Physics.Math.Code – Telegram
Physics.Math.Code
149K subscribers
5.22K photos
2.27K videos
5.79K files
4.59K links
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
Download Telegram
📚_Дональд_Кнут_«Искусство_программирования».zip
156.1 MB
📚 Дональд Кнут «Искусство программирования»

📙 Том 1. Основные алгоритмы


Первый том является введением в основные алгоритмы и структуры данных, описывает базовые понятия и методы программирования. Здесь же рассматривается тема представления данных в памяти компьютера и эффективной работы с ними.
Книга изобилует примерами для символьных вычислений, численных методов, методов имитации и многого другого.
Примеры программ написаны на так называемом «MIX-ассемблере» - языке, предназначенном для работы на гипотетическом «MIX-компьютере». В третьем издании устаревший MIX был заменен на MMIX, для которого существует программное обеспечение, обеспечивающее его эмуляцию.
Использование языка низкого уровня отпугивает многих читателей, но сам автор небезосновательно оправдывает свой выбор. Привязка к архитектуре позволяет судить о таких характеристиках алгоритма, как скорость и сложность (т. е. использование памяти).

📙 Том 2. Получисленные алгоритмы

Вторая книга посвящена введению в получисленные алгоритмы. Отдельный раздел посвящен арифметике, случайным числам и алгоритмам их генерации. Даются основы теории получисленных алгоритмов, подкрепленные многочисленными примерами.
Особого упоминания заслуживают предложенная Кнутом в настоящем издании новая трактовка генераторов случайных чисел, а также рассмотрение способов вычислений с помощью формальных степенных рядов.

📙 Том 3. Сортировка и поиск

В третьем томе содержится исчерпывающий обзор классических алгоритмов сортировки и поиска. Этот материал дополняет изложенную в первой части информацию о структурах данных становясь своего рода логическим продолжением первого тома.
Здесь автор рассказывает о внутренней и внешней памяти, о построении больших и малых баз данных и работе с ними. Для всех рассмотренных в книге алгоритмов приводится сравнительный анализ их эффективности. Специальный раздел посвящен методам оптимальной сортировки и описанию новой теории перестановки и универсального хеширования.

📙 Том 4. Комбинированные алгоритмы

Четвертый том сам по себе является многотомником. Комбинаторный поиск — богатая и важная тема, и Кнут приводит слишком много нового, интересного и полезного материала, чтобы его можно было разместить в одном или двух (а может быть, даже в трех) томах. Одна эта книга включает около 1500 упражнений с ответами для самостоятельной работы, а также сотни полезных фактов, которые вы не найдете ни в каких других публикациях. #программирование #алгоритмы #подборка_книг #computer_science #code #математика #math #physics #IT #лекции #видеоуроки

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍99🔥3122❤‍🔥5🤝5🌚32💯2😘21🤩1
🖥 Как AMD совершила исторический разворот и где Intel проиграли

Это история о том, как атусайдер стал лидером. Рассмотрим противостояние 🖥 vs 🖥.

📉 Год абсолютного дна для AMD: 2015-2016

Вспомним мрачные времена. Пока Intel выпускала шустрые, но «топтавшиеся на месте» Core i-серии, AMD пыталась продавать свои многоядерные, но отсталые по архитектуре Bulldozer/Excavator.
▪️FX-8350 против Core i7-4770K — это был не бой, а избиение в одно ядро и на ватт.
▪️Доля рынка CPU у AMD упала ниже 15%. Компания была на грани.
▪️Покупатель на PC смотрел только на Intel. Это была фактически монопольная власть.

📈 Перелом: Архитектура Zen (2017)

С приходом Ryzen на микроархитектуре Zen игра изменилась навсегда. AMD сделала ставку на:
▪️Chiplet-подход («чиплеты»). Вместо одного кристалла — несколько маленьких, соединенных скоростной шиной Infinity Fabric. Это дешевле в производстве и позволяет быстро масштабировать ядра.
▪️Много ядер для масс. Intel держала 4-6 ядер для десктопа годами. Ryzen предложил 8, 12, 16 ядер обычным пользователям.
▪️Цена/производительность. За те же деньги — больше ядер и потоков. Это взломало рынок.

🔍 2026 год: насколько AMD преуспела?

К сегодняшнему дню ситуация кардинально изменилась:
▪️Рыночная доля на десктопе и серверах (EPYC) стабильно превышает 50%, а в некоторых сегментах доходит до 70%.
▪️Техпроцесс: Пока Intel билась с собственным 10nm/Intel 7, AMD, благодаря партнерству с TSMC, перешла на 3nm и 2nm техпроцессы раньше конкурента. Энергоэффективность — их конек.
▪️Архитектурный задел: Zen 5 и Zen 6 доказали, что chiplet-подход — это будущее. Intel лишь недавно начала массово внедрять нечто подобное (Tile-архитектура).
▪️Интеграция: Покупка Xilinx сделала AMD лидером в гибридных процессорах (CPU+FPGA), что критически важно для ИИ и дата-центров.

Интересные факты:

▫️Железо: Скорость шины Infinity Fabric в современных чипах AMD сопоставима с оперативной памятью DDR4 начального поколения. Фактически, это сеть на кристалле. Network-on-Chip, NoC — это архитектурный принцип, при котором отдельные блоки внутри процессора (ядра, кэш-память, контроллеры памяти и ввода-вывода) обмениваются данными не через одну общую шину, а через высокоскоростную коммуникационную сеть, встроенную в сам кристалл. Это то, что позволило AMD так эффектно обогнать Intel: они создали не просто процессор, а "многочиповый модуль" (MCM), части которого общаются между собой на скоростях, сопоставимых с оперативной памятью, как равноправные узлы в сети.
▫️Электроника: Битва пакетов (сокетов). Удержание сокета AM4 с 2017 по 2021 годы — гениальный ход маркетинга. Пользователи могли менять 4 поколения CPU без замены материнской платы. Intel меняла сокет чуть ли не каждые два поколения.
▫️Программирование: Революция AMD заставила разработчиков игр и софта наконец-то начать эффективно распараллеливать код. Игры на 8+ потоков стали нормой лишь после прихода многоядерных Ryzen.
▫️Материалы: В погоне за отводом тепла от крошечных 3нм чиплетов, в премиальных СЖО теперь можно найти наноструктурированные поверхности и жидкий металл вместо пасты по умолчанию.

🖥AMD совершила, возможно, лучший камбэк в истории технологий. От состояния, близкого к банкротству, до технологического лидерства за 10 лет. Они не просто догнали Intel, а переопределили правила игры: chiplet-дизайн, агрессивная дорожная карта, фокус на эффективность.

🖥 Intel сейчас — могучий конкурент, который очнулся и выдает крутые продукты (например, Core Ultra с NPU). Но золотой век монополии без инноваций закончился.

Практическая задача по электронике для наших подписчиков

Внутри центрального процессора. Полный демонтаж процессора IBM Power Processor

GPU и CPU в чем разница между процессорами? Наглядный опыт

🧐 А что если для работы не нужен особо дорогой компьютер?

Как лучше собирать оперативную память, если вам необходим какой-то фиксированный объем RAM, например 32 Гб ?

#hardware #железо #техника #программирование #разработка #development #computer_science

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥100👍5646🤨7❤‍🔥5💯321👨‍💻1
🕯🔍 Шлирен-метод (от нем. Schlieren — оптическая неоднородность) — способ обнаружения оптических неоднородностей в прозрачных, преломляющих средах, и выявления дефектов отражающих поверхностей.
Иногда его называют методом Тёплера — по имени автора, немецкого физика Августа Тёплера.

Шлирен-метод, разработанный в 1864 году Августом Тёплером, является развитием предложенного в 1857 году теневого метода Леона Фуко, разработанного для контроля геометрии при изготовлении сферических зеркал телескопов. Заключался метод Фуко в том, что проверяемое зеркало освещали точечным источником света. В центр кривизны сферы помещали непрозрачный экран с острой кромкой, затеняющий в формируемом изображении точечный источник, но не препятствующий лучам, рассеянным зеркалом из-за нарушения геометрии. Позднее такой экран стали называть ножом Фуко.

Если поверхность зеркала была строго сферичной, нож, перекрывая основной световой поток точечного источника, равномерно затенял формируемое зеркалом изображение. Если сфера имела дефекты — формируемое изображение, в зависимости от знака и степени ошибки радиуса локальной кривизны, имело светлые или тёмные области. Ориентируясь по такой разной освещённости, проводили дошлифовку зеркала.

Шлирен-метод получил особенно широкое распространение для визуализации различных процессов в воздушной среде. Это относится, например, к исследованиям распределения плотности воздушных потоков образующихся при обтекании моделей в аэродинамических трубах, то есть, в авиационной технике. Применяется, также в механике жидкости, баллистике, изучении распространения и смешивания газов и растворов, исследовании теплообмена за счет конвекции и т. п.
#physics #наука #физика #термодинамика #эксперименты #опыты #видеоуроки #научные_фильмы

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
43👍23❤‍🔥12🔥92🤯1🆒1
📚 Физика для любознательных [1969, 1970, 1973] [3 тома] Эрик Роджерс

💾 Скачать книги

Ряд тем разработан более подробно; назначение этих тем — формирование гармоничной системы знаний. Хотя математика является важным инструментом физики, в этом курсе использованы лишь наиболее простые элементы алгебры и геометрии на плоскости (планиметрии). Однако необходимое требование — критическое отношение к материалу, ясное мышление и способность логически рассуждать. Задачи, имеющие первостепенное значение, не сводятся к подстановке определенных величин в формулы, для их решения необходимо рассуждать и критически мыслить. Так что и текст и задачи требуют от читателей активной проработки. #physics #физика #подборка_книг #наука

Кому брать в руки:
— Тем, кто учит физику "с нуля" и хочет копнуть глубже школьных параграфов.
— Студентам первых курсов, чтобы навести мосты между "школьным" и "университетским" пониманием.
— Преподавателям — для идей объяснения сложных вещей просто.
— Всем, кому просто нравится разбираться, как устроен мир вокруг.

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍4715🔥14🤔21😍1🤝1
📚_Физика_для_любознательных_1969,_1970,_1973_3_тома_Эрик_Роджерс.zip
37.5 MB
📚 Физика для любознательных [1969, 1970, 1973] [3 тома] Эрик Роджерс

Настоящий курс написан для тех, кто, не будучи физиком, хотел бы знать эту науку и понимать ее. Книга содержит теоретическую часть, задачи и указания к лабораторным занятиям в объеме одногодичного курса, читаемого в Принстонском университете студентам, для которых «техническая» физика не является профилирующим предметом, т. е. изучающим экономические, гуманитарные и общественные науки, а также студентам-медикам. Предлагаемый курс одинаково доступен как тем, кто изучал физику раньше, так и тем, кто не изучал ее совсем. Для усвоения материала нет необходимости прослушать подготовительный курс физики. Эта книга не заимствовала материала или трактовку обычного курса физики для высшей школы, так что она годна для широкого круга читателей.

📘 Том I. Материя. Движение. Сила [1969] Эрик Роджерс
📙 Том II. Наука о земле и Вселенной. Молекулы и энергия [1970] Эрик Роджерс
📗 Том III. Электричество и магнетизм. Атомы и ядра [1973] Эрик Роджерс

Не учебник в строгом смысле. Это подробные, обстоятельные беседы. Автор не ставит целью просто вбить формулы, он хочет, чтобы вы поняли — отчего небо голубое, почему велосипед устойчив, как работает холодильник.
Много внимания — простым, почти домашним экспериментам. Можно проверять самому. Математика есть, но она не доминирует над мыслью.
Книги старые, это чувствуется. Нет современных данных, где-то стиль немного наивный. Но в этом и сила: они учат физическому мышлению, а не просто пересказу фактов. После них многие концепции встают на свои места.

Не ждите сухой теории. Это прогулка с очень вдумчивым собеседником, который не спеша разложит всё по полочкам. Для своего времени — выдающиеся книги. И для нынешнего — отличное дополнение к более современным источникам.
#подборка_книг #физика #physics #олимпиады #задачи

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
👍5618🔥15🤔2🤩21❤‍🔥1😍1🤝1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
📈 Наглядный пример того, как точность разложения влияет на совпадение графика и частичной суммы разложения

eˣ ≈ 1 + x/1! + x²/2! + x³/3! + ... + xⁿ/n!


#математика #опыты #геометрия #gif #анимация #видеоуроки #math #geometry

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
🔥141👍5925🤩4🤨4❤‍🔥3🤷‍♂3😱2💯1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
💥 Адиабатическое сжатие может привести к возгоранию керосина

Керосин (др.-греч. κηρός — «воск») — горючая смесь жидких углеводородов (от C₈ до C₁₅) с температурой кипения от +150 до +250 °C, прозрачная, бесцветная (или слегка желтоватая), слегка маслянистая на ощупь, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти. Керосин применяют как реактивное топливо в самолётах и ракетах (авиационный керосин), горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных приборов (керосин осветительный), в аппаратах для резки металлов, как растворитель (например, для нанесения пестицидов), в качестве рабочей жидкости в электроэрозионных станках, сырья для нефтеперерабатывающей промышленности. Керосин может использоваться как заменитель зимнего и арктического дизтоплива для дизельных двигателей, однако необходимо добавить противоизносные и цетаноповышающие присадки; цетановое число керосина около 40, ГОСТ требует не менее 45. Для многотопливных двигателей (на основе дизельного двигателя) возможно кратковременное применение чистого керосина и даже бензина АИ-80. Зимой допускается добавление до 20 % керосина в летнее дизельное топливо для снижения температуры застывания, при этом не ухудшаются эксплуатационные характеристики. Также керосин — основное топливо для проведения фаер-шоу (огненных представлений), из-за хорошей впитываемости и относительно низкой температуры горения. Применяется также для промывки механизмов, для удаления ржавчины. #механика #физика #physics #термодинамика #мкт #опыты

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍55🔥22124😱3🤩1
💧 Одна из самых элегантных и эффектных демонстраций механики разрушения — слезы принца Руперта (Батавские слезки).

Рассмотрим ключевые концепции механики сплошных сред и теории упругости. Капля расплавленного стекла, попадая в холодную воду, застывает в форме головастика. Полученный объект обладает парадоксальными свойствами:
▪️ Голова выдерживает удары молотка.
▪️ Хвост — является ахиллесовой пятой: стоит его надломить — и вся капля мгновенно взрывается на мельчайшие частицы.
Быстрое охлаждение создаёт в поверхностном слое остаточные напряжения сжатия, а в сердцевине — растяжения. Это классический пример управляемого остаточными напряжениями упрочнения.

▪️ 1. Не просто «сжатие снаружи». Это сложное 3D-поле остаточных напряжений.
Термоупругие напряжения возникают из-за гигантского градиента температуры и вязкости в момент закалки. Важно, что стекло проходит температуру стеклования Tg не мгновенно и не одинаково. Внешний слой «замерзает» (его структура фиксируется) при высокой температуре, в то время как ядро ещё жидкое. При дальнейшем охлаждении ядро пытается сжаться сильнее, чем уже твёрдая оболочка, но не может — так возникает напряжение растяжения в ядре. Количественно это описывается интегралами по времени от разности коэффициентов термического расширения в жидком и стеклообразном состояниях.

▪️ 2. Критическая роль динамики охлаждения и закона зависимости вязкости от температуры.
Скорость релаксации напряжений определяется вязкостью η(T) В области Tg вязкость меняется на порядки на протяжении десятков градусов (уравнение Фульчера-Таммана). Именно эта нелинейность и резкость перехода обеспечивает «заморозку» напряжений. Если бы охлаждение было медленным (τ_охл > τ_релакс), напряжения успели бы полностью релаксировать, и капля была бы обычным куском стекла.

▪️ 3. Взрывное разрушение — это сверхзвуковая волна разгрузки.
Надлом хвоста — это не просто «запуск трещины». Это создание точечного источника упругой энергии, запасённой во всём объёме. Высвобождающаяся энергия столь велика, что фронт разрушения (граница между целым и разрушенным материалом) распространяется со скоростью, превышающей скорость звука в стекле (порядка 1500-2000 м/с для продольных волн). На высокоскоростной видеосъёмке видно, как фронт движется от хвоста к голове за микросекунды. Это автокаталитический процесс: релаксация напряжений в одной точке повышает нагрузку на соседние, приводя к лавинообразному росту микротрещин.

▪️ 4. Фрактальность осколков.
Продукты разрушения — не просто осколки. Их размерное распределение часто подчиняется степенному закону, что указывает на фрактальный характер процесса разрушения. Это роднит его с другими явлениями критического состояния: землетрясениями, разрушением горных пород, даже образованием космической пыли. Энергия, высвобождающаяся при разрушении одной капли, распределена по широкому спектру размеров частиц.

▪️ 5. Связь с современными технологиями: аналог химического упрочнения.
Физически Батавская слезка — предшественник современных упрочнённых стекол (Gorilla Glass, «закалённое стекло»). Только в промышленности сжатие на поверхности создают не температурным, а ионным обменом (диффузия ионов K+ вместо Na+ с созданием напряжённого поверхностного слоя). Критерий Хасселмана-Нараянасы для хрупкого разрушения, учитывающий как приложенную нагрузку, так и поле остаточных напряжений, прямо вытекает из анализа таких объектов.

Слеза принца Руперта — это макроскопический аналог метастабильного состояния (ложный минимум в конфигурационном пространстве с огромным барьером). Её хвост — это редкий пример точно рассчитанного инициирующего устройства, переводящего всю систему из локально-устойчивого состояния в глобальный минимум (порошок) через лавинообразную релаксацию упругой энергии.

🏛 Отличная иллюстрация явления резонанса

📙 Почему мы не проваливаемся сквозь пол [1971] Гордон Джеймс Эдвард
📘 Конструкции, или почему не ломаются вещи [1980] Гордон Джеймс Эдвард


📚 Механика разрушений [12 книг]

#physics #science #сопротивление_материалов #механика #физика #сопромат

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
🔥6639👍22❤‍🔥2🤔2😱2🤝1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
🔥Индукционная закалка — метод термической обработки металлов, основанный на нагреве поверхностного слоя детали токами высокой частоты (ТВЧ) с последующим быстрым охлаждением. Позволяет получить твёрдую износостойкую поверхность при сохранении вязкой сердцевины, что важно для деталей, работающих в условиях интенсивного трения и ударных нагрузок.

Как это работает? Физика процесса

1. Создание вихревых токов (токи Фуко) — Деталь помещают внутрь медной катушки (индуктора), по которой пропускают переменный ток очень высокой частоты. Этот ток создаёт вокруг катушки мощное, быстро меняющееся магнитное поле.
Когда в это поле попадает металлическая заготовка, в её поверхностном слое наводятся вихревые электрические токи. Именно они и разогревают металл. По сути, деталь нагревает сама себя изнутри!

2. Скин-эффект — Здесь вступает в дело ключевой физический принцип — скин-эффект. Переменный ток высокой частоты стремится течь не по всему сечению проводника, а только по его поверхности. Чем выше частота тока в катушке, тем тоньше разогреваемый слой. Это позволяет с хирургической точностью контролировать глубину закалки, просто меняя частоту генератора.

3. Мгновенное охлаждение (закалка) — Как только поверхностный слой металла раскаляется до нужной температуры (для стали это обычно 800-1000°C), его тут же обдают мощными струями воды или водяного тумана. Резкое охлаждение фиксирует кристаллическую структуру стали в напряжённом состоянии, превращая её в мартенсит — сверхтвёрдую и хрупкую фазу. Именно это и делает поверхность такой прочной. #физика #металлы #технологии #производство #наука #закалка #индукционныйнагрев

🧲 Электромагнитное торможение колебаний маятника

🔥 Индукционный нагрев

💫 «Гроб Мухаммеда»

🧲 Как работают трансформаторы?

⚡️ Основные физические понятия электродинамики (Леннаучфильм)

Взаимодействие зарядов. Электростатическая индукция

💫 Исследование электрических полей. Опыт по физике

⚡️ Уравнения Максвелла

⚙️ Электромагнитная подвеска 🧲

🟢 Эффект Мейсснера

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
6👍76🔥2822🆒5❤‍🔥33🤝2
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
🔸 Задача для наших физиков: почему форма элементарных колебаний струны не синусоидальная?

Идеальная, гибкая, однородная струна в теории колебаний математического маятника должна колебаться по чистому синусу на основной частоте (первой гармонике).

▪️ Струна не является безмассовой нитью из школьных задач по физике. Для ей сгиба нужно приложить силу. Жесткость струну возрастает с увеличением толщины и силы натяжения струны. За счет этого появляется восстанавливающая сила, которая стремится вернуть струну в прямое положение. На высоких частотах (особенно у толстых басовых струн, обмотанных металлом) эта сила становится сравнимой с силой натяжения, и уравнение колебаний перестает быть линейным. Также форму может искажать неоднородность массы, которая проявляется как в сечении, так и по всей длине струны.

▪️ В идеальной гибкой струне возвращающая сила пропорциональна только кривизне (вторая производная от формы). Решение такого уравнения — гармоническая функция sin(). В струне с жесткостью в уравнение добавляется член, пропорциональный четвертой производной от формы (эффект жесткости на изгиб). Этот эффект вызывает сопротивление резкому изгибу. Вершины волн становятся более пологими (струне тяжелее свернуться в острую вершину), а нули (точки пересечения с осью) становятся более резкими (как будто изломы в определенных точках с минимальной энергией.

▪️ Почему эффект сильнее на более тонких струнах ? Возможно, это связано с неидельностью щипка-удара при игре на гитаре. В момент возбуждения в струне сразу рождается множество гармоник (обертонов). Их амплитуда зависит от того, где мы задели струну. Треугольная волна в теории Фурье — это сумма нечетных гармоник с амплитудами, убывающими как 1/n². Если мы задеваем струну близко к подставке или порожку (т.е. близко к узлу колебаний), мы сильнее возбуждаем именно высокие гармоники. Их суперпозиция может давать форму, визуально приближенную к треугольной, особенно в начальный момент после резкого щипка медиатором.

Форма колебаний реальной гитарной струны далека от идеального синуса из-за жесткости струны на изгиб (особенно у толстых струн) и богатого спектра гармоник, возбуждаемых при щипке. Жесткость делает пики пологими, а переходы через ноль резкими, что визуально приближает форму к треугольной волне. Медленное "движение" этой формы связано с разной скоростью затухания гармоник и возможными биениями, что характерно для реальных, а не идеальных, стоячих волн. акустика #механика #волны #колебания #физика #physics #видеоуроки #gif

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
77👍50🔥22🤯8😱2🤨2🆒2🌚1
🟡 Интересный вопрос из чата физиков: про e-лектрон и его m-ассу

Прежде всего нужно понять, что масса (особенно в квантовом микромире) это не то, что мы можем положить на весы. Это мера энергии (!) Поэтому масса может быть у протона, электрона и даже фотона (частица электромагнитного излучения). Звучит как сюрреализм, но я повторюсь — масса = мера энергии частицы/волны/колебания.

Всё это идет, начиная с волновой физики школьного уровня, а потом заканчивая специальной теорией относительности Эйнштейна. Многие моменты кажутся неинтуитивными.

Масса электрона (как и любой другой частицы) увеличивается с ростом скорости не потому, что он физически "утяжеляется", а потому что для его разгона требуется все больше и больше энергии. Это энергия проявляет себя как инертность (сопротивление изменению скорости), что мы и интерпретируем как рост релятивистской массы. Это можно воспринимать и как коэффициент перед массой покоя, а можно воспринимать как изменяющуюся массу.

Важно разделить два понятия:

🟡1. Масса покоя (m₀): Это фундаментальная и неизменная характеристика частицы. Это масса, измеренная в системе отсчета, где частица неподвижна. У электрона m0 постоянна и равна примерно m₀ ~ 9.11e-31 кг.

🟡2. Релятивистская масса (m): Это кажущаяся масса, которая зависит от скорости частицы v относительно наблюдателя. Она определяется формулой: m = m₀ / √ (1 - υ² / c²) , где c — скорость света в вакууме.

Причина увеличения — структура пространства-времени. Специальная теория относительности постулирует:
🔹1. Скорость света в вакууме постоянна и одинакова для всех наблюдателей.
🔹2. Законы физики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета.
Из этих постулатов следует, что пространство и время не абсолютны, а связаны в единый континуум. Чтобы сохранить постоянство скорости света для всех наблюдателей, при движении с околосветовыми скоростями происходит:
🔵Замедление времени (релятивистское замедление времени для движущегося объекта).
🔵Сокращение длины (в направлении движения для движущегося объекта).
🔵Рост энергии и импульса.

Почему энергию интерпретируют как массу? Формула, которую бездумно пихают везде, в логотипы, в обои, в картинки. E = m⋅c². Это уравнение говорит о эквивалентности массы и энергии.
Полная энергия движущейся частицы выражается формулой: E = m⋅c² = m₀⋅c² / √ (1 - υ² / c²) = γ⋅m₀⋅c² [ γ —коэффициент, который называют Лоренц-фактором ]

Исследуя формулу математически, мы можем увидеть, что когда скорость приближается к скорости света υ → с, то γ → ∞, полная энергия стремится к бесконечности. Теоретически, это означает, что для разгона частицы до скорости света потребовалась бы бесконечная энергия, что невозможно.

Вопрос к читателю: Фотон двигается со скоростью света. Значит его энергия бесконечна. Почему фотон не убивает человека, в которого он попадает?

Чтобы разогнать электрон, вы сообщаете ему энергию. Эта энергия не может просто исчезнуть. Она увеличивает полную энергию системы. Поскольку инертность тела (его сопротивление ускорению) определяется не только массой покоя, но и всей энергией в системе, чем больше кинетическая энергия электрона, тем сложнее его дальше ускорить. Это сопротивление дополнительному ускорению и воспринимается как увеличение инертной массы. В классической механике это бы означало, что для F = m⋅a — при постоянной силе F ускорение начало бы становиться меньше.

Почему электрон/протон не может достичь скорости света?

Из формулы видно, что при υ = c знаменатель обращается в ноль, а релятивистская масса и энергия становятся бесконечными. Ускорить объект с бесконечной инертностью невозможно ни с какой конечной силой. Поэтому скорость света является предельной для любых частиц, имеющих массу покоя.

Некоторые физики считают понятие "релятивистской массы" устаревшим:

1. Масса покоя — это единственная "настоящая" масса частицы, ее инвариант, не зависящий от системы отсчета.
2. Эффект, который раньше объясняли ростом массы, правильнее описывать через рост импульса. p = m₀⋅υ² / √ (1 - υ² / c²)

💡 Репетитор IT men // @mentor_it
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
42👍3324🔥9🙈54😭4🤯2😎2🤔1😱1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
🔄 Эвольвента: математика, механизм природы и основа инженерии

Эвольвента (или развертка) — это кривая, которую описывает конец натянутой нити, сматываемой с неподвижной окружности. Но за этой простой формулировкой скрывается глубокая математическая структура и ключевые инженерные приложения.

Строгое математическое определение: Пусть дана базовая окружность радиуса a. Эвольвента этой окружности — кривая, задаваемая параметрически:
x = a⋅(cos(t) + t⋅sin(t))
y = a⋅(sin(t) - t⋅cos(t))

, где t ≥ 0 — угол поворота радиуса, проведённого в точку начала сматывания нити (в радианах).

Если нить сматывается с окружности без проскальзывания, то длина свободного участка нити равна дуге, сошедшей с окружности: L = a⋅t
Компоненты точки на эвольвенте есть сумма радиуса-вектора центра окружности в точку отрыва нити и отрезка нити, направленного по касательной.

1. Радиус кривизны эвольвенты в точке пропорционален параметру t: R = a⋅t. При t → 0 радиус кривизны стремится к нулю — точка возврата на базовой окружности.
2. Нормаль к эвольвенте в любой точке является касательной к базовой окружности.
3. Эвольвента не имеет самопересечений и является инволютивной (разные ветви соответствуют разным направлениям сматывания).
4. Расстояние между двумя параллельными эвольвентами одной базовой окружности постоянно вдоль нормали — это важнейшее свойство для зубчатых передач.

⚙️ Зубчатые передачи работают на принципе эвольвенты:
Профиль зуба выполняется по эвольвенте окружности (основной окружности).
Постоянство передаточного отношения: благодаря свойству 4, контакт зубьев происходит по общей нормали, которая всегда касается двух основных окружек и проходит через полюс зацепления — это обеспечивает постоянное передаточное отношение даже при небольшом изменении межосевого расстояния.
КПД и нагрузка: эвольвентное зацепление обеспечивает минимальное трение скольжения и равномерное распределение нагрузки.

Физический смысл в волновых процессах: В акустике и оптике эвольвента возникает как фронт волны от точечного источника, расположенного на окружности. Если источник движется по окружности с постоянной скоростью, испуская волны, огибающая этих волн (каустика) будет эвольвентой — это пример принципа Гюйгенса.

Математический контекст: Эвольвента — натуральная параметризация через длину дуги: s = ½ ⋅ a ⋅ t²
Эволюта эвольвенты окружности — сама эта окружность (отсюда название: эвольвента как развёртка, эволюта как свёртка).
В дифференциальной геометрии эвольвента есть решение задачи о кривой, у которой эволюта задана.
Спираль Корню (клотоида) — кривая, у которой эвольвента также является клотоидой. Эвольвента окружности — лишь частный случай.

Ещё применяется на практике в направлениях:
— В холодильной технике эвольвентные шнеки используются для эффективного сжатия хладагента.
— В судостроении форма эвольвенты применяется для проектирования гребных винтов с оптимальным КПД.

Эвольвента является фундаментальным паттерном, возникающем на стыке геометрии, механики и волновой физики. От математической строгости её определения до универсальности в технике — она демонстрирует, как чистая математика воплощается в инженерном гении. Угол развёртки t связан с давлением на зуб (в зубчатых передачах) через функцию эвольвенты: inv(t) = tan(t) - t. Эта функция табулирована и используется при проектировании зубчатых колёс. #математика #физика #механика #math #physics #science #наука #геометрия

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
👍9040🔥288🤯6🤩4😍1