고전 역학이란 무엇입니까?

고전 역학은 물체의 질량과 물체에 작용하는 힘의 결과로 물체의 움직임을 설명하는 수학의 분기입니다. 이 효과는 17 세기에 Isaac Newton 경에 의해 처음 설명되었습니다. Newton은 Galileo Galilei, Johannes Kepler 및 Christiaan Huygens를 포함한 초기 과학자들에 대한 그의 연구를 기반으로했습니다. 고전 역학의 모든 이론은 뉴턴의 이론에 기반을두고 있거나 그로부터 파생되기 때문에 고전 역학을 종종 뉴턴 역학이라고합니다.

뉴턴은 가장 유명한 작품 Principia Mathematica 에서 세 가지 운동 법칙을 도입했습니다. 이 법칙은 힘이 신체의 움직임에 어떻게 영향을 미치는지 설명합니다. 제 1 법칙에 따르면, 신체에 작용하는 힘이 모두 같을 때 신체는 휴식을 유지하거나 일정한 속도로 움직일 것입니다. 두 번째 법칙은 신체의 가속도에 작용하는 힘과 관련이 있으며, 세 번째 법칙은 어떤 행동에 대해서도 똑같이 반대 반응이 있다고 명시합니다.

가스와 액체의 거동, 스프링과 진자의 진동은 모두 고전 역학을 사용하여 설명되었습니다. 뉴턴 자신은 중력 개념과 태양 주위 행성의 운동을 정의하기 위해 자신의 법칙을 사용했습니다. 이러한 이론들은 19 세기 유럽 산업 혁명과 20 세기 위성 기술 개발 및 우주 여행과 같은 것들로 이어졌다.

그러나 고전 역학 솔루션에는 한계가 있습니다. 극단적 인 질량, 속도 또는 거리를 특징으로하는 시스템은 모두 뉴턴의 법칙에서 벗어납니다. 예를 들어, 뉴턴 식 모델은 왜 전자가 파동 및 입자와 같은 성질을 나타내는 지, 왜 빛의 속도로 이동할 수 없는지, 먼 은하들 사이의 중력이 즉각적으로 작용하는 이유를 설명 할 수 없습니다.

양자 역학과 상대성이라는 두 가지 물리학 분야가 등장했습니다. Edwin Schroedinger, Max Planck 및 Werner Heisenberg가 개척 한 양자 역학은 원자와 전자와 같은 매우 작은 물체의 움직임을 해석합니다. 알버트 아인슈타인 (Albert Einstein)이 개발 한 상대적으로 빛의 속도에 근접한 물체뿐만 아니라 크고 멀리있는 물체가 묘사되어 있습니다.

이러한 한계에도 불구하고, 뉴턴 역학은 양자 역학에 비해 상대적으로 몇 가지 장점이 있습니다. 두 가지 새로운 분야 모두 고급 수학 지식이 필요합니다. 마찬가지로 양자 과학과 상대 론적 과학은 관찰하거나 경험할 수없는 행동을 묘사하기 때문에 직관적이지 않은 것처럼 보일 수 있습니다.

예를 들어 하이젠 베르크 불확실성 원리는 신체의 속도와 위치를 모두 알 수 없다고 말합니다. 이러한 원칙은 일상적인 경험과 상반됩니다. 뉴턴 역학의 수학은 훨씬 덜 도전적이며 일상 생활에서 신체의 움직임을 설명하는 데 사용됩니다.