2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки


Правила форума


В раздел Пургаторий будут перемещены спорные темы (преимущественно псевдонаучного характера), относительно которых администрация приняла решение о нецелесообразности продолжения дискуссии.
Причинами такого решения могут быть, в частности: безграмотность, бессодержательность или псевдонаучный характер темы, нарушение автором принципов ведения дискуссии, принятых на форуме.
Права на добавление сообщений имеют только Модераторы и Заслуженные участники форума.



Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3, 4, 5 ... 7  След.
 
 Математическое описание явлений Природы
Сообщение24.03.2014, 09:26 
Аватара пользователя


22/05/06

358
Волгоград
Выложил сегодня на своих сайтах статью "Математическое описание явлений Природы", которая является 5-ой частью цикла статей "Механика для квантовой механики", где я рассмотрел как различные физические подходы (импульсный, силовой, мощностной и энергетический) для описания (как динамических систем) явлений Природы, так и различные методы их описания (дифференциальное и в приращениях), а также методы решения этих описаний (аналитическое и численное) и их точность.

Выложил так же программу Raketa1, в которой на примерах разгона обычной топливной ракеты и безтопливной ионной (пыль для двигателя собирается по пути следования ракеты) производится расчет, как по формулам аналитического решения дифференциального описания, так и по формулам численного решения описания в приращениях при использовании различных физических подходов, а так же проверяется точность различных методов решения этих описаний. При этом применение различных подходов и методов описания, а так же методов решения наглядно демонстрируется, как на примерах разгона ракет, так и на примере массы соединенной с пружиной, и на которую действует знакопеременная сила с заданной частотой изменения.

Изображение


Научная новизна статьи состоит в том, что впервые дан систематический анализ всех физических подходов для описания явлений Природы, включая и предложенный мною мощностной подход, и теперь их стало пять, хотя кинематический подход я все же считаю неполноценным физическим подходом, т.е. чисто математическим

Нулевой – импульсный (пространство – время – масса – импульс) - Ньютон
Первый – силовой (пространство – время – масса – сила) - Эйлер
Второй – энергетический (пространство – время – масса – энергия) - Лагранж
Третий – кинематический (пространство – время – масса) - Герц
Четвертый – мощностной (пространство – время – масса – мощность) - Юдин

А также, научная новизна заключается в том, что я предложил и новый метод описания явлений Природы (в приращениях), который позволяет получать такие же результаты, как и дифференциальное описание, но решение задачи с использованием этого подхода возможно только численное в отличие от дифференциального описания, где возможно как численное решение, так и аналитическое. Основные выводы по статье таковы

1. Явления Природы (различные системы) могут быть описаны на языке математики с использованием различных физических подходов (импульсного, силового, мощностного и энергетического).

2. Описание явлений Природы может быть как интервальным (конечное или в приращениях) так и мгновенным (дифференциальным).

3. Описание в приращениях является аналогом дифференциального описания, но может быть получено с использованием всех подходов, а дифференциальное только с использованием силового и мощностного подходов.

4. Описание с использованием уравнений Лагранжа 2-го рода, во-первых, является не корректным с теоретической точки зрения, т.к. происходит смешивание энергетического и силового подходов, а, во-вторых, в современных условиях не имеет никакой практической ценности, т.к. для практического использования описания реальных систем нам нужно описание не в обобщенных координатах, позволяющих уменьшить число уравнений описывающих систему, а описание в обычных декартовых координатах, которое, при наличии компьютеров, становится возможным осуществить.

5. Для дифференциального описания динамических систем следует использовать или силовой подход Эйлера, если позволяет система, или в общем случае мой мощностной подход, а при наличии в системе связей заменять жесткие соединения элементов системы упругими элементами и демпферами.

6. Метод Рунге-Кутта по 4-м коэффициентам для численного решения дифференциальных уравнений, описывающих поведение систем, является очень точным и устойчивым методом и поэтому его можно безбоязненно использовать для решения уравнений описывающих практически любые системы.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое описание явлений Природы
Сообщение24.03.2014, 10:12 


05/09/12
2587
ser, пару недель назад в этой теме я своим кустарным методом промоделировал балансировку двойного маятника в верхнем положении первого звена при управлении в межзвенном шарнире. Без стандартных методов решения диффуров, без Рунге-Кутты, по самовыдуманному кустарному методу. Не могли бы вы продемонстрировать ваш метод на примере решения этой задачи, а также как можно было обойтись без Лагранжа и обобщенных координат?

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое описание явлений Природы
Сообщение24.03.2014, 12:14 
Аватара пользователя


22/05/06

358
Волгоград
_Ivana в сообщении #840204 писал(а):
Не могли бы вы продемонстрировать ваш метод на примере решения этой задачи, а также как можно было обойтись без Лагранжа и обобщенных координат?

Ну, вообще-то, я и написал свою статью, чтобы, не я, а Вы смогли это сделать без Лагранжа и обобщенных координат. К тому же, без схемы я не очень понимаю, что у Вас за конструкция и какова конечная цель этого исследования. Набросайте схему и уточните цель. Тогда можно будет вести более предметный разговор.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое описание явлений Природы
Сообщение24.03.2014, 12:38 


05/09/12
2587
Я самостоятельно могу ознакомиться с вашей статьей. Но вообще-то вы создали тему на форуме, чтобы вы (а не я) формулировали предмет обсуждения и чтобы тема не уехала в чулан. Я даю вам такую возможность, продемонстрировать всю силу вашего метода на моем примере - двухзвенный маятник, параметры звеньев известны, управление моментом в межзвенном соединении, задача - устойчивое балансирование в положении первое звено вверх, второе - вниз. Начинайте уже "вести более предметный разговор".

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое описание явлений Природы
Сообщение24.03.2014, 13:51 
Аватара пользователя


22/05/06

358
Волгоград
_Ivana в сообщении #840251 писал(а):
задача - устойчивое балансирование в положении первое звено вверх, второе - вниз.

Уберите шарнир и будет Вам Ванька-встанька без всякой АСУ.

_Ivana в сообщении #840251 писал(а):
Начинайте уже "вести более предметный разговор".

"Набросайте схему и уточните цель. Тогда можно будет вести более предметный разговор".

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое описание явлений Природы
Сообщение28.03.2014, 12:44 


28/03/14
26
Прошу извинения, что встреваю вопросом не по непосредственной цели обсуждения, просто название темы "Математическое описание явлений Природы" очень подходит.
Я не физик и не математик, но как любопытствующий человек сформулирую спецам вопрос так: если некое явление природы (физика) описывается математическими преобразованиями, не значит ли это, что все без исключения члены этих преобразований должны иметь такие же физические аналоги в самой природе этого явления?
Если некое преобразование невозможно в реальности, почему оно описывает реальное явление?

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое описание явлений Природы
Сообщение28.03.2014, 16:26 
Аватара пользователя


22/05/06

358
Волгоград
Sariev в сообщении #842214 писал(а):
если некое явление природы (физика) описывается математическими преобразованиями, не значит ли это, что все без исключения члены этих преобразований должны иметь такие же физические аналоги в самой природе этого явления?
Если некое преобразование невозможно в реальности, почему оно описывает реальное явление?

Математическое описание явлений Природы это только математическая аппроксимация этих явлений в тех понятиях, которые выработало человечество, и какой бы удачной ни была эта аппроксимация, но это в любом случае только наше приближение к точным законам Природы, которые могут быть построены и на таких принципах, о которых у человечества нет понимания. И уж, конечно же, Природа не обязана подчиняться придуманным нами законам, например, принципу наименьшего действия, а так же у Природы не может быть таких вещей (придуманных человечеством), как вариационное исчисление или Римманова геометрия.

С наилучшими пожеланиями Сергей Юдин.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое описание явлений Природы
Сообщение28.03.2014, 17:58 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Sariev в сообщении #842214 писал(а):
Я не физик и не математик, но как любопытствующий человек сформулирую спецам вопрос так: если некое явление природы (физика) описывается математическими преобразованиями, не значит ли это, что все без исключения члены этих преобразований должны иметь такие же физические аналоги в самой природе этого явления?

Нет, не значит. Например, действительное число можно получить как сумму двух комплексных чисел. Но эти комплексные числа могут не иметь никакого физического смысла.

Sariev в сообщении #842214 писал(а):
Если некое преобразование невозможно в реальности, почему оно описывает реальное явление?

Если некое преобразование невозможно в реальности, то оно и не описывает реального явления. Вы что-то запутались.

-- 28.03.2014 18:58:47 --

ser
А вас не спрашивали, вопрос был к спецам, а не к фрикам.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое описание явлений Природы
Сообщение28.03.2014, 19:19 
Аватара пользователя


22/05/06

358
Волгоград
Munin в сообщении #842311 писал(а):
ser
А вас не спрашивали, вопрос был к спецам, а не к фрикам.

Во-первых, раз вопрос в моей теме, значит, спрашивают в первую очередь меня, а, во-вторых, обзываться не хорошо.

Сергей Юдин.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое описание явлений Природы
Сообщение28.03.2014, 19:25 
Аватара пользователя


08/03/14

294
Munin в сообщении #842311 писал(а):
А вас не спрашивали, вопрос был к спецам, а не к фрикам.


Спец по фрикам

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое описание явлений Природы
Сообщение28.03.2014, 19:27 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
ser в сообщении #842357 писал(а):
Во-первых, раз вопрос в моей теме, значит, спрашивают в первую очередь меня

Нет. Человек написал в этой теме по ошибке. Он же написал, почему написал в этой теме: его название привлекло. А не вы.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое описание явлений Природы
Сообщение28.03.2014, 21:23 


28/03/14
26
Munin в сообщении #842311 писал(а):
Если некое преобразование невозможно в реальности, то оно и не описывает реального явления.


Согласен. Выразился некорректно.
Просто интуитивно предполагаю, что решение любой физической задачи должно быть повторением реально протекающих физических взаимодействий.
Но если это так, то какие-то реальные промежуточные процессы вроде не должны описываться невозможными в действительности функциями. Если в решении задачи понадобилось выразить количество яблок комплексным числом, это о чем говорить будет?

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое описание явлений Природы
Сообщение28.03.2014, 22:37 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Sariev в сообщении #842436 писал(а):
Просто интуитивно предполагаю, что решение любой физической задачи должно быть повторением реально протекающих физических взаимодействий.

Задачу можно поставить и с небывалыми условиями. Например, рассмотреть квадратную планету. Вот если условия соответствуют реальным, то и решение должно соответствовать. Впрочем, тут начинаются тонкости, потому что есть разные физические теории, более упрощённые и более усложнённые, с учётом меньшего или большего количества факторов.

Sariev в сообщении #842436 писал(а):
Но если это так, то какие-то реальные промежуточные процессы вроде не должны описываться невозможными в действительности функциями.

Не путайте процессы, промежуточные в физическом смысле, и преобразования, промежуточные в математическом смысле. Математика не протекает в реальном физическом пространстве и времени. Она рядом, сбоку. И может отходить от физики, и возвращаться к ней обратно.

Например, рассмотрим падение яблока. В реальности это процесс, который начинается в момент времени $t_0,$ потом доходит до момента времени $t_1,$ и заканчивается в момент времени $t_2.$ А математика "пляшет" от того, что этот процесс описывается дифференциальным уравнением $\dfrac{d^2\mathbf{r}}{dt^2}=\mathbf{g},$ потом решает это уравнение, получает уравнение параболы $\mathbf{r}=\mathbf{r}_0+\mathbf{v}_0t+\dfrac{\mathbf{g}t^2}{2},$ и потом ещё ищет пересечение этой параболы с плоскостью $z=0$ - решает квадратное уравнение. Все эти действия смотрят на весь физический процесс, как нарисованный весь вместе, и неподвижный как картина. Они не протекают одновременно с падением яблока. И вот в процессе таких математических преобразований - может рассматриваться и какая-то нефизическая математика, например, комплексные корни квадратного уравнения. Потом она либо возвращается к физической картине и к величинам, имеющим физические аналоги, либо... так и не возвращается. Даёт "лишние корни", "нефизические решения". Они просто отбрасываются.

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое описание явлений Природы
Сообщение29.03.2014, 11:09 


28/03/14
26
Munin в сообщении #842460 писал(а):
Математика не протекает в реальном физическом пространстве и времени. Она рядом, сбоку. И может отходить от физики, и возвращаться к ней обратно.


Я так понимаю, что это эмпирическое утверждение.
Существует ли строгое доказательство этой инвариантности по отношению к любым физическим теориям?

 Профиль  
                  
 
 Re: Математическое описание явлений Природы
Сообщение29.03.2014, 12:08 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Нет, это методическое утверждение.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 93 ]  На страницу 1, 2, 3, 4, 5 ... 7  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group