где была запрещена установка внешних антенн на здания. Натан вырезал из алюминиевой фольги фигуру в форме кривой Коха и наклеил её на лист бумаги, затем присоединил к приёмнику. Коэн основал собственную компанию и наладил серийный выпуск своих антенн. C тех пор теория фрактальных антенн продолжает интенсивно развиваться. Преимуществом таких антенн является многодиапазонность и сравнительная широкополосность.
▪️ Существуют алгоритмы сжатия изображения с помощью фракталов. Они основаны на идее о том, что вместо самого изображения можно хранить сжимающее отображение, для которого это изображение (или некоторое близкое к нему) является неподвижной точкой. Один из вариантов данного алгоритма был использован фирмой Microsoft при издании своей энциклопедии, но большого распространения эти алгоритмы не получили.
▪️ Фракталы широко применяются в компьютерной графике для построения изображений природных объектов, таких как деревья, кусты, горные ландшафты, поверхности морей и так далее. Существует множество программ, служащих для генерации фрактальных изображений, см. Генератор фракталов (программа).
▪️ Система назначения IP-адресов в сети Netsukuku использует принцип фрактального сжатия информации для компактного сохранения информации об узлах сети. Каждый узел сети Netsukuku хранит всего 4 Кб информации о состоянии соседних узлов, при этом любой новый узел подключается к общей сети без необходимости в центральном регулировании раздачи IP-адресов, что, например, характерно для сети Интернет. Таким образом, принцип фрактального сжатия информации гарантирует полностью децентрализованную, а следовательно, максимально устойчивую работу всей сети.

🌿 Фракталы: Порядок в хаосе [2008] В поисках скрытого измерения [Fractals. Hunting the Hidden Dimension]

#нелинейная_динамика #теория_хаоса #математика #дискретная_математика #math #gif #фракталы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

🟢 Как устроена фигура наибольшей площади?

Изопериметри́ческое нера́венство — геометрическое неравенство, связывающее периметр замкнутой кривой на плоскости и площадь участка плоскости, ограниченной этой кривой. Этот термин также используется для различных обобщений данного неравенства. Изопериметрический буквально означает «имеющий тот же самый периметр». В частности, изопериметрическое неравенство утверждает, что при длине L замкнутой кривой и площади A плоской области, ограниченной этой кривой, 4𝝅A ⩽ L² и это неравенство превращается в равенство тогда и только тогда, когда кривая является окружностью. Целью изопериметрической задачи является поиск фигуры наибольшей возможной площади, граница которой имеет заданную длину.

Изопериметрическая задача была обобщена многими путями для других неравенств между характеристиками фигур, множеств, многообразий. К изопериметрической задаче относятся также оценки величин физического происхождения (моменты инерции, жёсткость кручения упругой балки, основная частота мембраны, электростатическая ёмкость и др.) через геометрические характеристики. Например, есть обобщения для кривых на поверхностях и на области в пространствах большей размерности. Возможно, наиболее известным физическим проявлением 3-мерного изопериметрического неравенства является форма капли воды. А именно, капля принимает обычно круглую форму. Поскольку количество воды в капле фиксировано, поверхностное натяжение заставляет каплю принять форму, минимизирующую поверхность капли, а минимальной поверхностью будет сфера.
#математика #разбор_задач #math #maths #mathematics #олимпиады #геометрия

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

📚 Сборник задач по общему курсу физики [3 книги] [1998-2000]
Издательство: МФТИ


📕 Часть 1: Заикин, Овчинкин, Прут

Первая часть сборника включает в себя более 1700 задач различной степени трудности. Авторами большей части задач являются преподаватели кафедры общей физики Московского физики технического института. Эти задачи предлагалась студентам на экзаменах, контрольных работах и студенческих физических олимпиадах.

📘 Часть 2: Козел, Лейман, Локшин, Овчинкин, Прут

Вторая часть сборника включает в себя около 1300 задач различной степени трудности. Авторами почти всех задач являются преподаватели кафедры общей физики Московского физико-технического института. Эти задачи предлагались студентам на экзаменах, контрольных работах и студенческих физических олимпиадах.

📗 Часть 3: Овчинкин, Раевский, Ципенюк

Третья часть сборника включает в себя 1235 задач, в основном по квантовой физике атомов и молекул, ядерной физике, физике элементарных частиц, физике излучения, физике твердого тела и низкоразмерных систем. Авторами задач являются преподаватели кафедры общей физики МФТИ.

#физика #квантовая_физика #термодинамика #подборка_книг #механика #physics #оптика #мкт #атомная_физика #ядерная_физика #электричество #магнетизм

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

📚 Сборник задач по общему курсу физики [1976 - 2006] Сивухин Д.В.

В предлагаемом сборнике задач по физике использован опыт преподавания общего курса физики в МГУ, Московском физико-техническом институте и Московском государственном педагогическом институте им. В.И.Ленина. Сивухин Д.В. Общий курс физики в 5 томах. По степени трудности задачи охватывают широкий диапазон: от самых элементарных до задач, стоящих на уровне оригинальных научных исследований, выполнение которых возможно на основе углубленного знания общего курса физики. Для студентов физических специальностей высших учебных заведений. Составление этого сборника задач было начато на физическом факультете МГУ по инициативе академика С. И. Вавилова. Однако основная работа по составлению Сборника и подготовке его к изданию выполнена под руководством С. Э. Хайкина. В 1949 г. вышло в свет первое издание Сборника в двух частях: I. Механика. Электричество и магнетизм, под редакцией С. Э. Хайкина; II. Оптика. Молекулярная физика и термодинамика. Атомная физика и физика ядра, под редакцией Д. В. Сивухина. С тех пор Сборник переиздавался в 1960 и 1964 гг.

Предлагаемое, четвертое, издание Сборника существенно отличается от всех предшествующих прежде всего по своему объему, так как число задач, включенных в Сборник, увеличено почти вдвое. Обогатилось содержание и повысился уровень задач. По степени трудности, постановки и решения задачи охватывают широкий диапазон: от самых элементарных до задач, стоящих на уровне оригинальных научных исследований, выполнение которых возможно на основе углубленного знания общего курса физики.

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

🟢 Изобретение, которое удерживает баланс в любом положение шарика

В физике равновесием называется состояние неподвижности, покоя, в котором пребывает какое-либо тело под воздействием противоположно направленных сил. Ещё равновесием называют устойчивое положение человеческого тела. Равновесие – это такое состояние природы, организма, общества, которое характеризуется тем, что одни силы, факторы, компенсируются, уравновешиваются другими, и это приводит кого-либо или что-либо в состояние относительного покоя, позволяет нормально функционировать. Равновесие может быть различным в зависимости от расположения тела по отношению к окружающим телам. Существует три вида равновесия: устойчивое, неустойчивое, безразличное. С этим подробно можно познакомиться в разделе механики, называемым статикой, – наукой о равновесии тел.

Особым случаем является равновесие тела на опоре. В этом случае упругая сила опоры приложена не к одной точке, а распределена по основанию тела. Тело находится в равновесии, если вертикальная линия, проведенная через центр масс тела, проходит через площадь опоры, т. е. внутри контура, образованного линиями, соединяющими точки опоры. Если же эта линия не пересекает площадь опоры, то тело опрокидывается. Интересным примером равновесия тела на опоре является падающая башня в итальянском городе Пиза, которую по преданию использовал Галилей при изучении законов свободного падения тел. Башня имеет форму цилиндра высотой 55 м и радиусом 7 м. Вершина башни отклонена от вертикали на 4,5 м.

В своём труде "О равновесии плоских тел" ещё Архимед, древнегреческий математик, физик и инженер, употреблял понятие центра тяжести. Видимо, оно впервые было введено неизвестным предшественником Архимеда или же им самим, но в более ранней, не дошедшей до нас работе. Прошло 17 веков, и Леонардо да Винчи сумел найти центр тяжести тетраэдра. Он же, размышляя об устойчивости итальянских "падающих" башен, в том числе - Пизанской, пришёл к "теореме об опорном многоугольнике".

Что же такое центр тяжести? Сила тяжести – это сила, с которой Земля притягивает к себе любое тело. Центр тяжести тела – точка приложения силы тяжести. В научной литературе мы нашли более полное определение. Точку приложения равнодействующей сил тяжести, действующих на отдельные части тела называют центром тяжести тела.

Как можно найти центр тяжести в различных телах? Если тело однородно и имеет правильную форму, то всё просто. У однородных тел правильной формы центр тяжести совпадает с его геометрическим центром. Так, например, центр тяжести шара лежит в его геометрическом центре, у прямоугольного параллелепипеда — в точке пересечения диагоналей, а у треугольника — на пересечении его медиан. В некоторых случаях центр тяжести может находиться и вне тела. Например, у кольца он лежит на пересечении его диаметров.

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

🌈 Наглядно об изменении цвета предметов при погружении на глубину — обратите внимание на красный цвет, который пропадает быстрее всех. Опыт показывает, что глубоководным рыбам выгодно иметь красную окраску, ведь так они будут казаться менее заметными для хищников и добычи. Удивительная адаптация и естественный камуфляж. По той же причине самые глубоководные водоросли выглядят красными: они не приспособлены поглощать красный свет, которого на глубине вовсе нет.
Красный цвет имеет максимальную длину волны из видимого спектра и, следовательно, несёт наименьшее количество энергии. По мере увеличения глубины поглощаются красные, оранжевые, затем жёлтые, а иногда и зелёные волны, поэтому оставшийся видимый свет состоит из синего и фиолетового цветов с более короткой длиной волны. Вот почему океан на подводных съёмках мы видим в оттенках синего. А на глубину порядка двухсот метров (конкретика сильно зависит от условий) уже не проникает никакой видимый свет.

Вода представляет собой синий светофильтр, тем более густой, чем толще слой воды. Все краски с увеличением глубины меняются. Так, например, красный цвет на глубине около 5 м становится бордовым, затем с погружением постепенно превращается в коричневый, а за пределами 12 м красные цвета все более превращаются в темно-зеленые. На глубине 20-30 м все цвета сизо-серые, они однотонны и тусклы.

Чем короче длина волны у света, тем энергичнее фотоны, и наоборот. Отличным примером служит рентгеновское излучение. Оно находится вне видимо спектра, так как длина его волны чрезвычайно мала, что и позволяет фотонами проходить насквозь некоторые предметы. Аналогично, чем больше длина волны, тем меньшей способностью к сквозному прохождению сквозь предметы обладают фотоны. Как уже упоминалось выше, у красного света самая большая длина волны из видимого спектра, поэтому красный свет поглощается лучше остальных. Другими словами, красный свет просто рассеивается в воде.

Если красный предмет постепенно погружать под воду, его цвет будет меняться: на небольшой глубине это незаметно; приблизительно на глубине 5 метров предмет станет бордовым; затем с увеличением глубины он сперва начнет казаться коричневым, потом зелёным, а на глубине около 30 метров станет чёрным. Это связано с тем, что цвет какого-либо тела определяется цветом, отражаемым этим телом. Например, красный предмет поглощает все цвета, кроме красного. Чем глубже погружается предмет, тем меньше света на него падает и тем меньше он отражает; а значит, на большой глубине, любой цвет будет казаться чёрным. #оптика #физика #science #physics #волны #квантовая_физика #опыты #эксперименты #видеоуроки #научные_фильмы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

⭕️ Какая площадь заключена между тремя окружностями?

#math #математика #геометрия #maths #видеоуроки #научные_фильмы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

📱 Чтобы преуспеть в век ускоряющегося AI вам не стоит тратить время на техноблоги, нужно копать глубже: научные статьи, пейперы и технические отчёты из первых рук.

Так вот, @ai_newz — это не очередной ИИ технобложек, которых в телеге развелось в последнее время. На канале Артёма, Staff Research Scientist-а в Meta, можно почитать пейперы из первых рук Meta GenAI, там скоро выйдет разбор Movie Gen. Ну и кроме того, обзоры других пейперов и важных новостей.

Вот, например:

▪️ Артём рассказал о новой модели Imagine Flash для риалтайм генерации картинок, которую он и его команда обучили — был ещё один громкий релиз от Meta.
▪️ Пост про модель для генерации стикеров, которую Артём лично оптимизировал. Моделька уже крутится в Инсте и WhatsApp в проде.
▪️ Актуальный список книг для изучения ML в 2024.
▪️ Статья Артёма об ускорении диффузии с помощью кеширования, без потери качества, конечно же.
▪️ Лонгрид про парижский стартап Mistral и знакомство Артёма с фаундером.
▪️ Пост про грейды в бигтехе [ч1, ч2] и компенсации. Все же в курсе, что сеньор это еще не все?:) Ну и туда же запись стрима про собеседования в БигТех.

Такие люди как Артем, двигают SOTA и делают наступление AGI все ближе. Рекомендую подписаться, чтобы не потерять себя, когда наступит AGI: @ai_newz.

#AI #искусственный_интеллект #машинное_обучение #нейронные_сети

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

♾️ Задача о перемещении дивана

Задача о перемещении дивана была сформулирована канадским математиком австрийского происхождения Мозером (англ.) в 1966 году.

Задача сводится к двумерной идеализации житейской проблемы о перемещении мебели. В двумерном пространстве определите жёсткое тело наибольшей площади А, которое может быть перемещено в Г-образном «коридоре», образованном «тоннелями» шириной в единицу измерения, сходящимися под прямым углом. Полученное значение А принято называть константой дивана (в альтернативных формулировках той же самой задачи этот предмет является идеализацией стола, или же баржи или корабля в Г-образном канале).

Те, кому приходилось передвигать мебель в своей квартире или хотя бы присутствовать при этом, наверняка сталкивались с весьма традиционной проблемой: шкаф или диван, которые должны быть передвинуты в другую комнату, никак не могут «протиснуться» в нужное место по «извилистому» коридору. Можно предположить, что знаменитая задача о перемещении дивана, сформулированная в 1966 году, родилась в голове канадского математика Мозера именно в тот момент, когда он пытался переставить мебель.

Представьте, что вы имеете коридор, который изгибается в форме буквы Г (он образован двумя небольшими коридорчиками, образующими прямой угол), через который необходимо «протащить» диван или стол (выражаясь сухим языком математики — «жесткое тело наибольшей площади А» — константы дивана). В некоторых подобных задачах через канал такого же вида необходимо провести корабль или баржу. Каким же образом необходимо поступить в данном случае? [Ответ]

#математика #геометрия #численные_методы #math #article

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

📕 Компьютерное моделирование физических систем [2011] Булавин Л.A., Выгорницкий H.B., Лебовка Н.И

В учебном пособии изложен материал по применению методов компьютерного моделирования для исследования физических систем. В каждой главе рассмотрена самостоятельная физическая задача, в ней содержится введение в суть проблемы, изложены рецепты и алгоритмы ее решения, дано описание рабочей программы на языке Фортран 90, а также приведены примеры ее использования. Рассмотренные задачи относятся к областям статистической физики и физики конденсированных систем, физики фракталов, перколяционных и хаотических явлений. Для более глубокого усвоения материала, к каждой главе прилагаются задачи и упражнения для самостоятельной работы.

Для студентов, аспирантов и преподавателей физических, физико-химических специальностей, а также научных сотрудников.

📝 Компьютерное моделирование дает возможность:
▪️ расширить круг исследовательских объектов — становится возможным изучать не повторяющиеся явления, явления прошлого и будущего, объекты, которые не воспроизводятся в реальных условиях;
▪️ визуализировать объекты любой природы, в том числе и абстрактные;
▪️ исследовать явления и процессы в динамике их развертывания;
▪️ управлять временем (ускорять, замедлять и т.д);
▪️ совершать многоразовые испытания модели, каждый раз возвращая её в первичное состояние;
▪️ получать разные характеристики объекта в числовом или графическом виде;
▪️ находить оптимальную конструкцию объекта, не изготовляя его пробных экземпляров;
▪️ проводить эксперименты без риска негативных последствий для здоровья человека или окружающей среды.

#моделирование #программирование #физика #математика #physics #math

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

🖥 Как работать с физикой на Python. Доска Гальтона [ Pygame + Pymunk ]

В этом ролике вы узнаете основы работы с физическими явлениями (гравитация, столкновения, сила упругости и трения) на примере физического движка Pynunk.
Проведем очень интересный опыт, смоделируем доску Гальтона (Galton board) при помощи языка программирования Python (Пайтон, Питон). Обработкой всей физики будет заниматься движок Pymunk, а отрисовку объектов воплотим через библиотеку Pygame.

Чтобы установить Pymunk, введите в терминале: "pip install pymunk"
Чтобы установить Pygame, введите в терминале: "pip install pygame"

📝 Код из видео на Github

https://www.pymunk.org/en/latest/index.html
https://devdocs.io/pygame/
https://pygame-docs.website.yandexcloud.net/

#моделирование #python #физика #программирование

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

🟢 Мяч для гольфа во время удара о стальную пластину на скорости 150 миль в час при съемке 70 000 кадров в секунду

150 миль/час = 67 м/c

Масса мяча для гольфа m = 45,93 г = 0.04593 кг.
Кинетическая энергия, которой обладает мячик в этот момент:
 Ek = ½ · m · v² = 103 Дж.


Еще немного и эта энергия сравнится с энергией, получаемой при двухфазном внешнем поражении электрическим током при дефибрилляции при реанимации во время остановки сердца.

🔍 Orders of magnitude (energy)

#физика #механика #gif #кинематика #math #physics #опыты #mechanics #sciece

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

📗 Математические методы в физике [1970] Джордж Браун Арфкен

📘 Mathematical Methods for Physicists, Seventh Edition: A Comprehensive Guide [2013] Arfken George Brown; Harris Frank E.; Weber Hans-Jurgen


💾 Скачать книги RU + EN

Джордж Браун Арфкен (1922 — 2020) — Американский физик-теоретик и автор нескольких текстов по математической физике. Он был профессором физики в Университете Майами с 1952 по 1983 год и заведующим кафедрой физики университета Майами в 1956-1972 годах. Он был почетным профессором Университета Майами. Арфкен также был авторитетом в канадской филателии.

#физика #механика #ммф #математическая_физика #math #physics #подборка_книг #mechanics #sciece

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

🔥💨⚙️ Джеймс Уатт и паровая машина

Джеймс Уатт (англ. James Watt; 1736 — 1819) — шотландский инженер, изобретатель-механик. Ввёл первую единицу мощности — лошадиную силу. Его именем названа единица мощности — Ватт. Усовершенствовал паровую машину Ньюкомена. Создал универсальную паровую машину двойного действия. Изобретения Уатта запустили процесс промышленной революции в Англии, а затем и во всём мире. Впрочем, так считалось лишь прежде, в наши же дни оба этих утверждения активно пересматриваются исследователями. Уатт также оказался самым активным пропагандистом патентной системы в XVIII веке. Ныне его рассматривают не как бескорыстного ученого, а как искусного производителя и эффективного защитника экономических прав изобретателей

Ещё в 1759 году приятель Уатта Джон Робисон заинтересовал его вопросом использования пара как источника двигательной энергии. Паровая машина Ньюкомена существовала уже пятьдесят лет, находя применения большей частью для откачки воды из шахт, однако за всё это время она ни разу не была усовершенствована, и мало кто разбирался в принципе её работы. Уатт начинает исследования по применению пара с нуля, так как до этого ни разу не сталкивался с этим вопросом. Однако попытки создать рабочую модель аппарата ничем не заканчиваются. Ему удаётся соорудить лишь что-то вроде модели паровой машины Севери, используя котёл Папена. Однако модель обладала такими большими недостатками, что Уатт бросает разработки.

Зимой 1763 года к нему обратился профессор физики университета Глазго Джон Андерсон с просьбой отремонтировать действующий макет паровой машины Ньюкомена. Макет был оснащен 2-дюймовым цилиндром и имел рабочий ход поршня в 6 дюймов. Уатт провел ряд экспериментов, в частности, заменил металлический цилиндр на деревянный, смазанный льняным маслом и высушенный в печи, уменьшил количество поднимаемой за один цикл воды, и макет, наконец, заработал. При этом Уатт убедился в неэффективности машины и внёс в конструкцию многочисленные усовершенствования. Уатт показал, что почти три четверти энергии горячего пара тратятся неэффективно: при каждом цикле пар должен нагревать цилиндр, так как перед этим в цилиндр поступала холодная вода, чтобы сконденсировать часть пара для уменьшения давления. Таким образом, энергия пара тратилась на постоянный разогрев цилиндра, вместо того, чтобы быть преобразованной в механическую энергию.

Уатт проводит ряд опытов над кипением воды, изучает упругость водяных паров при различных температурах. Теоретические и опытные изыскания приводят его к пониманию важности скрытой теплоты. Опытным путём он устанавливает, что вода, превращённая в пар, может нагреть до кипения в шесть раз большее количество воды. Уатт приходит к выводу: «…Для того, чтобы сделать совершенную паровую машину, необходимо, чтобы цилиндр был всегда так же горяч, как и входящий в него пар; но, с другой стороны, сгущение пара для образования пустоты должно происходить при температуре не выше 30 градусов Реомюра (37.5 °C)». Уатту остаётся сделать один шаг до того, чтобы отделить «сгущение пара» от цилиндра и осуществлять его в отдельном сосуде. Однако на этот шаг у него уходит очень много времени. В 1765 году ему, наконец, приходит на ум догадка, и начинаются попытки воплотить её в жизнь.

Первым значительным усовершенствованием, которое Уатт запатентовал в 1769 году, была изолированная камера для конденсации. В этот же год ему удаётся построить действующую модель, работающую по этому принципу. Однако создать полноразмерную машину не получалось. Уатту требовались капиталовложения. Некоторую помощь ему оказал Джозеф Блэк, а основная поддержка пришла от Джона Роубака (англ. John Roebuck), основателя легендарной Carron Company (англ. Carron Iron Works). Основная сложность заключалась в том, чтобы заставить работать поршень и цилиндр. Металлопроизводство того времени не было способно обеспечить нужную точность изготовления. #физика #механика #динамика #видеоуроки #мкт #physics #термодинамика #mechanics #научные_фильмы #термех #sciece

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

📚 Курс теоретической механики. В 2 томах [1979] Бутенин Н.В., Лунц Я.Л., Меркин Д.Р.

💾 Скачать книги

▪️Николай Васильевич Бутенин ( 1914 — 24 апреля 1995 ) — доктор физико-математических наук, профессор, специалист в области ракетной и космической техники, теоретической и прикладной механики.
▪️Лунц Яков Львович — учёный в области теоретической механики.
▪️Давид Рахмильевич Меркин (1912—2009) — советский учёный-механик, доктор физико-математических наук, профессор; автор многих научных работ и учебников; ученик Наума Ильича Идельсона.

Для студентов физических специальностей вузов, а также преподавателей высшей и средней школ.

#физика #механика #динамика #подборка_книг #кинематика #physics #статика #mechanics #теоретическая_механика #термех #динамика

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

💡 Задача по электричеству для наших подписчиков: Почему горит лампочка?

Есть такой интересный фокус. Люминесцентные лампы могут светится без проводов под ЛЭП (Линия электропередачи). Т.е. лампы дневного света, люминесцентные, которые можно увидеть на потолке в каждом офисе, способны светиться по высоковольтными ЛЭП сами, прямо в руках, без подключений к проводам.

Почему так происходит? Дело в том, что под высоковольтными ЛЭП образуется мощное электрическое поле. Разница потенциалов между проводами и землей очень велика. Электрическое поле начинает действовать на лампу подобно подключению к сети: электроны внутри лампы разгоняются, ионизируют ртутные пары и образуют ультрафиолетовое излучение, преобразовываемое люминофором – мы видим свечение.

Но может ли светится домашняя лампочка от человека, который зарядился от 220 В ?

#физика #разбор_задач #электричество #магнетизм #электродинамика #physics #задачи

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

💡 Метод раскрасок может помочь при решении некоторых нестандартных и олимпиадных задач.

🔴 Широко известна задача о «четырех красках», суть которой заключается в том, чтобы доказать, что для раскраски любой карты так, чтобы никакие две граничащие области не оказались окрашены одинаково, достаточно всего четырех цветов. Считается, что впервые эту проблему сформулировал в 1852 году шотландский студент Френсис Гутри. И с тех пор многие математики тщетно пытались ее разрешить, пока не были представлены простые доказательства с помощью специализированного программного обеспечения.

🟡 Раскраски помогают специалистам сотовой связи в организации зоны покрытий. Для устойчивого сигнала необходимо строго разделять диапазоны частот между соседними базовыми станциями. И тут задача сводится к замощению плоскости шестиугольниками, раскрашенными минимальным количеством цветов.

🔵 Метод раскрасок совместно с теорией графов применяется и в автоматизированном составлении расписания. Это могут быть учебные занятия, работа и прием специалистов в учреждении и т.п. При этом строится граф, вершины которого, например, учебные занятия. В случае, если занятия невозможно провести одновременно (занят один и тот же класс, аудитория, преподаватель), вершины соединяют ребрами. Граф раскрашивают таким образом, чтобы каждая пара соседних вершин была окрашена в разные цвета, а общее количество использованных красок должно быть минимальным. С таким перебором легко справляются современные программы, и на выходе получается готовое расписание.

📜 Суть самого метода состоит в следующем: Раскрасив некоторые ключевые элементы, которые фигурируют в задаче в несколько цветов, исследовать, что будет происходить, если выполнить условия задачи. Присваивая объектам различные цвета (метки) можно получить дополнительные количественные характеристики, которые позволят упростить понимание задачи и зачастую приводят к четкому, лаконичному решению.

#математика #графы #задачи #алгоритмы #math #видеоуроки #лекции #разбор_задач #maths #алгебра #геометрия #научные_фильмы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

📚 Сборник задач по общему курсу физики [3 книги] [1998-2000]
Издательство: МФТИ


💾 Скачать книги

Для студентов физических специальностей вузов, а также преподавателей высшей и средней школ».

Сборник задач по общему курсу физики [3 книги] [1998-2000]:
▪️ Часть 1: Заикин, Овчинкин, Прут
▪️ Часть 2: Козел, Лейман, Локшин, Овчинкин, Прут
▪️ Часть 3: Овчинкин, Раевский, Ципенюк
Издательство: МФТИ

#физика #квантовая_физика #термодинамика #подборка_книг #механика #physics #оптика #мкт #атомная_физика #ядерная_физика #электричество #магнетизм

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…

Physics.Math.Code

📚 Сборник задач по общему курсу физики [1976 - 1981] Сивухин Д.В.

В настоящем издании сборник выходит в пяти книгах, каждая из которых может быть использована самостоятельно:
I. Механика.
II. Термодинамика и молекулярная физика.
III. Электричество.
IV. Оптика.
V. Атомная физика и физика ядра.

💾 Скачать книги

Дмитрий Васильевич Сивухин (1914 — 1988) — советский физик, автор широко известного «Общего курса физики». Кандидат физико-математических наук, профессор МФТИ. Автор статей по гидродинамике, статистической физике, физической оптике, физике плазмы, электродинамике.

Для тех, кто захочет задонать на кофе☕️:
ВТБ: +79616572047 (СБП) Сбер: +79026552832 (СБП) ЮMoney: 410012169999048

#физика #квантовая_физика #термодинамика #подборка_книг #механика #physics #оптика #мкт #атомная_физика #ядерная_физика #электричество #магнетизм

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

Читать полностью…
Subscribe to a channel