Kretanje

Kretanje cudo! Sve je fizika. Neko ce onako ocajnicki dobaciti- osim metafizike. Hm… Metafizika. Metafizika su rijeci, misli, ideje. Ali pitanje je samo godine (dana?) kada ce se pokazati da i iza misli lezi fizika. I onda- do vidjenja metafizika- sve je fizika.

Ok, ovo smo razjasnili. Ali sta je za fiziku – sve?

Kretanje. Da, moze se reci da je sva fizika, kretanje i onda „grand“ generalizovanje: sve je kretanje

Ali odakle kretanje?

Stari, dobri Galilej se zabavljao klizanjem predmeta po kosoj rani, ali tek je Njutn stavio kretanje (uostalom, cijelu mehaniku) pod kontrolu. A vidite gdje pocinje problem? Kaze se da ces sa autom stici od Mostara do Bune za 20 minuta. To znaci (12 km) da si vozio 36 km/sat. E, ali – u prosjeku. Moderna fizika nije sa ovim zadovoljna. Jer ti si u tih 20 minuta vozio i 2 km/sat i 60 km/sat i 4 km/sat, i… Modernu fiziku interesuje koja je tvoja brzina bila u svakom trenutku tih 20 minuta. I ovo je Njutn razumio, pa je morao da smisli citavu jednu novu matematiku! Zanimljivo u isto vrijeme je i Njemac Lajbnic (Leibniz) smislio tu istu matematik?! Ta matematika se bavi diferencijalom (derivatom), diferencijalnim jednacinama i integralima. Sustina je da se sada moglo definisati brzina u bilo kom trenutku.

I kad se Njutn fino naoruzao novom matematikom, dosao je do svoje jednacine kretanja: sila= masa puta ubrzanje. I tu ima sve: masa, sila, put, vrijeme. Jer po Njutnu (1. zakon) sve bi se kretalo pravolinijski jednakom brzinom ili stajalo- da ne djeluje sila. Kad djeluje sila, tijelo ubrza. Ok. Ali o’kle sila?? E, sila je pjam koji je mucio fizicare vijekovima. I onda su shvatili! Imamo nekoliko fundamentalnih sila (osnovnih, a ne izvedenih). Gravitacija, nuklearna sila, elektromagnetska sila. Ostale su – izvedene. Za nas u makrosvijetu, ocito je najvaznija – gravitacija. Primjetite veza sa gravitacijom ide preko mase….Ali, hajmo mi dalje sa kretanjem. Njutn je rekao, tu i tu je brzina ta i ta. Nedovoljno. Onda se pojavio jedan duo koji je obiljezio modernu fiziku. Euler i Lagrandzijan. Njemac i Francuz (primjetite, Amerikanaca nema ni na vidjelu???). Oni su postavili zahtjev (od fizike) da moze da predvidja gdje ce biti cestica ( i naravno kojom brzinom) u sledecem trenutku…

Svi znamo za izraz „linijom najmanjeg otpora“? Ljudi na poslu, studenti, svi pokusavaju proci najjeftinije sto mogu. Pokazalo se da je ovo jedna od najvaznijih recenica u fizici! Jedna cestica kada treba da prodje put od jedne do druge tacke, bira najjednostavniji put. Njena trajektorija nije uvijek samo pravolinijska (posebno sto ovo nije ni moguce uvijek u realnom svijetu), vec se radi o najmanjem utrosku energije. I tu se Lagrandzijan ubacio na jedno od najvaznijih mjesta u fizici. Definisao je velicinu koja je razlika kineticke i potencijalen energije. I pomogao mu je Euler (pisao sam o njemu ranije) i njih su dvojica definisali (diferencijalnu) jednacinu koja odredjuje put cestice u bilo kojoj tacki u buducnosti. Samo treba znati masu, brzinu i tzv. polaznu poziciju. I sad ljudi koji znaju fiziku govore na granici suza da ova jednacina opisuje sve u fizici: kretanje sistema, Ajnstajnovu teoriju relativiteta, Maksvelovu jednacinu elektriciteta i polja… Ja to naravno ne vidim, pa ne mogu, nazalost da dijelim taj entuzijazam sa njima, ali . vjerujem.

A zaista nije lako vjerovati… Jer ako te tri osnovne sile (gravitacija, naboj i nuklearna) pokrenu neki sistem u kretanje (solidne stvari makrosvijeta), struja, gasovi, tecnosti, molekuli… (ne unutar atoma, to je domen kvantne mehanike), svi ti sistemi se krecu predvidimo prema Euler-Lagrandzijanovoj jednacini.

Galilej je pustao kolica niz strmu ravan, ali nije razumio trenje, Njutna je udarila jabuka u glavu, pa je poceo razmisljati o gravitaciji, a Lagrandzijan je definisao gdje ce jabuka da padne u vemenu t1. I ne samo to! Pomogao je i Ajnstajnu koji je gravitaciju objasnjavao zakrivljenoscu sistema prostor-vrijeme (generalna teorija) bez obzira odale se posmatra (specijalna teorija relativnosti).

Nesto se ne sjecam da nam je Mensa (Mensur Durakovic, profesor fizike u Staroj gimnaziji) pominjao Lagrandjijana….

Trebao je. Da se ja danas ne mucim.