Помогите с разностной схемой для уравнения теплопроводности!

Ребята, уже второй день бьюсь над этим, сил нет. Разбираю численные методы для университета, добрался до уравнения теплопроводности. Взял простейшую явную разностную схему, всё вроде по учебнику. Пробую решить на простых данных, а получаю какой-то бред. То решение расходится, то вообще какие-то осцилляции дикие.

Уже перечитал пол-интернета, вроде все делаю правильно. Может, кто сталкивался? Подскажите, в чем может быть подвох? Может, шаг по времени слишком большой? Или по координате? Как вообще понять, какие параметры сетки выбирать, чтобы стабильно было? Нужно уже сдавать, а я как будто в первый раз эту физику вижу.

Подробнее

СНОВА НЕ ПОЛУЧАЕТСЯ С РЕАКЦИЕЙ ФРИДЕЛЯ-КРАФТС!!!

Ну что за напасть такая? Уже который день бьюсь над этой реакцией Фриделя-Крафтса, конкретно с алкилированием бензола. Теорию я вроде как понял: электрофильное замещение, катализатор Льюиса (AlCl3), все по учебнику. Но на практике... выходит какая-то ерунда. Смесь продуктов, выход мизерный, да и чистота хромает.

Пробовал менять температуру, концентрацию реагентов, даже катализатор заменял на FeCl3 — нуль! Просто руки опускаются. Может, кто-то сталкивался с подобным? Поделитесь опытом, как вы этого монстра приручали? В школе такого не рассказывали, а в университете, видимо, мы проходили что-то другое.

Подробнее

А вы решали уравнения, которые сами себе противоречат?

Помню, как на первом курсе университета когда мы только начинали погружаться в более глубокие разделы математики, профессор задал нам на семинаре одну задачку. Ну, типа, просто чтобы размяться перед настоящими боевыми действиями.

Задача была простая — найти корни квадратного уравнения, но с подвохом, как это часто бывает в жизни и в физмат науках. Изначально уравнение выглядело абсолютно стандартно: ax^2 + bx + c = 0. Но были добавлены условия, которые, по сути, устанавливали зависимость между коэффициентами. Конкретно, там было что-то вроде того, что сумма корней равна их произведению, а разность равна какому-то конкретному числу. Короче, на первый взгляд, ничего сложного, просто система уравнений, сводящаяся к одному.

Наш преподаватель, стараясь нас подбодрить, сказал: «Иногда оказывается, что решений нет вовсе. Или их бесконечно много. Или ровно одно». Мы, конечно, начали колдовать. Применили теорему Виета, подставили, упростили. И тут началось самое интересное. Получилось, что для существования хоть какого-то решения, один из коэффициентов должен был одновременно быть равен нулю и не равен нулю. Вот прям такое противоречие, ахах. Технически, мы получили условие типа 0=5.

Сначала никто не понял, что происходит. Думали, ошибку сделали. Пересчитывали, спорили. А потом профессор улыбнулся и говорит: «Вот оно. Это тот случай, когда множество решений пусто. Нет таких чисел, которые бы удовлетворяли всем условиям одновременно».

Это был такой момент просветления. Я понял, что математика — это не только про вычисления, но и про логику, про выявление противоречий. И как важно всегда проверять свои предположения и условия. Это, кстати, очень помогает и в физике, когда модели сталкиваются с реальностью

Кмк, такие задачи, где приходится сталкиваться с неразрешимыми вроде бы условиями, очень важны, особенно в школе. Чтобы заранее привыкнуть к мысли, что не на каждый вопрос есть однозначный ответ, и иногда правильный ответ — это «нет».

Подробнее

Задачник по механике от Лаборатории: Нужная вещь или пустая трата денег?

Ну вот, наконец-то добрался до этого задачника по механике, про который так много говорили. Купил его пару недель назад, когда искал что-то посерьезнее школьных программ, готовился к поступлению в университет. И честно, ожидал большего, но вроде норм тема.

Что сразу понравилось: задачи реально разнообразные. Есть и простые, на разминку, но много таких, где мозг приходится включать по полной. Типа, не просто цифры подставляешь, а реально думаешь, как к решению подойти. Это тебе не физика из учебника, где все расписано по шагам. Тут надо самому разбираться. Особенно понравились задачи на динамику и работу, там прям чувствуется, как математика помогает понять суть.

Из минусов:

  • Некоторые решения показались мне слишком уж закрученными. Ну, типа, автор виртуозно владеет всеми этими физмат методами, а мне, простому смертному, пришлось их по паре раз перечитывать, чтобы хоть что-то уловить.
  • Местами не хватает совсем уж базовых примеров. Хотелось бы пару штук для самых-самых начинающих, чтобы прям совсем уж новичкам было понятно, с чего начинать.

В общем, если ты уже не первый год копаешься в механике и ищешь, где бы свои силы испытать, то этот задачник — вполне себе вариант. Не идеал, конечно, но точно не пустая трата денег. Помогает развить самостоятельность в решении задач, это главное.

Подробнее

Дискретка для чайников: мой опыт — наука

Ну вот, добрался я наконец-то до этой самой дискретной математики. Столько про нее слышал, особенно когда на физмат поступал что аж любопытно стало. В школе как-то мимо проходило, да и в универе первые курсы больше на математику общую были заточены. А тут прям курс отдельный дали

Кароч, попробовал я пару учебников полистать и онлайн-курсы посмотреть. Есть реально тема, которая мозг приятно так взрывает. Логика, множества, графы – всё это, конечно, не самая хардкорная физика, но тоже задачки бывают ого-го. Особенно зашло про комбинаторику, прям интересно, сколько всего можно напридумывать из простых элементов

Что понравилось:

  • Структурирует мышление. Вообще.
  • Помогает раскладывать сложные проблемы на простые.
  • Задачи бывают реально залипательные

Что так себе:

  • Местами нудновато. Особенно теория множеств в некоторых местах.
  • Не всегда очевидно, где это применить вне университета.

В целом, я доволен. Не скажу, что прям революция в голове, но полезный опыт, однозначно. Помогает подружить голову с задачами, которые не решаются тупым подбором. Кмк, база для многих вещей, даже если потом в другую сферу уйдешь

Подробнее

N способов не заблудиться в волновых явлениях

Вот сколько уже лет мы говорим о волнах, а всё равно иногда кажется, будто стоишь перед огромным, непонятным лабиринтом, где каждый поворот – это новая формула, а каждый тупик – задача, которую вроде бы решал, но не помнишь как. Особенно это актуально, когда проходишь университетский курс, где теория из школы кажется какой-то примитивной, а реальные проблемы начинаются с первых же лекций по физике. Так вот, что я понял за годы своего обучения, пытаясь разобраться во всей этой красоте волновой оптики и не только.

  • Не бойтесь основ. Да, потом будет вся эта высшая математика, интегралы, ряды Фурье и прочая благодать, но без понимания базовых принципов, вроде суперпозиции или принципа Гюйгенса, вы просто не поймете, откуда ноги растут у более сложных вещей. Школьная программа, имхо, даёт отличную базу, если ее не пропустить мимо ушей.
  • Визуализируйте. Наш мозг лучше воспринимает образы, чем абстрактные символы. Стройте графики, рисуйте диаграммы, используйте онлайн-симуляции. Представьте, как волны складываются, как они огибают препятствия. Это как смотреть на карту перед походом в незнакомое место.
  • Связывайте теорию с практикой. Ну типа, откуда возникла эта формула? Какое явление она описывает? Если вы видите формулу для интерференции, подумайте про мыльные пузыри или про то, как свет проникает в щели. Это помогает не просто зазубрить, а реально понять.
  • Задавайте вопросы. Всегда. Даже если кажется, что вопрос глупый. Чаще всего, если вам что-то непонятно, то и другим студентам тоже. Тут главное – не промолчать. Найти преподавателя, аспиранта, более продвинутого товарища. Это вообще ключ к успеху в любом физмат направлении.
  • Решайте задачи! Ну тут, я думаю, всё и так понятно. Математика – это язык, на котором говорит физика, а задачи – это упражнения, которые позволяют на этом языке говорить свободно. Просто чтение учебников никогда не заменит практику.

Короче, главное – системный подход и не стесняться трудностей. Волновые явления, как и вся физика, прекрасны, но требуют усилий для постижения.

Подробнее

Геометрия: Чудесно!

Эх, вот добрался до раздела с геометрией, и решил поделиться впечатлениями. Помню, еще в школе, я этот предмет недолюбливал, ну типа, доказательства эти, углы там всякие... Но сейчас, когда появилось больше времени, решил попробовать разобраться.

Начал с основ, повторил аксиомы, теоремы – ну, стандартный набор. И что вы думаете? Затянуло! Особенно интересно стало, когда дошел до стереометрии, эти трехмерные фигуры, все эти кубы, призмы... красота!

Изучал по старым учебникам, советская школа, знаете ли, там всё чётко, логично, без воды. Ну, немного сложновато, конечно, но зато – знания остаются. А вот современные учебники, имхо – это, конечно, что-то с чем-то. Много картинок, мало сути, но это уже другой вопрос.

Плюсы:

  • Повторение – мать учения, как говорится, освежил знания.
  • Понимание структуры материала – вижу взаимосвязи.
  • Развитие логического мышления – это полезно не только в математике, но и в физике.

Минусы:

  • Некоторые задачи показались слишком уж громоздкими, особенно в конце.
  • Времени уходит много.

В общем, впечатления скорее положительные. Геометрия – это не так страшно, как казалось раньше. Просто нужно немного усидчивости и желания разобраться. Рекомендую всем, кто хочет вспомнить или узнать что-то новое, особенно если вы готовитесь к поступлению в университет на физмат.

Думаю, буду продолжать углубляться в эту тему, очень интересная штука. Дальше планирую попробовать аналитическую геометрию, посмотрим, что там будет. Вот только жаль, что сейчас мало кто из молодых интересуется, а то была бы отличная дискуссия, как раньше, эх...

Подробнее

Помогите с законом Кирхгофа! Экзамен через три дня!

Не могу разобраться с этими цепями. Закон Кирхгофа — это просто какой-то кошмар. Пытался решить задачу с двумя резисторами и источником напряжения, но что-то постоянно не сходится. Вроде бы и уравнения составляют по схеме, и ток считаешь, а результат — минус или ноль там, где быть не должно. Ахах, препод по физике еще говорит: "Просто, как дважды два". Ну да, для него просто.

Математика вроде на уровне, школьную программу закрыл, в университете тоже проблем не было. Но вот электромагнетизм — это другая история. Может, есть какие-то лайфхаки, которые помогут быстро понять, как правильно применять эти законы? Или просто задача какая-то кривая?

Если кто-то сталкивался с подобным, плиз, подскажите, что делать. Экзамен по физмату уже скоро, а я как в тупике.

Подробнее

Нужна помощь с Python для науки!

Ребята, нужна ваша помощь! Начал изучать Python для научных вычислений — вроде бы, все понятно, но вот столкнулся с проблемой. Хочу написать скрипт чтобы построить график, а ничего не выходит!

Импортировал библиотеки, написал код, запускаю — ошибка. Все перепробовал, ничего не получается!

Помогите, пожалуйста! Может, кто-то сталкивался с подобным?

Подробнее

Алгебра и геометрия: что выбрать для изучения?

Привет! Хочу поделиться своими впечатлениями об алгебре и геометрии. В школе, как и многие, я не очень любил эти предметы, но потом, когда пришло понимание, насколько они важны, я пересмотрел свое отношение.

Алгебра - это про формулы, уравнения, решения... Очень полезно для понимания других дисциплин, например физики. Геометрия - это про пространство, фигуры, доказательства... Развивает логическое мышление. И то, и другое - must have для любого, кто хочет заниматься точными науками.

Конечно, есть свои сложности. В алгебре можно запутаться в скобках, в геометрии - в доказательствах. Но в целом, если разобраться, все становится понятным.

А что вам больше нравится - алгебра или геометрия? Или может быть, вы любите их одинаково?

Подробнее