Ich bin zu einem Ergebnis bezüglich der Verschiebung mit quantisierten Zeitintervallen gekommen. Bin ich an etwas dran?

Vor ein paar Tagen erkannte ich eine Ähnlichkeit zwischen Entfernung mit konstanter Beschleunigung, D = v ich T + 1 / 2 A T 2 , und die Summe ganzer Zahlen bis n, ( N 2 + N ) / 2 . Dies kam heute wieder auf, als ich beschloss, einige Formeln für Entfernung und Geschwindigkeit mit konstanter Beschleunigung auszuarbeiten, die in diskreten Intervallen aktualisiert wurden, wie es in von mir programmierten Physiksimulationen der Fall ist.

Diskret erhöht v Und X mit konstanter Beschleunigung, v ich = 0

  • Hinzufügen A D T Zu v jeden Tick
  • Hinzufügen v D T Zu X jeden Tick

v F = A D T + A D T + A D T + X F = v 1 D T + v 2 D T + v 3 D T + v 2 = ( A D T ) + ( A D T ) = 2 ( A D T ) v N = N ( A D T ) X F = ( A D T ) D T + 2 ( A D T ) D T + 3 ( A D T ) D T + X N = ich = 0 N ich ( A D T ) D T = N 2 + N 2 ( A D T ) D T N = T gesamt D T X F = 1 2 [ ( T gesamt D T ) 2 + T gesamt D T ] ( A D T 2 ) = ( T gesamt 2 2 D T 2 + T gesamt 2 D T ) ( A D T 2 ) X F = A D T 2 × 1 2 × T gesamt 2 D T 2 + 1 2 A D T T gesamt D T X F = 1 2 A T gesamt 2 + A D T T gesamt 2 lim D T 0 = 1 2 A T 2 = normal  v F  Gleichung wo  v ich = 0  Und  Δ A = 0

Ich würde gerne wissen, welche Beziehungen diese oder eine ähnliche Idee zur Theorie hat, wenn überhaupt, und ob sie irgendetwas anderes berührt.

@Kurt: Kennen Sie die Integralrechnung ?

Antworten (1)

Das Ergebnis, das Sie haben, wäre besser bekannt als dieses:

0 T ( 0 T ' A D T ) D T ' = 1 2 A T 2

Mit anderen Worten, es ist eine Ableitung der Formel für gleichmäßig beschleunigte Bewegung. Diese Ableitung, oder so ähnlich, ist eines der ersten Dinge, die Schüler in einem guten auf Analysis basierenden Einführungskurs in Physik lernen.

Der einzige Unterschied besteht darin, dass Sie dies explizit getan haben, indem Sie Grenzen verwendet haben, anstatt die Regeln zum Integrieren von Polynomen zu verwenden. Das ist gut! Es wird Ihnen helfen zu verstehen, woher die Formel kommt und was sie bedeutet, und wenn Sie weiterhin mehr mit numerischer Integration machen (wie in Ihren Simulationen), wird es sehr nützlich sein, die Details zu kennen, wie dieses Zeug funktioniert.

Nun, wenn man bedenkt, dass dies seit etwa 350 Jahren bekannt ist, wurden seine Anwendungen ziemlich gründlich erforscht. Es ist ein Teil der klassischen Kinematik, einem Zweig der Physik, der einfache Bewegungen ohne Quanteneffekte analysiert, daher hat die Planck-Zeit in Bezug auf diese Gleichung keine besondere Bedeutung.

Danke für die Antwort und Formatierung! Die einzige Physik, die ich in der Schule gemacht habe, hatte keine Analysis, aber ich habe einiges davon für mich selbst gelernt. Ich war mir nicht wirklich bewusst, dass Integrale mit Grenzwerten gemacht werden können, wie es Ableitungen können, was gut zu wissen ist. Das Material, aus dem ich über Analysis gelesen hatte, ging immer von dem Standpunkt aus, das Gegenteil einer Ableitung zu tun, indem man einfach die Ableitungsregeln rückwärts anwendete.
@Kurt: Es gibt viele Möglichkeiten, Integrale zu definieren, aber die einfachste, die Sie möchten, ist das Riemann-Integral . Diese Art der Formalisierung mit Grenzwerten ist erst ~150 Jahre alt, obwohl das Ergebnis Wohlergehen schon viel länger bekannt ist, wie David sagt. (Die Grenzdefinition der Ableitung stammt von Cauchy und ist ebenfalls jünger als die Analysis.)
@Kurt: Integrale werden oft als Umkehroperation von Ableitungen verwendet, was wahrscheinlich der Grund dafür ist, dass Ihr Kalkül-Lesematerial es so einführt - aber sie werden auch unter Verwendung von Grenzen definiert, wie in dem Artikel, auf den Stan verlinkt ist. Ich würde auf jeden Fall die Empfehlung wiederholen, das zu lesen, oder eine andere Ressource lesen, die das Riemann-Integral als Grenzwert definiert, denn für die Physik ist es wichtig, beide Interpretationen zu kennen und zwischen ihnen wechseln zu können. (Die Tatsache, dass das Riemann-Integral eine Ableitung rückgängig macht, ist als erster Fundamentalsatz der Analysis bekannt.)
Ich erinnere mich tatsächlich, dass ich früher über die Definition eines Integrals als Riemann-Summen gelesen habe, ich habe mich nur nicht bewusst an den Tag erinnert, an dem ich diese Antwort aus irgendeinem Grund eingegeben habe. Seitdem habe ich es wieder besucht und es ist ziemlich intuitiv. Ich habe gerade einige Integrale verwendet, um das Volumen einer Sphäre und Hypersphäre und anderer dimensionaler Sphären abzuleiten, Integrale fühlen sich für mich natürlich an. Ich werde sicher noch mehr Material lesen.