יום ראשון, 19 במרץ 2017

כריסטיאן הויגנס - עבודתו כמדען - חוקי התנועה, התנגשויות והכבידה


 
הגישה הכללית של הפילוסופים המכניים באותה עת הייתה להגות תאוריות המתבססות על מושג ה-"פעולה דרך מגע". הויגנס אימץ את הגישה הזאת, לא מבלי לראות את הקשיים המושגים שהיא מעוררת ואת הכשלים שלה. לעומתו, לייבניץ, תלמידו בפריז, נטש את התאוריה הזאת. תפיסת היקום בדרך הזאת הפכה את תאוריית ההתנגשויות למרכזית בפיזיקה. הדרישות מהפילוסופיה המכנית המתבקשת, להשקפתו של הויגנס, היו קפדניות. חומר בתנועה יצר את היקום, ולכן רק הסברים במונחים מדויקים אלה יהיו ברי הבנה. בעוד שהוא הושפע מהגישה הקרטזית, הוא לא היה מאוד מקובע לדוקטרינה שלה. הוא חקר התנגשויות אלסטיות בשנות ה-50 של המאה ה-17 אך השהה את פרסום התוצאות אליהן הגיע במשך יותר מעשור.

מטאפורת הסירה מדגימה את עקרון יחסיות גלילאו.

הויגנס הסיק מוקדם מאוד שחוקי דקארט על התנגשויות אלסטיות של שני גופים חייבים להיות שגויים, וניסח את החוקים הנכונים. צעד חשוב לקראת ניסוח החוקים שלו היה ההכרה באינווריאנטיות הגלילאית של הבעיות הקשורות בהתנגשויות. נדרשו שנים רבות כדי לפרסם ולהפיץ את השקפותיו החדשות.
 
הויגנס ניסח את מה שידוע כעת כשני מבין חוקי התנועה של ניוטון בצורה ריבועית. ב-1659 הוא גזר את הנוסחה הסטנדרטית לכוח צנטריפטלי, הפועל על גוף הנע בתנועה מעגלית. בסימון מודרני.
 
כאשר m הוא מסת העצם, v המהירות ו-r הרדיוס. הויגנס חקר את טבעו של הכוח הצנטריפוגלי, והדגים את קווי הדמיון בין הכוח הזה לכוח הכבידה.
 
הגישה של הויגנס החמיצה מספר מושגים מרכזיים בפיזיקה מתמטית, אך הוליכה להתקדמויות משמעותיות רבות בידי אחרים. עבודתו על מטוטלות התקרבה מאוד לתאוריה של תנועה הרמונית פשוטה; אך הנושא כוסה לרוחבו ולעומקו לראשונה בידיו של ניוטון, בספר השני של הפרינקיפיה (1687) שלו.
 
ב-1678 לייבניץ ניסח על בסיס עבודתו של הויגנס על התנגשויות את הרעיון של חוק שימור (שהויגנס התיר בלתי מפורש), והגה את רעיון ה-vis viva (אנרגיה קינטית).

אין תגובות:

הוסף רשומת תגובה