Математика – інструмент пізнання світу! 

Пропонуємо познайомитися з "царицею серед наук", як назвав математику великий вчений Гаусс. Математика є сукупною назвою багатьох математичних наук. Основними з них є: арифметика, алгебра, геометрія і математичний аналіз.
Слово "математика" використовували ще в Стародавній Греції приблизно в V ст. нашої ери послідовники легендарного Піфагора - так звані "піфагорійці". Походить воно від слова "матема", що означає "вчення" або "знання". Неодмінною умовою належності певного знання до математики було виведення його шляхом логічного міркування, тобто за допомогою мислення. Перші піфагорійці тримали математичні знання в суворій таємниці від непосвячених. Проте з часом, гору взяли математики, які вважали, що справжні знання можуть і повинні бути доступними всім.
Впродовж багатьох століть люди з різних країн відкривали математику, уточнювали, вдосконалювали, поглиблювали відкрите і поширювали по всьому світу. За словами великого математика Ейлера, математика - не ізольована наука, а основа і ключ до всіх людських знань і діяльності від пошиття одягу до космічних проектів, від бюджету сім’ї до моделі функціонування світової економіки, від комп’ютерних програм до технологій будування сучасних суден. 

 Математика в суднобудуванні

Наукове, математично обґрунтоване вивчення корабля, його конструкції та морехідних якостей є дуже молодим у порівнянні з тими незліченними століттями, протягом яких існує суднобудування та

мореплавання. Основний закон про рівновагу плаваючих тіл був даний Архімедом за 250 років до н.е., проте минуло майже 2000 років від часу відкриття закону Архімеда та до його практичного використання у суднобудуванні. Лише 1666 року англійський суднобудівник А.Дін передбачив осаду військового корабля «Руппер» до його спуску і прорізав на стапелі в бортах корабля гарматні порти. Тільки в 1740-х роках з'явилися перші посібники з «Теорії корабля» та вперше було математично розвинене вчення про рух та остійність корабля.

На початку 1800-х років було засвоєно користь і необхідність діагональних зв'язків, що надавали міцність та незмінності судновому борту, та й те теорія була обгрунтована фізиком Юнгом пізніше. В 1870 р. Рід надав практичні прийоми обчислення стійкості корабля на великих нахилах і розрахунки напружень, що виникають у елементах корабля на хвилях.
Знаменитий англійський натураліст Гекслі років 70 тому сказав: «Математика, подібно до жорна, перемелює лише те, що під нього засипають». Але необхідно постійно мати на увазі таку обставину: коли конкретне питання суднобудування зводиться до питання математичного, то завжди доводиться робити ряд припущень, бо математика разом з механікою оперують над ідеальними об'єктами, а лише більш-менш близькими до реальних об'єктів, до яких інженер буде докладати отримані математичні висновки.
З'ясуємо, загалом, яким математичним апаратом повинен володіти корабельний інженер, аби розраховувати спроектований ним корабель.
Так розрахунок плавучості та остійності вимагає застосування інтегрального числення для знаходження площ та об'ємів, положення центру тяжіння та ін. Як правило, для обчислення означених величин використовують інтеграли, що обчислюються за наближеним формулам квадратур. Обчислення остійності, крім того, вимагає чіткого поняття про кривизну та еволюту, а зв'язок між координатами точок еволюти та остійності корабля вимагає для повної чіткості знання властивостей моментів інерції плоскої фігури та визначення положення її головних осей інерції.

Розрахунок хитавиці на хвилях вимагає знання основ гідродинаміки і теорії «малих» коливань твердого тіла, як вільних так і вимушених. Як наслідок необхідні знання про вирішення завдань з використанням сукупних лінійних диференціальних рівнянь із постійними коефіцієнтами. Якщо корабель необхідно забезпечити заспокійниками хитавиці у вигляді цистерн, то треба також мати деякі відомості з гідродинаміки, а якщо заспокійник має бути гіроскопічним, то потрібне більш поглиблене знання динаміки твердого тіла. При цьому передбачається, що інженер не буде заново розраховувати теоретично приєднану масу води, що захоплюється кораблем при його гойданнях, а скористається наявними з цього приводу готовими математичними розрахунками.
Ходовність або вимагає ще більш поглибленого знання гідродинаміки та вивчення системи хвиль, що утворюються під час руху корабля, або ж треба обмежитися застосуванням емпіричних формул та результатів випробування подібних суден та моделей. Опір руху судна погано піддається обліку, і судження про нього ґрунтуються на існуючій практиці та результатах випробування суден.
Якщо елементи корабля і все, що відноситься до його морехідних якостей встановлено і розраховано, тоді постають питання щодо будівельної механіка корабля, на підставах якої треба зробити 

розрахунки міцності корабля як цілої споруди та розрахунки міцності всіх деталей та окремих його пристроїв. Тут потрібно використовувати набагато складніший математичний апарат, ніж для теорії корабля, бо доводиться мати справу з вигином і стисненням пластин та їх стійкістю. Для цього потрібні ґрунтовні пізнання теорії пружності, а отже, і весь її математичний апарат з бігармонічними рівняннями, вченням про ряди, такі як ряди Фур'є. Потім виникають питання про вібрацію всього корабля, з вивченням коливального руху пружних систем. Це вимагає ще складнішого математичного апарату з вченням фундаментальних функції та характеристичних чисел. Водночас тут необхідне вміння чисельно інтегрувати диференціальні рівняння, а для вчення про плавучість та стійкість потрібно вміння приблизно виробляти квадратури. Таким чином користь математичних знань для інженера-суднобудівника виправдалася практикою, всі математичні закони заслуговують на уважне і вдумливе вивчення.

 Фізика - цікава фундаментальна наука!

Саме фізику можна вважати наукою не тільки цікавою, а й фундаментальною - це незаперечний факт. Вона вивчає саме світобудову й намагається розгадати найскладніші таємниці природи, незважаючи на всю складність таких досліджень. Втім, розвивається наука рік від року, а прогрес прискорюється дедалі більше, так що нові важливі відкриття напевно не за горами. Фізика довкола нас і стосується всіх аспектів людського життя. Часто цікаві факти, які стосуються фізики, пов'язані навіть зі звичними нам речима і тому ми просто не помічаємо неймовірні властивості природи нашого світу.

Цікаві факти 

1. Один з перших винаходів людини, який подолав звуковий бар'єр це звичайний батіг пастухів. Клацання батога це звук, який виникає при подоланні його кінчика швидкості звуку, оскільки він рухається настільки швидко, то створює ударну хвилю в повітрі.
2. При кип'ятінні, молекули води в чайнику рухаються зі швидкістю близько 2340 кілометрів на годину, що майже в двічі перевищує швидкість звуку в повітрі.
3. Фізик з Великої Британії Чарльз Бойз написав книгу на більше ніж 200 сторінок про мильні бульбашки в якій він вивчав сили, що надають бульбашкам їх форму.
4. Під час надпотужних наземних ядерних вибухів, близько до епіцентру може утворюватись розряд блискавки. Однак на відміну від їх природних аналогів, блискавок, що утворюються під час грози, ці розряди беруть свій початок від землі та підіймаються вгору.
5. На вістрі голки сучасних швейних машин утворюється тиск, який дорівнює 5 тисяч атмосфер.
6. При русі зі швидкістю 100 кілометрів на годину, автомобілі використовують понад половину пального лише на подолання опору повітря.
7. Сьогодні у світі з понад двадцяти тисяч вивчених видів риб, триста можуть створювати у своєму тілі електрику. Наприклад електричний скат вміє генерувати напругу в більше ніж чотириста вольт.
8. Розміри літака на землі та у повітрі можуть відрізнятись. Доведено що довжина винищувача збільшується на один сантиметр, коли його швидкість наближується до тисячі кілометрів на годину.
9. Мало хто може собі уявити які фізичні зміни стануться на Землі якщо раптово зникне атмосфера. По-перше, температура опуститься до -180°C, через це замерзне вся вода, а суша покриється льодом. Настане повна тиша і не тільки тому, що загинуть всі тварини та рослини, а і з тої причини, що звук не може поширюватись у порожнечі. Небо стане чорного кольору тому, що його колір залежить від повітря, а зірки можна буде спостерігати навіть вдень.
10. Фізики досі не знають, чому гаряча вода замерзає швидше, ніж холодна.

Кораблі, які неможливо побудувати без знання законів математики та фізики

Видатні фізики, які змінили уявлення людства про фізичний світ