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¿Qué hace un indefinido fórmula en física significa?

Estoy tratando de averiguar cómo indefinido fórmulas matemáticas se refiere a la física. Tome la siguiente fórmula para la velocidad terminal.

$$V_\text{terminal} = \sqrt{ mg \over{c \rho A}} $$

Dicen que tienen una densidad del aire de 0; $ \rho = 0 $ (vacío)

La lógica me dice que la partícula se siguen para acelerar y nunca alcanzar la velocidad terminal, pero en matemáticas esta fórmula sería indefinido.

Obviamente este es uno de los muchos ejemplos de lo que puede suceder en la física de problemas, pero lo hace sin definir realmente significa en términos de la física? Espero que les estoy explicando a mí mismo claramente.

43voto

Nico Puntos 106

Sí, la partícula seguirá acelerar y nunca alcanzaría una velocidad terminal. Pero eso no es lo que esta ecuación indica. Esta ecuación nos dice que el terminal velocity es, dados los parámetros de la función. Cuando en un vacío, no es la velocidad terminal. No es de cero, no es infinito. Una velocidad terminal, literalmente no existe y que es exactamente lo que la ecuación que se indica.

9voto

Fabrice NEYRET Puntos 1697

Como en matemáticas, se obtiene el significado físico a través del límite: no es "indefinido", es "ir hasta el infinito" al $\rho$ 0 desde arriba. (que es la única manera de que en el mundo físico, la que por su bien definido).

6voto

Ganesh Sittampalam Puntos 17695

El problema aquí es que la existencia de la velocidad terminal depende de la suposición de que la partícula se mueve a través de un fluido. Como real fluidos tienen sólo positivo distinto de cero densidades, simplemente conectando 0 saltos de esta suposición.

Se podría decir que la clásica límite de la velocidad terminal, ya que el líquido enfoques de vacío (es decir, como la densidad se aproxima a 0) es infinito, pero este límite no es un número real, por lo que la partícula en un vacío no tiene la velocidad terminal. (Como se señaló en los comentarios, si tomamos la relatividad en cuenta, este límite se convierte en c, la velocidad de la luz en el vacío. La incorporación de la relatividad en la fórmula haría innecesariamente complicado para los propósitos prácticos.)

5voto

Fernando Briano Puntos 3704

Obviamente este es uno de los muchos ejemplos de lo que puede suceder en la física de problemas, pero lo hace sin definir realmente significa en términos de la física? Espero que les estoy explicando a mí mismo claramente.

Las fórmulas matemáticas que se utilizan para modelar físicas observables son válidas en determinados marcos, donde se han instalado las observaciones y los de predicción de nuevas observaciones con éxito. Indefinido o infinito significa que el modelo matemático se produce un error y un nuevo modelo de física/teoría tiene que ser encontrado. En el ejemplo, el modelo falla por 0 densidad y una nueva fórmula que se necesita para el vacío, o el de destino ( velocidad terminal) no tiene sentido en el vacío.

Examinar si existe un terminal de la velocidad en vacío conduce a la teoría de la relatividad especial. Una partícula en el vacío nunca puede alcanzar la velocidad de la luz, y es un modelo completamente nuevo de la partícula de comportamiento que ha sido validado en innumerables ocasiones.

Las partículas elementales son partículas puntuales, el infinito de la 1/r el potencial eléctrico en r=0 clásicamente se alejaron por el desarrollo de la mecánica cuántica, un marco completamente nuevo, subyacente a toda la naturaleza.

De modo indefinido matemáticas apunta a nuevas teorías/modelos necesarios.

4voto

docscience Puntos 3691

A tu pregunta, de hecho, muy claro,un buen ejemplo, y de recortes en el corazón de la física - ser capaz de definir, pronosticar el mundo a través de modelos matemáticos. Pero usted tiene que asegurarse de que sus modelos son correctos y completos.

Fabrice y Robert se haga de la velocidad de ir hasta el infinito, sin restricciones. Y no es la menor idea de lo que está pasando como una física de la interpretación de las restricciones. La ecuación que citar es el de estado estacionario de la solución - la velocidad de una pequeña masa hacia la aceleración de un cuerpo más grande, con la aceleración de la gravedad g, con un área proyectada, $A$, y en un ambiente con densidad de $\rho$.

Quitar la atmósfera, y como usted dice que ya no hay una fuerza de arrastre, y así la dinámica inicial del modelo del que se deriva este estado estacionario fórmula es diferente. Pero cuando dejas $\rho$ va a la cero es (casi) dar la respuesta correcta. Digo casi porque la ecuación que usted cita no está completa sin una ecuación adicional: uno que restringe el camino de la atracción de los cuerpos hasta el punto en el que colisionan - un límite duro. Las cosas no pueden caer para siempre - que finalmente golpeó el suelo. Esa es la verdadera y completa de la física de la materia.

Una advertencia: "las Cosas no pueden caer para siempre" esto podría no ser cierto para un agujero negro. El tiempo y el espacio son tan deformado puede tomar 'para siempre' para que el objeto de llegar a la singularidad de acuerdo a los relojes fuera del agujero negro. Pero estos física requieren de las matemáticas para modelar el comportamiento.

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