Xiriirka ka dhexeeya Fiisigiska iyo Xisaabta
Fiisigiska iyo xisaabtu waa laba qaybood oo aan la kala saari karin. In kasta oo fiisigisku uu raadinayo inuu fahmo sida caalamku u shaqeeyo - laga bilaabo dhaqdhaqaaqa walxaha, hirarka, korontada, ilaa qaab-dhismeedka atamka - xisaabtu waxay bixisaa luqadda, qalabka, iyo qaab-dhismeedka si loo sameeyo fahamkaas si sax ah. Xiriirka ka dhexeeya labada ayaa ka baxsan "xisaabinta waxaa loo isticmaalaa in lagu xisaabiyo" fiisigiska, laakiin wuxuu si qoto dheer u socdaa: xisaabtu waxay qaabeysaa sida fiisigisku u muujiyo sharciyada dabeecadda, halka fiisigisku uu inta badan dhiirrigeliyo dhalashada laamo cusub oo xisaab ah.
Xisaabta oo ah luqadda fiisigiska
Mid ka mid ah sababaha ugu waaweyn ee fiisigiska uu aad ugu tiirsan yahay xisaabta ayaa ah in xisaabtu ay muujin karto xiriir tiro leh oo saxnaan weyn leh. Marka fiisigiska uu soo gabagabeeyo in tiro ay ku xiran tahay mid kale, xisaabtu waxay u oggolaanaysaa xiriirkaas in loo qoro qaab isle'eg. Tusaale ahaan, sharciga labaad ee Newton waxaa loo qaabeeyey sidan:
F = ma
Isle'egtan gaaban waxay leedahay macno ballaaran: xoog (F) wuxuu u dhigmaa cufnaanta (m) iyo dardargelinta (a). Xisaab la'aan, sharcigani wuxuu noqon lahaa jumlad dheer oo aan caddayn. Xisaab ahaan, xiriirku wuxuu noqonayaa mid caalami ah, kooban, oo la tijaabin karo.
Xisaabtu waxay sidoo kale ka caawisaa dhisidda moodooyin loo isticmaali karo saadaalinta. Fiisigiska ma sharxo oo keliya waxa la arki karo laakiin sidoo kale wuxuu saadaaliyaa waxa dhici doona xaaladaha qaarkood. Tusaale ahaan, isle'egyada dhaqdhaqaaqa waxay saadaalin karaan booska shay dhowr ilbiriqsi gudahood mustaqbalka, ama isle'egyada goobta elektromagnetic-ka ayaa saadaalin kara sida hirarka raadiyaha ay u faafaan.
Fikradaha xisaabta aasaasiga ah ee fiisigiska
Xiriirka ka dhexeeya fiisigiska iyo xisaabta si cad ayaa looga arki karaa fikradaha xisaabta ee badan ee aasaaska u ah barashada fiisigiska.
1. Aljabra iyo shaqooyinka
Aljabra waxaa loo isticmaalaa in lagu maareeyo isle'egyada, lagu dhiso xiriirka ka dhexeeya tirada, iyo in lagu xalliyo xisaabinta. Shaqadu waxay kaa caawisaa sharraxaadda sida hal tiro isu beddesho marka loo eego mid kale, sida booska marka loo eego waqtiga, ama hadda marka loo eego danabka.
Fiisikiska, garaafyada shaqooyinka badanaa waa qalab muhiim ah. Tusaale ahaan, garaafka xawaaraha-waqtiga, wuxuu bixin karaa macluumaad ku saabsan dardargelinta (jiidashada garaafka) iyo barokaca (aagga ka hooseeya qalooca). Tani waxay muujinaysaa in "akhriska" dhacdooyinka jireed mararka qaarkood ay la macno tahay akhrinta luqadda xisaabta qaab garaafyo ah.
2. Tirakoobka iyo joomatari
Trigonometry si joogto ah ayuu uga muuqdaa falanqaynta dhaqdhaqaaqa, xoogagga, iyo hirarka. Tusaale ahaan, xoog sameeya xagal ayaa loo qaybin karaa qaybaha toosan iyo kuwa toosan iyadoo la adeegsanayo sines iyo cosines. Hirarka, hawlaha sinusoidal waxaa loo isticmaalaa in lagu qeexo gariirka sida dhawaaqa iyo iftiinka.
Joomatarigu wuxuu ka caawiyaa fahamka dariiqyada, qaababka dhulka, iyo qaab-dhismeedka hawada sare. Fiisigiska casriga ah, joomatarigu xitaa wuxuu udub dhexaad u yahay aragtiyaha, sida isbarbardhigga guud, kaas oo sharraxaya cufisjiidadka oo ah qalooca waqtiga-waqtiga.
3. Xisaabinta (kala soocidda iyo isku-dhafka)
Calculus waa buundada koowaad ee u dhaxaysa xisaabta horumarsan iyo fiisigiska. Waxyaabaha la kala sooco waxaa loo isticmaalaa in lagu muujiyo heerarka isbeddelka, sida xawaaraha sida derivative of position marka loo eego waqtiga, ama derivation sida derivative of speed:
– v = dx/dt
– a = dv/dt = d²x/dt²
Isku-dhafka waxaa loo isticmaalaa in lagu soo ururiyo tabarucaadyo yaryar oo aan la tirin karin, tusaale ahaan xisaabinta shaqada ay qabatay xoog kala duwan, ama go'aaminta wadarta kharashka laga soo bilaabo qaybinta kharashka.
Xisaab la'aan, sharciyo badan oo fiisikis ah ayaa si tayo leh looga hadli karaa oo keliya. Xisaabta, fiisikiska wuxuu gaari karaa saadaalin sax ah oo cajiib ah.
4. Isle'egyada kala duwan
Shuruuc badan oo fiisikis ah ayaa ugu dambeyntii isu beddela isle'egyada kala duwan, isle'egyada ku lug leh waxyaabaha laga soo xigtay. Tani waa sababta oo ah dabeecadda waxaa badanaa lagu qeexaa heerarka isbeddelka: sida boosaska isu beddelaan, sida dhulku isu beddelo, sida heerkulku u fido, iwm.
Tusaale ahaan:
– Isla'egta hirarka waxay qeexaysaa faafinta hirarka xarigga, hawada, ama goobta elektromagnetic-ka.
– Isle'egta kulaylku waxay qeexaysaa qaybinta kulaylka ee shay.
– Isle'egta Schrödinger ee farsamada quantum-ka waxay qeexaysaa horumarka nidaamyada microscopic-ga ah.
Isle'egyada kala duwan waxay u oggolaanayaan fiisikiska inuu la xiriiro "xeerarka maxalliga ah" (isbeddello yaryar) "dhaqanka caalamiga ah" (natiijooyinka guud).
Xisaabtu waxay dhistaa moodooyinka, fiisigiska waxay tijaabisaa moodooyinka
Dhinac, xisaabtu waxay abuuri kartaa qaabab aad u qurux badan, laakiin daruuri ma aha inay ka turjumaan xaqiiqada. Fiisigiska waxaa loo xilsaaray inuu tijaabiyo ansaxnimada moodooyinkan iyada oo loo marayo tijaabooyin iyo indho-indheyn. Tani waa kala sooc muhiim ah: fiisigisku waa saynis khibrad leh, halka xisaabtu tahay saynis laga soocay. Xisaabtu waxay ka soo baxdaa gunaanad ka timid axioms iyo qeexitaanno; fiisigisku wuxuu qiimeeyaa ansaxnimada moodooyinka iyadoo lagu saleynayo isku xirnaanta ay la leeyihiin dabeecadda.
Si kastaba ha ahaatee, iskaashigoodu wuxuu ahaa mid aad waxtar u leh. Markii fiisigisyadu ay sameeyeen aragtiyo qaab xisaabeed ah, xisaabtu waxay bixisay qalab lagu soo saaro cawaaqib macquul ah oo ka imanaya aragtiyahaas. Cawaaqib xumadaas waxaa markaa tijaabiyay fiisigisyahannada. Haddii indha-indhayntu aysan isku raacsanayn, qaabka waa in dib loo eego.
Tusaale cad ayaa ah horumarinta aragtida cufisjiidadka. Sharciga cufisjiidadka ee Newton si fiican ayuu ugu shaqeeyay kiisaska badankood, laakiin indha-indheynta wareegga Mercury waxay muujisay kala-duwanaansho yar. Kadib Einstein wuxuu sameeyay isbarbardhig guud isagoo adeegsanaya xisaab aad u adag (tensor iyo joomatari kala duwan). Aragtidani waxay si guul leh u sharaxday kala-duwanaanta wareegga Mercury waxayna saadaalisay ifafaale kale, sida muraayadda cufisjiidadka, kuwaas oo markii dambe la xaqiijiyay.
Fiisigiska ayaa horseeda horumarka xisaabta
Xiriirka ka dhexeeya fiisigiska iyo xisaabtu maaha waddo hal dhinac ah. Laamo badan oo xisaab ah ayaa ka soo baxay baahiyaha fiisigiska. Tusaale ahaan:
– Kalkulusku si degdeg ah ayuu u kobcay sababtoo ah baahida loo qabo in la falanqeeyo dhaqdhaqaaqa iyo isbeddelka, gaar ahaan xilligii Newton iyo Leibniz.
- Falanqaynta Fourier, oo diiradda saareysa kala-goynta hawlaha hirarka sine iyo cosine, waxaa dhiirigeliyay daraasadda kulaylka iyo gariirka.
– Aragtida kooxeed waxay meel muhiim ah ka heshaa fiisigiska casriga ah, gaar ahaan fahamka isku-dheelitirka farsamada kuntumka iyo walxaha aasaasiga ah.
– Joomatari aan ahayn Yuuclidean iyo joomatari kala duwan ayaa noqday kuwo aad muhiim u ah sababtoo ah isbarbardhigga guud.
Fiisigiska badanaa wuxuu soo bandhigaa dhibaatooyin dhab ah oo u baahan xisaab cusub. Xaqiiqdii, qaar ka mid ah fikradaha xisaabta ee mar loo arkayay "saafi" ayaa noqday qalab aasaasi ah oo fiisigis ah. Taas bedelkeeda, hababka loo maro fiisigiska sida dareenka, qiyaasidda, iyo qaabaynta ayaa badanaa dhiirigeliya hababka xisaabta ee la adeegsaday.
Xisaab ahaan aalad fikir ahaan: laga bilaabo fikradda ilaa fahamka
Marka laga reebo inuu yahay qalab xisaabin, xisaabtu waxay tababartaa xirfadaha fekerka ee lagama maarmaanka u ah fiisigiska: fikirka macquulka ah, joogtada ah, iyo kan nidaamsan. Fiisigisku kuma koobna oo keliya xifdinta qaacidooyinka, laakiin sidoo kale wuxuu ku saabsan yahay fahamka macnaha tirada, cutubyada, iyo xiriirka sababaha iyo saamaynta.
Tusaale ahaan, falanqaynta cabbirku waa farsamo xisaabeed oo fudud oo aad waxtar ugu leh fiisigiska si loo hubiyo in isla'egyada ay macno samaynayaan iyo in kale. Haddii isla'egtu sheegto in tamartu ay la mid tahay cufnaanta iyo xawaaraha, waxaan isla markiiba u sheegi karnaa inay khaldan tahay sababtoo ah cutubyadu ma iswaafaqsan yihiin. Tani waxay muujinaysaa in xisaabtu ay ka caawiso ilaalinta isku dheelitirka fikradaha fiisigiska.
Xisaabtu waxay sidoo kale u oggolaanaysaa isticmaalka hababka qiyaas ahaan. Nidaamyo badan oo jireed ayaa aad u adag in si sax ah loo xalliyo. Iyagoo adeegsanaya xisaabta, fiisigisyahannadu waxay abuuri karaan qiyaaso tirooyin ah, habab soo noqnoqda, ama jilitaanno kombiyuutar si loo helo xalal macquul ah oo sax ah.
Doorka tignoolajiyada iyo xisaabinta
Waqtigan casriga ah, xiriirka ka dhexeeya fiisigiska iyo xisaabta ayaa si isa soo taraysa u xoogaystay iyada oo loo marayo xisaabinta. Dhibaatooyin badan oo fiisigis ah ayaa lagu xalliyaa iyadoo la adeegsanayo hababka tirooyinka, laan ka mid ah xisaabta la dabaqay. Jilitaannada cimilada, dhaqdhaqaaqa dareeraha ee naqshadeynta diyaaradaha, qaabaynta falcelinta nukliyeerka, iyo xitaa jilitaannada walxaha hoose ee atomiga dhammaantood waxay u baahan yihiin xisaab iyo algorithms horumarsan.
Kombiyuutarradu ma beddelaan xisaabta, laakiin waxay kordhiyaan awooddooda ay ku maareeyaan nidaamyada adag. Isle'egyada ay adag tahay in si falanqayn ah loo xalliyo waxaa lagu xallin karaa tiro ahaan si loo helo saadaalooyin u dhow kuwa tijaabada ah.
Gabagabo
Xiriirka ka dhexeeya fiisigiska iyo xisaabtu waa mid is xoojinaya. Xisaabtu waa luqadda rasmiga ah ee fiisigiska, taasoo suurtogalinaysa sameynta saxda ah ee sharciyada dabiiciga ah iyo suurtogalinta saadaasha tirada. Fiisigiska, isna, wuxuu bixiyaa caqabado iyo dhiirigelin, taasoo dhiirrigelisa dhalashada habab iyo laamo cusub oo xisaabeed. Labaduba waxay sameeyaan lamaane aasaasi ah oo ku saabsan horumarinta sayniska iyo tignoolajiyada.
Fahmidda fiisikiska iyada oo aan la isticmaalin xisaabtu waxay naga qaadi doontaa saxnaantiisa iyo awooddiisa saadaalinta, halka xisaabta iyada oo aan la isticmaalin fiisikis ay seegi doonto macnooyin badan oo ku saabsan adeegsiga. Dhab ahaantii, horumarka weyn ee sayniska badanaa wuxuu dhacaa marka fikradaha jireed ay la kulmaan awoodda qaab-dhismeedka xisaabta. Sidaa darteed, barashada xiriirka ka dhexeeya labada waa muhiim ma aha oo kaliya ardayda iyo aqoonyahannada, laakiin sidoo kale qof kasta oo doonaya inuu fahmo sida aadanuhu u akhriyaan una fasiraan "koodka" caalamka.
