​❓ Физики решили парадокс Леонардо, описавшего странное движение пузырьков

Некоторые пузырьки поднимаются к поверхности воды не по прямой, а по спирали. Леонардо да Винчи обнаружил этот странный феномен больше 500 лет назад, но объяснить его удалось только теперь. В гидродинамике парадоксом Леонардо называют странное поведение пузырьков, поднимающихся в воде. Еще около 500 лет назад великий итальянец заметил, что тогда как большинство пузырьков устремляется снизу прямо к поверхности, некоторые из них начинают колебаться и поднимаются вверх по спирали. Он сделал набросок такого движения, который дошел до нашего времени в тетради заметок, известной как Лестерский кодекс. До сегодняшнего дня сохранилась и загадка парадокса Леонардо.

Наблюдения подтверждают, что достаточно мелкие — менее миллиметра в диаметре — пузырьки поднимаются в воде более-менее по прямой, тогда как более крупные колеблются из стороны в сторону, двигаясь по спиральной траектории. Мигель Геррада (Miguel Herrada) из Севильского университета и Йенс Эггерс (Jens Eggers) из Бристольского университета провели новые расчеты и показали, что критический размер составляет 0,926 миллиметра. Если диаметр пузырька превышает эту величину, он становится нестабильным и теряет ровную сферическую форму. На его поверхности появляются участки с большим и меньшим изгибом. Там, где изгиб больше, вода обтекает пузырек быстрее, а значит, ее давление оказывается ниже, заставляя пузырек смещаться вбок. Одновременно то же понижение давления позволяет сильно изогнутому участку восстановить форму и слегка «округлиться».

Однако, оставаясь нестабильным, он снова деформируется, и весь процесс повторяется снова, создавая периодические колебания из стороны в сторону. Как пишут авторы, при превышении критических размеров «пузырек деформируется в ответ на силы, действующие на него со стороны воды, и наоборот, форма пузырька меняет характеристики течения воды вокруг него». Пузырьки, образующиеся и движущиеся в жидкости, сопровождают целый ряд природных явлений и активно применяются в промышленности. Понимание их свойств позволит лучше разобраться в естественных процессах и оптимизировать некоторые этапы производства. #парадоксы #опыты #разбор_задач #физика #гидродинамика #жидкости #physics

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

😨 Ну что, господа-физики, шах и мат? Не работает физика ваша?

На видео: Запрещенный генератор свободной энергии с использованием метода якоря, который способен добывать энергию из струнных колебаний Святого Эфира с помощью 6 магнитиков и медной проволоки. Магнитов должно быть обязательно 6, как подсказывает нам нумерология, ведь только так мы сможем добыть треть энергии зверя 666 и, скорее всего, Силу Земли... Смотрим.

⚠️ А теперь задача для внимательных подписчиков: Почему «работает» и в чем подвох? 😏

#задачи #опыты #электродинамика #физика #видеоуроки #fun #physics

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

📙 Функциональный анализ [1975] Рудин У.

💾 Скачать книгу

Функциональный анализ — раздел анализа, в котором изучаются бесконечномерные топологические векторные пространства и их отображения. Наиболее важными примерами таких пространств являются пространства функций.

Функциональный анализ находит применение во многих точных науках; многие важнейшие теоретические конструкции описаны языком функционального анализа. В частности, в начале XXI века функциональный анализ широко применяется в теории дифференциальных уравнений, математической физике, теоретической физике (в том числе, квантовой механике, теории струн), теории управления и оптимизации, теории вероятностей, математической статистике, теории случайных процессов и других областях. Теория преобразования Фурье, используемая во многих областях науки и техники (например, в теории обработки изображений), также может рассматриваться как часть функционального анализа.
#math #алгебра #математика #олимпиады #функциональный_анализ

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

📙 Функциональный анализ [1975] Рудин У.

Книга принадлежит перу видного американского математика, известного не только многочисленными научными исследованиями, но и прекрасно написанными учебниками. Многие его статьи и книги переведены на русский язык.
Новый учебник У. Рудина отличается продуманным подбором материала, мастерским изложением, разбором нетривиальных примеров приложений функционального анализа в других областях математики. В книге три основные части: общая теория; распределения и преобразования Фурье; банаховы алгебры и спектральная теория. Наряду с классическими результатами отражены и многие новые факты функционального анализа.
Книга доступна студентам средних курсов математических специальностей университетов и пединститутов. Она, несомненно, окажется полезной всем изучающим или преподающим функциональный анализ.

Часть 1. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ
Глава 1. Топологические векторные пространства (9).
Глава 2. Полнота (52).
Глава 3. Выпуклость (67).
Глава 4. Двойственность в банаховых пространствах (104).
Глава 5. Некоторые приложения (132).
Часть 2. РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ФУРЬЕ
Глава 6. Пробные функции и распределения (159).
Глава 7. Преобразование Фурье (193).
Глава 8. Приложения к дифференциальным уравнениям (221).
Глава 9. Тауберовы теоремы (238).
Часть 3. БАНАХОВЫ АЛГЕБРЫ И СПЕКТРАЛЬНАЯ ТЕОРИЯ
Глава 10. Банаховы алгебры (255).
Глава 11. Коммутативные банаховы алгебры (295).
Глава 12. Ограниченные операторы в гильбертовом пространстве (329).
Глава 13. Неограниченные операторы (369).
Приложение А. Компактность и непрерывность (412).
Приложение В. Примечания и комментарии (417).
#math #алгебра #математика #олимпиады #функциональный_анализ

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

📘 Элементы теории функций и функционального анализа [2004] Колмогоров А.Н., Фомин С.В.

💾 Скачать книгу

Функциональный анализ в его современном состоянии включает следующие ветви:

▪️ Мягкий анализ. Аппроксимация для анализа, основанного на топологических группах, топологических кольцах и топологических векторных пространствах.
▪️Геометрия банаховых пространств.
▪️Некоммутативная геометрия. Разработана Аленом Конном, частично построена на аппроксимации Джорджа Маки (George Mackey) в эргодической теории.
▪️Теория изображений. Связана с квантовой механикой.
▪️Квантовый функциональный анализ. Исследование пространств операторов вместо пространств функций.
▪️Нелинейный функциональный анализ. Исследование нелинейных задач, бифуркаций, устойчивости гладких отображений, деформаций особенностей и др. в рамках функционального анализа.
#math #алгебра #математика #олимпиады #функциональный_анализ

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

📘 Элементы теории функций и функционального анализа [2004] Колмогоров А.Н., Фомин С.В.

Приведено строгое систематизированное изложение основ функционального анализа и тонких вопросов теории функций действительного переменного. Основой явился курс функционального анализа, читавшийся А.Н. Колмогоровым в течение ряда лет на механико-математическом факультете МГУ им. М.В. Ломоносова. Академик А.Н. Колмогоров разработал программу новой дисциплины (названной «Анализом III»), включив в нее элементы теории множеств, метрических и нормированных пространств, теории меры и интеграла Лебега и линейных операторов в банаховых и гильбертовых пространствах.

Несомненно, что книга, седьмое издание которой предлагается читателю, - один из лучших учебников, написанных профессорами Московского университета за всю двухсотпятидесятилетнюю его историю.

Для студентов университетов, аспирантов, преподавателей, а также для научных работников в области математики и в смежных областях.
#math #алгебра #математика #олимпиады #функциональный_анализ

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

〰️ Эксперименты по взаимодействию колебаний (солитонов)

Солитон — структурно устойчивая уединённая волна, распространяющаяся в нелинейной среде.

Солитоны ведут себя подобно частицам (частицеподобная волна): при взаимодействии друг с другом или с некоторыми другими возмущениями они не разрушаются, а продолжают движение, сохраняя свою структуру неизменной. Это свойство может использоваться для передачи данных на большие расстояния без помех. Кроме того, в отличие от гармонических волн, классические солитоны помимо переноса энергии осуществляют также перенос вещества. История изучения солитона началась в августе 1834 года на берегу канала Юнион вблизи Эдинбурга. Джон Скотт Рассел наблюдал на поверхности воды явление, которое он назвал уединённой волной — «solitary wave».#физика #physics #колебания #волны #опыты #эксперименты #waves #oscillation

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib

➰ Эстетика математики: разложение в ряд Фурье функции, график которой похож на кошку

Вот таким образом любую гладкую кривую можно трассировать в ряд Фурье, представляя в виде суммы тригонометрических базовых функций.

В инженерных приложениях обычно предполагается, что ряды Фурье сходятся, за исключением скачкообразных разрывов, поскольку функции, встречающиеся в инженерном деле, ведут себя лучше, чем функции, встречающиеся в других дисциплинах. В частности, если функция непрерывна со своей производной и интегрируема по квадрату, то ряд Фурье сходится к своей функции разложения.

Ряд Фурье назван в честь Жан-Батиста Жозефа Фурье (1768-1830), который внес важный вклад в изучение тригонометрических рядов после предварительных исследований Леонарда Эйлера, Жана ле Ронда д'Аламбера и Даниэля Бернулли. Фурье представил этот ряд с целью решения уравнения теплопроводности в металлической пластине, опубликовав свои первоначальные результаты в своей Памятке о распространении тепла в твердых телах 1807 года и опубликовав свою Теоретическую теорию тепла в 1822 году. В Памятке был представлен анализ Фурье, в частности ряды Фурье. Благодаря исследованиям Фурье был установлен факт, что произвольная (сначала непрерывная, а затем обобщенная на любую кусочно-гладкую) функция может быть представлена тригонометрическим рядом. Первое объявление об этом великом открытии было сделано Фурье в 1807 году перед Французской академией. Ранние идеи разложения периодической функции на сумму простых колебательных функций восходят к 3 веку до нашей эры, когда древние астрономы предложили эмпирическую модель движения планет, основанную на деферентах и эпициклах. #физика #physics #колебания #волны #опыты #эксперименты #waves #oscillation #math #математика

💡 Physics.Math.Code // @physics_lib