КОСМИЧЕСКИЕ ГОРИЗОНТЫ ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ (2016 г)

Космические горизонты прикладной математикиВолгоград, 2016 годАвтор:Преподаватель ГБПОУ «ВОЛГОГРАДСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»Селезнева Светлана Николаевна.


Математика-царица наук . Математика неисчерпаема и многозначна. Одних покоряет её логическая стройность, другие ценят в ней точность, a третьи восхищаются её красотой.
Человечество  всегда  стремилось  понять  как  устроен материальный  мир,  мы  старались  найти  правила   и   модели,  определяющие  качества  окружающих  нас  объектов  и  их  сложные  отношения  друг  с  другом   и   с  нами.  За  тысячи  лет  все  народы  мира  пришли  к  тому,  что  одна  дисциплина   содержит  в  себе  больше  всего  знаний  об  основополагающих   качествах  физического  мира.  ЭТА  ДИСЦИПЛИНА - МАТЕМАТИКА!Человечество  всегда  стремилось  понять  как  устроен материальный  мир,  мы  старались  найти  правила   и   модели,  определяющие  качества  окружающих  нас  объектов  и  их  сложные  отношения  друг  с  другом   и   с  нами.  За  тысячи  лет  все  народы  мира  пришли  к  тому,  что  одна  дисциплина   содержит  в  себе  больше  всего  знаний  об  основополагающих   качествах  физического  мира.  ЭТА  ДИСЦИПЛИНА - МАТЕМАТИКА!https://ok.ru/video/92845574677 БЛАГОДАРЯ  МАТЕМАТИКЕ  МЫ  ОТКРЫЛИ  ВСЕЛЕННУЮ  "ОТ   НАШЕГО  ДОМА''  И  "ДО  САМОГО  КРАЯ",   ОТКРЫЛИ    ЧУДЕСА  И  ЗАКОНЫ  МИРОЗДАНИЯ,   ПОЗНАЛИ  КРАСИВЫЕ  И  НОВЫЕ  МИРЫ,  СОЗДАЛИ  ШЕДЕВРЫ,   РАССЧИТАЛИ   НАЧАЛО   ВРЕМЕН, А ТАКЖЕ   ПРОГНОЗИРУЕМ  БУДУЩЕЕ И  КОНЕЦ  СВЕТА.БЛАГОДАРЯ  МАТЕМАТИКЕ  МЫ  ОТКРЫЛИ  ВСЕЛЕННУЮ  "ОТ   НАШЕГО  ДОМА''  И  "ДО  САМОГО  КРАЯ",   ОТКРЫЛИ    ЧУДЕСА  И  ЗАКОНЫ  МИРОЗДАНИЯ,   ПОЗНАЛИ  КРАСИВЫЕ  И  НОВЫЕ  МИРЫ,  СОЗДАЛИ  ШЕДЕВРЫ,   РАССЧИТАЛИ   НАЧАЛО   ВРЕМЕН, А ТАКЖЕ   ПРОГНОЗИРУЕМ  БУДУЩЕЕ И  КОНЕЦ  СВЕТА.https://ok.ru/video/92858812949 Освоение космосаИ это путешествие на край Вселенной стало возможным в том числе благодаря прикладной математике… Во второй половине XX в. человечество ступило на порог Вселенной. Дорогу в космос открыла наша Родина. Первый искусственный спутник Земли, открывший космическую эру, запущен бывшим Советским Союзом, первый космонавт мира - гражданин бывшего СССР. Юрий Гагарин
ppt_y
ppt_y
ppt_y Загадки в стихахЧтобы глаз вооружитьИ со звездами дружить,Млечный путь увидеть чтобНужен мощный … Как утверждал Георг Гегель, “сущность Вселенной не имеет в себе силы, которая могла противостоять мужеству познания”. Георг Гегель (1770—1831)Утверждение Георга Гегеля


Прикладную математику можно определить как процесс построения математических моделей различных наблюдаемых явлений. В частности, теоретические исследования в области астрономии составляют одну из интереснейших частей прикладной математики. Прикладная математика

Построение математических моделей астрономических явлений часто включает разработку специальных математических методов, которые затем находят применение для решения других задач.Построение математических моделей

Так, в XVII—XVIII веках проблемой номер один, стоявшей перед человечеством, была проблема определения географических долгот, особенно в открытом море. Для решения этой задачи были усовершенствованы навигационные и астрономические приборы, определялись положения Луны и спутников Юпитера и потребовалось создать теорию их движения.Географические долготы

Занимаясь проблемой определение географических долгот, Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения и решил задачу двух тел.Исаак Ньютон (1643—1727)

А позже Леонард Эйлер построил первые теории движения Луны как одного из случаев задачи трех тел. Проблема долгот была в конце концов решена, когда изобрели хронометр и создали удовлетворительную теорию движения Луны.Леонард Эйлер (1707—1783)

Исследования по механике и астрономии, порожденные этими проблемами, оказали значительное влияние на математику XVIII в., в частности, привели к созданию теории дифференциальных уравнений.Математика XVIII века

В 1882 году основатель петербургской математической школы академик П.Л.Чебышев предложил выпускнику Санкт-Петербургского университета А.М.Ляпунову исследовать теорию фигур небесных тел, в частности, рассмотреть зависимость формы гравитирующей жидкости от угловой скорости. П.Л.Чебышев (1821—1894)Теории фигур небесных тел


Решение этой задачи составило затем главный предмет научных изысканий великого математика. Было доказано, что вращающиеся трехосные эллипсоиды не могут переходить в так называемые грушевидные тела, как это сначала предположил Анри Пуанкаре, и была опровергнута гипотеза происхождения двойных звезд путем деления.А.М.Ляпунов (1857—1918)

В первой половине XX в. стало ясно, что модель несжимаемой однородной жидкости, которая лежит в основе классической теории фигур равновесия, неприемлема для теории внутреннего строения звезд даже в первом приближении.

В 50-е годы ХХ века основоположник ленинградской-петербургской школы динамики звездных систем К.Ф. Огородников показал, что существует глубокая аналогия между классическими фигурами равновесия и галактиками. Это открыло новые перспективы развития теории.К.Ф. Огородников (1900—1985)

В настоящее время на основе идей Ляпунова разрабатываются новые компьютерные алгоритмы построения теории внутреннего строения Земли и других планет. С другой стороны, в работах Ляпунова была фактически построена теория нелинейных дифференциальных уравнений, имеющая разнообразные приложения вне астрономии.Теории А. М.Ляпунова

Эти и многие другие примеры показывают, что прикладная математика и астрономия, развиваясь параллельно, взаимно обогащают друг друга, иллюстрируя тем самым общее положение, высказанное П.Л.Чебышевым: “Сближение теории с практикой дает самые благотворные результаты, и не одна только практика от этого выигрывает”.Взаимосвязь астрономии и прикладной математики

Впрочем, астрономические наблюдения и математические расчеты, графическое и компьютерное моделирование, а также абстрактно-теоретическое мышление -всё это в точности помогло рассчитать время, скорость,расстояние и многое другое в космическом пространстве…Математические вклады в космос Эти разные направления обусловлены развитием космонавтики, физических и химических приборов, а также компьютерной техники и методов вычислений. Именно прикладная математика способна прослеживать эволюцию космических систем, время которой намного больше времени существования человека.Развитие науки

Неизвестный космосВ научном плане человечество стремится найти в космосе ответ на такие принципиальные вопросы, как строение и эволюция Вселенной, образование Солнечной системы, происхождение и пути развития жизни. От гипотез о природе планет и строении космоса, люди перешли к всестороннему и непосредственному изучению небесных тел и межпланетного пространства с помощью ракетно-космической техники.
Космос наукеЭксперименты, проведённые на первых спутниках показали, что околоземное пространство за пределами атмосферы вовсе не «пустое». Оно заполнено плазмой, пронизано потоками энергетических частиц. Изучение Земли из космосаЧеловек впервые оценил роль таких прикладных наук как физика, математика, астрономия, космонавтика для контроля за состоянием сельскохозяйственных угодий, лесов и других природных ресурсов Земли лишь спустя несколько лет после наступления космической  эры. Начало было положено в 1960г., когда с помощью метеорологических спутников «Тирос» были получены подобные карте очертания земного шара, лежащего под облаками. Эти первые черно-белые ТВ изображения давали весьма слабое представление о деятельности человека и тем не менее это было первым шагом.
Наука о космосеВ течении небольшого периода времени с начала космической эры человек не только послал автоматические космические станции к другим планетам и ступил на поверхность Луны, но также произвел революцию в науке о космосе, БЛАГОДАРЯ ФИЗИКЕ И МАТЕМАТИКЕ, равной которой не было за всю историю человечества. Наряду с большими техническими достижениями, вызванными развитием космонавтики, были получены новые знания. Одним из первых важных открытий, сделанных не традиционным визуальным, а иным методом наблюдения, было установление факта резкого увеличения с высотой, начиная с некоторой пороговой высоты интенсивности считавшихся ранее изотропными космических лучей. Это открытие принадлежит австрийцу В. Ф. Хессу, запустившему в 1946 г.газовый шар-зонд с аппаратурой на большие высоты о планете Земля и соседних мирах. Первый шагВыход человека в космос, теоретически обоснованный К.Э. Циолковским (1857—1935), буквально “взорвал” спокойную жизнь человечества. Появилось множество проблем (приятных и неприятных). Появились новые науки, новые отрасли производства. В разработке этих и многих новых проблем (которые обязательно появятся) может помочь прикладная математика с ее математическим аппаратом и компьютерными возможностями. Создание приближенных математических моделей является самым дешевым методом исследования природы. Математическое моделирование

Методы математического моделирования космических систем разрабатываются на факультете прикладной математики—процессов управления с начала его учреждения, так как в его составе постоянно находились астрономы. Большинство из них сотрудничало с заслуженным деятелем науки РСФСР профессором К.Ф. Огородниковым.

В космических аппаратах и на их поверхности условия протекания физических процессов имеют ряд особенностей по сравнению с земными: невесомость, вакуум, резкий перепад температур, коротковолновое излучение, космические лучи и пр. Большое значение при проектировании конструкций и исследовании поведения материалов имеет математическое моделирование физических процессов в космосе.

Всему своё времяПрикладная математика, вступая во взаимодействие с астрономическими и геофизическими проблемами, находится в ситуации, сходной с положением Колумба, который, отправившись в плавание по Атлантике, стремился к открытиям, но не знал, что именно откроет.Как напутствие будущим исследователям звучат слова известного английского ученого и писателя-фантаста Артура Кларка: “Все, что теоретически возможно, обязательно будет осуществлено на практике, как бы ни были велики технические трудности”.
КОНЕЦСмотрите источники для создания презентацииПо следующим ссылкам:Https://ok.ru/video/92845574677https://ok.ru/video/92858812949 Спасибо за внимание!!!