Сегодня немного геометрии, физики и абсурда. Приступим к делу, итак, представим вполне простую ситуацию: вы стоите на обочине асфальтовой дороги, и перед вами простирается грязь в стороне от асфальта. Вам нужно добраться до некоторой точки на грязи. Вы очень не хотите марать ботинки, поэтому ищете наикратчайший путь из возможных. Каков этот путь будет?
Ну да, здесь все достаточно просто - простейшая геометрия: кратчайшим расстоянием между двумя точками является прямая, притом только одна.
Хорошо, все было просто, но что будет, если мы возьмем те же самые точки А и В, но в другой плоскости. Теперь это будет вертикальная плоскость.
У нас есть шарик, находящийся на платформе. Ниже этой платформы есть другая, и как раз таки нашему шарику нужно туда. Какой путь будет НАИБЫСТРЕЙШИМ? Хочу заметить, что я специально говорю не о коротком пути, а самом быстром. И кстати, на шарик действует сила тяжести.
Какие варианты у вас? Наибыстрейший путь - прямая? Или быстрейший - кривая, как показано на картинке?
Важное примечание, что в теории на второй траектории угол внизу скруглен, чтобы скорость изменила свое направление, конечно, с потерями. В первом случае у нас кратчайшая длина пути, а во втором - наибольшее ускорение.
Мы прекрасно знаем, что свет преломляется. При переходе из одной среды в другую меняется угол, под которым мы его видим. При этом меняется его скорость, то есть свет ищет минимальный путь в каждой среде, когда преломляется, поскольку стремится к наименьшим затратам энергии. Немного сложно, но можно и проще - свету лень идти под тем же углом, что он шел до встречи с водой, поэтому он меняет угол, потому что так меньше расстояние.
Это просек Иоганн Бернулли, поэтому использовал свет для того, чтобы найти быстрейшую траекторию из всех. Он использовал преломление света, добавляя все более оптически прозрачные слои (в них скорость света возрастает) к воздушному слою. Так получилась эта линия, именуемая брахистохроной.
Возьмите отрезок этой линии, и вы опередите что угодно, как бы оно не двигалось, если у вас одинаковые условия. Прикрепляю гиф с Википедии, доказывающую это.
Почему так? Брахистохрона - баланс между максимальным ускорением и минимальным путем, поэтому она является самым быстрым путем. Это золотая середине, если говорить детально. Возвращаемся к вопросу из начала - что быстрее? Ответ: брахистохрона.
Напоследок стоит еще сказать, что брахистохрона обладает абсурдным свойством - если вы возьмете две траектории в виде брахистохроны и заставите тела двигаться по этой траектории, но одно из тел будет на ее середине, то неожиданный факт - они придут одновременно. В какой бы участок не ставили тела - они придут одновременно. Это уже звучит реально как абсурд, но таковы законы физики, геометрии и абсурда.
Теперь, может быть, писать надо: подписывайтесь, ставьте лайки, берегите близких, учите физику, занимайтесь геометрией, передвигайтесь брахистохроной.