Законы физики которые должен знать каждый: Домашняя страница разработки языка программирования BARSIC

Основные законы физики: понятия, формулы, законы

Интересоваться окружающим миром и закономерностями его функционирования и развития природно и правильно. Именно поэтому разумно обращать свое внимание на естественные науки, например, физику, которая объясняет саму сущность формирования и развития Вселенной. Основные физические законы несложно понять. Уже в очень юном возрасте школа знакомит детей с этими принципами.

Для многих начинается эта наука с учебника «Физика (7 класс)». Основные понятия и законы механики и термодинамики открываются перед школьниками, они знакомятся с ядром главных физических закономерностей. Но должно ли знание ограничиваться школьной скамьей? Какие физические законы должен знать каждый человек? Об этом и пойдет речь далее в статье.

Наука физика

Многие нюансы описываемой науки знакомы всем с раннего детства. А связано это с тем, что, в сущности, физика представляет собой одну из областей естествознания. Она повествует о законах природы, действие которых оказывает влияние на жизнь каждого, а во многом даже обеспечивает ее, об особенностях материи, ее структуре и закономерностях движения.

Термин «физика» был впервые зафиксирован Аристотелем еще в четвертом веке до нашей эры. Изначально он являлся синонимом понятия «философия». Ведь обе науки имели единую цель — правильным образом объяснить все механизмы функционирования Вселенной. Но уже в шестнадцатом веке вследствие научной революции физика стала самостоятельной.

Общий закон

Некоторые основные законы физики применяются в разнообразных отраслях науки. Кроме них существуют такие, которые принято считать общими для всей природы. Речь идет о законе сохранения и превращения энергии.

Он подразумевает, что энергия каждой замкнутой системы при протекании в ней любых явлений непременно сохраняется. Тем не менее она способна трансформироваться в другую форму и эффективно менять свое количественное содержание в различных частях названной системы. В то же время в незамкнутой системе энергия уменьшается при условии увеличения энергии любых тел и полей, которые вступают во взаимодействие с ней.

Помимо приведенного общего принципа, содержит физика основные понятия, формулы, законы, которые необходимы для толкования процессов, происходящих в окружающем мире. Их исследование может стать невероятно увлекательным занятием. Поэтому в этой статье будут рассмотрены основные законы физики кратко, а чтобы разобраться в них глубже, важно уделить им полноценное внимание.

Механика

Открывают юным ученым многие основные законы физики 7-9 классы школы, где более полно изучается такая отрасль науки, как механика. Ее базовые принципы описаны ниже.

1. Закон относительности Галилея (также его называют механической закономерностью относительности, или базисом классической механики). Суть принципа заключается в том, что в аналогичных условиях механические процессы в любых инерциальных системах отсчета проходят совершенно идентично.
2. Закон Гука. Его суть в том, что чем большим является воздействие на упругое тело (пружину, стержень, консоль, балку) со стороны, тем большей оказывается его деформация.

Законы Ньютона (представляют собой базис классической механики):

1. Принцип инерции сообщает, что любое тело способно состоять в покое или двигаться равномерно и прямолинейно только в том случае, если никакие другие тела никаким образом на него не воздействуют, либо же если они каким-либо образом компенсируют действие друг друга. Чтобы изменить скорость движения, на тело необходимо воздействовать с какой-либо силой, и, конечно, результат воздействия одинаковой силы на разные по величине тела будет тоже различаться.
2. Главная закономерность динамики утверждает, что чем больше равнодействующая сил, которые в текущий момент воздействуют на данное тело, тем больше полученное им ускорение. И, соответственно, чем больше масса тела, тем этот показатель меньше.
3. Третий закон Ньютона сообщает, что любые два тела всегда взаимодействуют друг с другом по идентичной схеме: их силы имеют одну природу, являются эквивалентными по величине и обязательно имеют противоположное направление вдоль прямой, которая соединяет эти тела.
4. Принцип относительности утверждает, что все явления, протекающие при одних и тех же условиях в инерциальных системах отсчета, проходят абсолютно идентичным образом.

Термодинамика

Школьный учебник, открывающий ученикам основные законы («Физика. 7 класс»), знакомит их и с основами термодинамики. Ее принципы мы коротко рассмотрим далее.

Законы термодинамики, являющиеся базовыми в данной отрасли науки, имеют общий характер и не связаны с деталями строения конкретного вещества на уровне атомов. Кстати, эти принципы важны не только для физики, но и для химии, биологии, аэрокосмической техники и т. д.

Например, в названной отрасли существует не поддающееся логическому определению правило, что в замкнутой системе, внешние условия для которой неизменны, со временем устанавливается равновесное состояние. И процессы, продолжающиеся в ней, неизменно компенсируют друг друга.

Еще одно правило термодинамики подтверждает стремление системы, которая состоит из колоссального числа частиц, характеризующихся хаотическим движением, к самостоятельному переходу из менее вероятных для системы состояний в более вероятные.

А закон Гей-Люссака (его также называют газовым законом) утверждает, что для газа определенной массы в условиях стабильного давления результат деления его объема на абсолютную температуру непременно становится величиной постоянной.

Еще одно важное правило этой отрасли — первый закон термодинамики, который также принято называть принципом сохранения и превращения энергии для термодинамической системы. Согласно ему, любое количество теплоты, которое было сообщено системе, будет израсходовано исключительно на метаморфозу ее внутренней энергии и совершение ею работы по отношению к любым действующим внешним силам. Именно эта закономерность и стала базисом для формирования схемы работы тепловых машин.

Другая газовая закономерность — это закон Шарля. Он гласит, что чем больше давление определенной массы идеального газа в условиях сохранения постоянного объема, тем больше его температура.

Электричество

Открывает юным ученым интересные основные законы физики 10 класс школы. В это время изучаются главные принципы природы и закономерности действия электрического тока, а также другие нюансы.

Закон Ампера, например, утверждает, что проводники, соединенные параллельно, по которым течет ток в одинаковом направлении, неизбежно притягиваются, а в случае противоположного направления тока, соответственно, отталкиваются. Порой такое же название используют для физического закона, который определяет силу, действующую в существующем магнитном поле на небольшой участок проводника, в данный момент проводящего ток. Ее так и называют – сила Ампера. Это открытие было сделано ученым в первой половине девятнадцатого века (а именно в 1820 г.).

Закон сохранения заряда является одним из базовых принципов природы. Он гласит, что алгебраическая сумма всех электрических зарядов, возникающих в любой электрически изолированной системе, всегда сохраняется (становится постоянной). Несмотря на это, названный принцип не исключает и возникновения в таких системах новых заряженных частиц в результате протекания некоторых процессов. Тем не менее общий электрический заряд всех новообразованных частиц непременно должен равняться нулю.

Закон Кулона является одним из основных в электростатике. Он выражает принцип силы взаимодействия между неподвижными точечными зарядами и поясняет количественное исчисление расстояния между ними. Закон Кулона позволяет обосновать базовые принципы электродинамики экспериментальным образом. Он гласит, что неподвижные точечные заряды непременно взаимодействуют между собой с силой, которая тем выше, чем больше произведение их величин и, соответственно, тем меньше, чем меньше квадрат расстояния между рассматриваемыми зарядами и диэлектрическая проницаемость среды, в которой и происходит описываемое взаимодействие.

Закон Ома является одним из базовых принципов электричества. Он гласит, что чем больше сила постоянного электрического тока, действующего на определенном участке цепи, тем больше напряжение на ее концах.

«Правилом правой руки» называют принцип, который позволяет определить направление в проводнике тока, движущегося в условиях воздействия магнитного поля определенным образом. Для этого необходимо расположить кисть правой руки так, чтобы линии магнитной индукции образно касались раскрытой ладони, а большой палец вытянуть по направлению движения проводника. В таком случае остальные четыре выпрямленных пальца определят направление движения индукционного тока.

Также этот принцип помогает выяснить точное расположение линий магнитной индукции прямолинейного проводника, проводящего ток в данный момент. Это происходит так: поместите большой палец правой руки таким образом, чтобы он указывал направление тока, а остальными четырьмя пальцами образно обхватите проводник. Расположение этих пальцев и продемонстрирует точное направление линий магнитной индукции.

Принцип электромагнитной индукции представляет собой закономерность, которая объясняет процесс работы трансформаторов, генераторов, электродвигателей. Данный закон состоит в следующем: в замкнутом контуре генерируемая электродвижущая сила индукции тем больше, чем больше скорость изменения магнитного потока.

Оптика

Отрасль «Оптика» также отражает часть школьной программы (основные законы физики: 7-9 классы). Поэтому эти принципы не так сложны для понимания, как может показаться на первый взгляд. Их изучение приносит с собой не просто дополнительные знания, но лучшее понимание окружающей действительности. Основные законы физики, которые можно отнести к области изучения оптики, следующие:

1. Принцип Гюйнеса. Он представляет собой метод, который позволяет эффективно определить в каждую конкретную долю секунды точное положение фронта волны. Суть его состоит в следующем: все точки, которые оказываются на пути у фронта волны в определенную долю секунды, в сущности, сами по себе становятся источниками сферических волн (вторичных), в то время как размещение фронта волны в ту же долю секунду является идентичным поверхности, которая огибает все сферические волны (вторичные). Данный принцип используется с целью объяснения существующих законов, связанных с преломлением света и его отражением.
2. Принцип Гюйгенса-Френеля отражает эффективный метод разрешения вопросов, связанных с распространением волн. Он помогать объяснить элементарные задачи, связанные с дифракцией света.
3. Закон отражения волн. Применяется в равной степени и для отражения в зеркале. Его суть состоит в том, что как ниспадающий луч, так и тот, который был отражен, а также перпендикуляр, построенный из точки падения луча, располагаются в единой плоскости. Важно также помнить, что при этом угол, под которым падает луч, всегда абсолютно равен углу преломления.
4. Принцип преломления света. Это изменение траектории движения электромагнитной волны (света) в момент движения из одной однородной среды в другую, которая значительно отличается от первой по ряду показателей преломления. Скорость распространения света в них различна.
5. Закон прямолинейного распространения света. По своей сути он является законом, относящимся к области геометрической оптики, и заключается в следующем: в любой однородной среде (вне зависимости от ее природы) свет распространяется строго прямолинейно, по кратчайшему расстоянию. Данный закон просто и доступно объясняет образование тени.

Атомная и ядерная физика

Основные законы квантовой физики, а также основы атомной и ядерной физики изучаются в старших классах средней школы и высших учебных заведениях.

Так, постулаты Бора представляют собой ряд базовых гипотез, которые стали основой теории. Ее суть состоит в том, что любая атомная система может оставаться устойчивой исключительно в стационарных состояниях. Любое излучение или поглощение энергии атомом непременно происходит с использованием принципа, суть которого следующая: излучение, связанное с транспортацией, становится монохроматическим.

Эти постулаты относятся к стандартной школьной программе, изучающей основные законы физики (11 класс). Их знание является обязательным для выпускника.

Основные законы физики, которые должен знать человек

Некоторые физические принципы, хоть и относятся к одной из отраслей данной науки, тем не менее носят общий характер и должны быть известны всем. Перечислим основные законы физики, которые должен знать человек:

• Закон Архимеда (относится к областям гидро-, а также аэростатики). Он подразумевает, что на любое тело, которое было погружено в газообразное вещество или в жидкость, действует своего рода выталкивающая сила, которая непременно направлена вертикально вверх. Эта сила всегда численно равна весу вытесненной телом жидкости или газа.
• Другая формулировка этого закона следующая: тело, погруженное в газ или жидкость, непременно теряет в весе столько же, сколько составила масса жидкости или газа, в который оно было погружено. Этот закон и стал базовым постулатом теории плавания тел.
• Закон всемирного тяготения (открыт Ньютоном). Его суть состоит в том, что абсолютно все тела неизбежно притягиваются друг к другу с силой, которая тем больше, чем больше произведение масс данных тел и, соответственно, тем меньше, чем меньше квадрат расстояния между ними.

Это и есть 3 основных закона физики, которые должен знать каждый, желающий разобраться в механизме функционирования окружающего мира и особенностях протекания процессов, происходящих в нем. Понять принцип их действия достаточно просто.

Ценность подобных знаний

Основные законы физики обязаны быть в багаже знаний человека, независимо от его возраста и рода деятельности. Они отражают механизм существования всей сегодняшней действительности, и, в сущности, являются единственной константой в непрерывно изменяющемся мире.

Основные законы, понятия физики открывают новые возможности для изучения окружающего мира. Их знание помогает понимать механизм существования Вселенной и движения всех космических тел. Оно превращает нас не в просто соглядатаев ежедневных событий и процессов, а позволяет осознавать их. Когда человек ясно понимает основные законы физики, то есть все происходящие вокруг него процессы, он получает возможность управлять ими наиболее эффективным образом, совершая открытия и делая тем самым свою жизнь более комфортной.

Итоги

Некоторые вынуждены углубленно изучать основные законы физики для ЕГЭ, другие — по роду деятельности, а некоторые — из научного любопытства. Независимо от целей изучения данной науки, пользу полученных знаний трудно переоценить. Нет ничего более удовлетворяющего, чем понимание основных механизмов и закономерностей существования окружающего мира.

Не оставайтесь равнодушными — развивайтесь!

Одиннадцать научных законов и теорий, которые должен знать каждый-2: feanoturi — LiveJournal

Продолжаем знакомство с обязательными для знания научными законами и теориями, начатое тут. Правда за время пути собака могла подрасти вместо круглого числа «10» таких обязательных знаний стало уже «11»

7: Законы движения Ньютона

Прошлый пост закончился Законом всемирного тяготения от сэра Исаака Ньютона, этот тоже начнется с Ньютона, но уже с других его законов – три закона равноускоренного движения (чаще просто «три закона Ньютона») являются существенным компонентом современной физики. И, как и большинство физических законов, они элегантны в своей простоте.

Первый закон Ньютона утверждает, что объект, находящийся в состоянии равномерного движения (или в состоянии покоя) будет находиться в состоянии такого движения (или покоя) до воздействия на него внешнего воздействия (силы). Так, мячик, который катится по полу, со временем прекращает сове движение из-за того, что на него воздействует сила трения или меняет направление своего движения в результате удачного пинка или просто удара о стену.

Второй закон Ньютона устанавливает взаимосвязь между массой объекта (m) и его ускорения (a). Это закон выражается математической формулой F = m × a, в которой F – сила, выраженная в Ньютонах. Сила и ускорение представляют собой векторные величины, то есть величины, которые помимо значения характеризуются еще и направлением. Значение ускорения может использоваться для определения силы и наоборот.

Третий закон Ньютона, пожалуй, самый известный из всех его трех законов движения. Чаще всего его вспоминают в виде «Сила действия равна силе противодействия», хотя правильнее было бы: «Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению». На основании третьего закона мы может сделать вывод о том, что в гравитационной системе из двух тел происходит не только гравитационное влияние более тяжелого тела на более легкое, но и более легкое тело притягивает к себе более тяжелое. Так, в системе Земля/Луна влияние Луны на Землю проявляется в приливах и отливах.

6: Законы термодинамики

Британский физик и писатель Сноу как-то сказал, что человек, который не занимается наукой, не знающий второго закона термодинамики, такой же недоучка, как ученый, который никогда не читал Шекспира. Эта максима не только подчеркивает важность термодинамики в системе наук, но и то, что ее основы должен знать каждый, кто не хочет считать себя недоучкой.

В общем случае термодинамика изучает то, как энергия производит работу в любой системе, будь то двигатель или ядро планеты. В основе термодинамики лежит три принципа, которые в формулировке того Сноу звучат так:

Ты не можешь выиграть.
Ты не можешь сделать перерыв в игре.
Ты не можешь выйти из игры.

Как это понять? Говоря о том, что выиграть невозможно, Сноу отмечает, что мы не можем получить одно, не отказываясь от другого – для того, чтобы система производила работу, необходима подача энергии (нагрев), в противном случае такая система работать не будет, даже для полностью изолированного случая. Более того, в реальном мире не существует идеально изолированных систем, и в реальном случае часть энергии, которую мы передаем системе для совершения работы, передается окружающей среде и в дело вступает второй закон термодинамики.

Второе утверждение Сноу о невозможности сделать перерыв в игре, означает, что благодаря увеличению энтропии в закрытой системе, лишенной внешнего воздействия, мы не можем просто так вернуться в прежнее энергетическое состояние. Можно сказать, что энергия, сконцентрированная в одном объеме, будет перераспределяться в области с более низкой концентрации энергии.

И наконец, третий закон термодинамики, касающийся невозможности выхода из игры, относится к абсолютному нулю, состоянию материи при нуле Кельвинов или минус 273,15°C. При достижении системой абсолютного нуля должно прекратиться все движение молекул, что означает отсутствие кинетической энергии, достижение нулевого значения энтропии и формирование идеально упорядоченной системы. Тем не менее, абсолютный ноль представляет собой физически идеальное состояние, в реальном мире, даже в самых холодных областях космического пространства, достижение абсолютного нуля невозможно – можно лишь приближаться к этому состоянию/значению температуры.

5: Закон постоянства состава и свойств химических веществ.

Французский ученый-химик Жозеф Луи Пруст в 1808 году написал: «От одного полюса Земли до другого соединения имеют одинаковый состав и одинаковые свойства. Никакой разницы нет между оксидом железа из Южного полушария и Северного. Малахит из Сибири имеет тот же состав, как и малахит из Испании. Во всем мире есть лишь одна киноварь». Это было первой формулировкой закона состава и свойств химических веществ.

Атомно-молекулярное учение позволяет объяснить закон постоянства состава. Поскольку атомы имеют постоянную массу, то и массовый состав вещества в целом постоянен. Развитие химии показало, что наряду с соединениями постоянного состава существуют соединения переменного состава. По предложению Н.С. Курнакова первые названы дальтонидами (в память английского химика и физика Дальтона, к дальтонидам относятся все вещества молекулярного строения ), вторые — бертоллидами (в память французского химика Бертолле, предвидевшего такие соединения; это вещества с атомными, ионными и металлическими решетками). Теперь мы формулируем этот закон следующим образом: «Всякое чистое вещество молекулярного строения независимо от способа его получения всегда имеет постоянный качественный и количественный состав».

Поскольку большая часть веществ, которые, так или иначе, попадают в наш организм (с пищей, косметическими препаратами, лекарственными препаратами) имеют молекулярное строение, значение закона постоянства состава и свойств химических веществ заключается в том, что, например, «натуральные» ароматизаторы и ароматизаторы «идентичные натуральным» представляют собой одни и тем же вещества – компонент фруктовых эссенций этилацетат, зарегистрированный в качестве пищевой добавки E1504, одинаков, если его и получили в колбе в результате реакции этерификации и выделили из яблока; карбамид (мочевина), которая используется в зубных пастах или жевательных резинках имеет одинаковое строение и свойства будь это вещество выделено из мочи или синтезировано химическим путем.

4: Закон плавучести Архимеда

По легенде, древнегреческий мыслитель, математик и инженер Архимед, открыл закон, погрузившись в ванну и увидев, что часть воды выплеснулась наружу, после чего с криком «Эврика!» побежал по улицам Сиракуз в том, в чем был во время приема ванны (то есть не в чем).

В соответствии с законом Архимеда на тело, погружённое в жидкость (или газ), действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной этим телом жидкости (или газа). Этот закон используется для определения плотностей неизвестных веществ (поскольку плотность растворов определяется концентрацией компонентов, по принципу закона Архимеда работают и бытовые спиртометры, которые продаются в магазинах хозяйственных товаров).

Закон Архимеда незаменим для разработки аппаратов для подводного плавания и летательных аппаратов легче воздуха (воздушных шаров, аэростатов, дирижаблей и цеппелинов). Ну и, конечно, закон Архимеда предостерегает нас от того, чтобы залезть в ванну, наполненную до краев, если мы, конечно, не хотим потом вытирать пол в ванной комнате и ждать визита агрессивных соседей снизу.

4 понятия физики, которые должен знать каждый

Нравится вам это или нет, но физика – неотъемлемая часть повседневной жизни. И хотя он имеет тенденцию быть проклятием существования многих студентов в классе, это язык — смысл существования — для всего, что происходит вокруг нас, до нас, и для нас, от технологии, которые мы используем, и цвет закатов, меняющийся тон сирены скорой помощи, когда она проезжает мимо, и шлепки, которые вы получаете, когда поскользнулись и упали на задницу.

Таким образом, понимание физики должно быть доступно не только ученым в белых лабораторных халатах; скорее, каждый должен иметь очень базовое представление о ключевых законах физики . Чтобы помочь вам в этом, энтузиасты науки* из Brainscape (включая нынешнюю компанию) собрались вместе, чтобы поболтать о том, что, по нашему мнению, должен знать каждый о физике… и то, что мы придумали, вы теперь держите в своих виртуальных руках.

Поехали!

* Ознакомьтесь с когнитивной наукой, стоящей за нашим учебным приложением, которое может помочь вам изучать физику (или любой другой предмет, если на то пошло) намного эффективнее!

1. Законы физики, которые вы должны знать: Классическая механика и законы движения

Если вы изучали какую-либо науку, вы, вероятно, слышали историю об Исааке Ньютоне, который сидел под яблоней и формулировал основные законы движения. Хотя история отчасти апокрифична, на самом деле в ней есть доля правды.

В 1687 году Ньютон опубликовал Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , первую книгу, в которой были изложены фундаментальных законов, управляющих движением любого тела во Вселенной и они равны

Первый закон движения Ньютона

Объекты в состоянии покоя останутся в покое, а объекты в движении останутся в движении, перемещаясь с той же скоростью (скоростью и направлением), если на объект не будет воздействовать внешнее сила.

Перевод: Если вы бросите мяч в вакуум, например в космос, этот мяч будет продолжать лететь с той же скоростью и в том же направлении вечно. (при условии, что он не врежется в какой-либо космический мусор или не приблизится достаточно близко к большому небесному телу, чтобы соблазниться его гравитационным полем.) Это потому, что на этот шар не действуют никакие силы — ни порыв ветра, ни трение на молекулярном уровне, ни гравитации — у него не было бы причин останавливаться.

Второй закон движения Ньютона

Сила (F), с которой одно тело действует на другое тело, является произведением его массы (m) и ускорения (a), то есть скорости и направления, с которыми оно движется. т.е. F=ма.

Перевод: Если вы идете к кофейному автомату, а Сьюзан из бухгалтерии выбегает из-за угла, не глядя, и врезается прямо в вас, силу, с которой ее сладкое тело действует на ваше, можно рассчитать, умножив ее вес на скорость с которой она идет.

Третий закон движения Ньютона

Когда один объект воздействует на другой объект, второй объект оказывает равную и противоположную силу на первый.

Перевод: Если вы наступаете на указательный столб, ваше лицо воздействует на этот указатель силой, которая действует на ваше лицо с такой же, но противоположной силой.

Это может звучать немного абстрактно, но, как я пытался проиллюстрировать в своих «переводах», все законы движения Ньютона имеют вполне реальные, наблюдаемые эффекты в повседневной жизни! Мяч катится вниз, потому что на него действует сила тяжести; удары имеют тенденцию наносить ущерб, потому что два тела, сталкиваясь друг с другом, создают силу, которая является произведением их массы и ускорения; а указатели на самом деле причиняют боль, потому что они воздействуют на ваше лицо с силой назад , которая не предназначена для металлических высоких пятерок.

Кроме того, чем тяжелее масса рассматриваемого тела, тем больше сила, которую оно оказывает при таких столкновениях, но также тем больше сила, необходимая для его перемещения. Я вижу?

Стиент!

2. Законы физики, которые вы должны знать: Электромагнетизм

Вы видите его каждый день, он согревает нашу планету, управляет нашими суточными ритмами, разогревает наш обед в микроволновой печи, загорает нашу кожу, поставляет радиосигналы на наши, ну, радио, и множество других фундаментальных физических вещей. Но можете ли вы дать определение электромагнетизму ? Скорее всего, вы не можете, если вы пришли сюда, потому что вы немного невежественны в физике. Но я собираюсь изменить это прямо сейчас …

Атомы состоят из положительно и отрицательно заряженных частиц, называемых протонами и электронами соответственно. Когда электроны текут, они генерируют магнитные поля (да, такие, которые двигают металлические предметы). Взаимодействие электрических токов и магнитных полей называют электромагнетизмом.

Вы можете спросить себя, почему меня это должно волновать?

Помимо того, что электромагнетизм является одной из четырех основных сил, управляющих всей вселенной , электромагнетизм объясняет, почему и как поток электронов в расплавленном ядре Земли создает магнитное поле, защищающее нашу планету от поступающего солнечного излучения. Иначе мы бы сварились до смерти. Смерть от гамма-излучения = никакого удовольствия.

Электромагнетизм также является разделом физики, который объясняет поведение видимого света, электричества и других видов энергии в спектре электромагнитного излучения, от гамма- и ультрафиолетового излучения до микроволн, радиоволн, инфракрасного излучения и т. д. ., ВСЕ из которых вроде большое дело для человеческой цивилизации и нашей техники!

[ Псссст. Нужна небольшая помощь в освоении этих основ? Ознакомьтесь с коллекцией карточек по физике, созданных экспертами и пользователями Brainscape! Наша учебная платформа использует ключевые принципы когнитивной науки , чтобы помочь вам учиться более эффективно, разбивая сложные предметы, такие как физика, на их атомарные факты. ]

3. Законы физики, которые вы должны знать: Относительность

Общая теория относительности — это основная концепция в физике, которая часто описывается с использованием аналогии с движущимся транспортным средством. Допустим, вы едете в машине со скоростью 60 миль в час. Это кабриолет, и верх опущен. Вы бросаете мяч прямо вверх. Теория относительности помогает объяснить тот факт, что существует два разных взгляда на то, что происходит с мячом .

Можете ли вы назвать эти перспективы?

Из вашей перспективы внутри машины вы приложили к мячу восходящую силу. С точки зрения человека снаружи автомобиля , который стоит на месте, мяч уже двигался со скоростью 60 миль в час внутри автомобиля, когда была приложена вторая сила. Это простой пример, но его можно расширить до более крупных масштабов: например, Земля в настоящее время вращается вокруг Солнца со скоростью около 67 000 миль в час. Обычно это сдуло бы волосы с головы. Но из-за относительности нам это определенно не кажется таким.

Общая теория относительности была расширена в начале 1900-х годов, когда Альберт Эйнштейн придумал специальную теорию относительности . В своих трудах Эйнштейн выдвинул теорию об «абсолютном пределе скорости» света — скорости, которую нельзя превысить независимо от теории относительности. Подожди… что?

Хорошо, представьте себе: вы стоите посреди космоса и измеряете скорость, с которой свет движется мимо вас. Источник света рядом, неподвижен. Вы измеряете скорость света как 671 миллион миль в час. Затем вы проводите еще два эксперимента. В первом случае источник света уносится от вас со скоростью 300 миллионов миль в час. Во втором источник света движется к вам с той же скоростью. Однако каждый раз, когда вы измеряете скорость света, число остается тем же: 671 миллион миль в час.

Что это значит?

Тот факт, что скорость света остается неизменной, несмотря на движение источника света, означает, что что-то еще должно изменяться. Сможете угадать, что это? Вот так. ВРЕМЯ. Время ускоряется или замедляется в зависимости от того, насколько быстро источник света движется к вам или от вас. *Ka-pow*

Полное раскрытие: я знаю, что это может сбить с толку непрофессионала. но минимальное знание, которое можно взять домой, состоит в том, что теория относительности — как общая, так и специальная — является важной областью физики, которая разрывается от мозговых газов и умопомрачительных открытий о Вселенной, свете и небесных телах, таких как черные дыры.

[Отойди в сторону, Эйнштейн, вот шесть современных физиков, которых ты должен знать! (Даже если это просто для вашей следующей викторины в пабе.)]

4. Законы физики, которые вы должны знать: Термодинамика

Изучение термодинамики вращается вокруг взаимосвязи между теплом, энергией, механической работой и температурой. Есть четыре закона, управляющих термодинамикой, которые — просто чтобы усложнить ситуацию — пронумерованы от нуля до трех. Эти законы в основном объясняют, что происходит при переносе энергии из одного места в другое и из одной формы в другую9.0014 .

Наиболее важные законы термодинамики:

Нулевой закон термодинамики.

Мне исполнилось сегодня лет, когда я узнал, что «ноль» — это слово. Так или иначе, нулевой закон термодинамики говорит нам о состоянии теплового равновесия системы , которое описывает обмен теплотой и температуру системы. Это полезно, если вы хотите знать, брать ли с собой свитер.

Первый закон термодинамики или закон сохранения энергии.

Этот закон гласит, что энергия не создается и не уничтожается. Его можно только преобразовать из одной формы в другую.

Допустим, вы берете четыре атома водорода и сплавляете их вместе в один атом гелия, что постоянно делают звезды. Чистый атомный вес четырех атомов водорода на больше, чем у одного атома гелия на , а это означает, что в уравнении пропадает крошечное количество физической материи. Что с этим происходит? Получается преобразуется из физической материи (массы) в световую и тепловую энергию.

В одном абзаце я только что объяснил, как звезды выковывают гелий из атомов водорода, высвобождая при этом положительно ядерное количество света и тепловой энергии. Бу-я!

Второй закон термодинамики

Второй закон термодинамики гласит, что процессы, связанные с передачей или преобразованием тепловой энергии, необратимы и всегда движутся в сторону большего беспорядка или, говоря языком физики, энтропии.

Другими словами: яйцо не разболтаешь .

Третий закон термодинамики

Третий закон термодинамики гласит, что энтропия системы приближается к постоянному значению, когда температура приближается к абсолютному нулю, что на самом деле составляет -273 градуса Цельсия. Энтропия системы при абсолютном нуле обычно равна нулю и во всех случаях определяется только количеством различных основных состояний, которые она имеет.

Что, черт возьми, это значит? По сути, на атомном уровне то, что мы воспринимаем как «температуру», на самом деле относится к атомному движению . Например, в жаркий день солнечная энергия возбуждает атомы в атмосфере Земли, заставляя их быстро вибрировать. Эта вибрация несет энергию, которая передается нашей коже, согревая нас. Точно так же «холодные» атомы — это те, которые меньше двигаются. Дело не в том, что тепло заставляет атомы двигаться; дело в том, что движение атома равно тепла. Оооооо, ааааааа!

[Нужна помощь в освоении физики? Ознакомьтесь с «Как изучать физику: 5 убийственных стратегий», а также с нашим основополагающим учебным пособием по более эффективному обучению в целом.]

Используйте Brainscape, чтобы улучшить свою физику

Итак, есть еще четыре важных физических концепции, каждый должен знать об этой бездонной сфере исследований. Естественно, простительно, если некоторые из них прошли мимо вашей головы, но, по крайней мере, вы по-новому оценили эту сферу. Или, по крайней мере, это надежда.

Если вы на самом деле изучаете физику в средней школе или колледже, мы настоятельно рекомендуем вам установить Brainscape — самое интеллектуальное в мире учебное приложение — потому что оно может помочь вам усвоить важные основополагающие факты в два раза эффективнее , чем любой другой метод исследования. [Ознакомьтесь с подготовленными экспертами коллекциями карточек Brainscape для AP Physics, Physics 101 или MCAT Physics!]

Кроме того, в рамках многолетнего проекта, в котором участвуют сотни студентов, преподавателей, профессоров и экспертов из разных областей, Brainscape составила огромный набор знаний по огромному кругу других предметов. И вы можете получить доступ к этим карточкам прямо здесь, в нашем геноме знаний.

Эврика!

15 важных законов физики

Физические законы играют решающую роль в науке и считаются фундаментальными. Многие законы физики построены после различных исследований, а некоторые являются модификацией существующих законов и теоретических исследований. В этой статье рассматриваются важные законы физики, которые помогут при подготовке к различным экзаменам.

Шиха Гоял
Обновлено:
8 апреля 2019 г. 18:33 IST

Физические законы — это выводы, сделанные на основе многолетних научных наблюдений и экспериментов, которые повторяются снова и снова в различных условиях, чтобы прийти к предположениям, которые могут быть приняты во всем мире. Мы все знаем, что наш мир работает на некоторых принципах, и эти принципы нарисованы нашими учеными в виде определенных физических законов.

Важные законы физики
1. Принцип Архимеда
Принцип был открыт в 3 веке до н.э. греческим математиком. Архимед. Он утверждает, что когда тело частично или полностью погружено в жидкость, оно испытывает восходящую тягу, равную весу вытесненной им жидкости, т. е. его кажущаяся потеря веса равна весу вытесненной жидкости.
2. Закон Авагадро
В 1811 году он был открыт итальянским ученым Анедеосом Авагадро. Этот закон гласит, что в равных объемах всех газов при одинаковых условиях температуры и давления содержится одинаковое число молекул.
3. Закон Ома
Он гласит, что ток, проходящий через проводник между двумя точками, прямо пропорционален разности потенциалов между двумя точками при условии, что физическое состояние, температура и т. д. проводника не меняются.

Знаете ли вы, почему масло и вода не смешиваются?
4. Законы Ньютона (1642-1727)

Источник: www.hannibalphysics.wikispaces.com
Закон всемирного тяготения: Объекты притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс объектов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. Следовательно, для объектов на земле или около нее масса земли намного больше, чем масса объекта, и поэтому гравитационная сила между ними заставляет объекты падать на землю. Вот почему свинец и перо падают с одинаковой скоростью в вакууме.
Первый закон движения Ньютона
Тело продолжает оставаться в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения, за исключением случаев, когда оно вынуждено внешними приложенными силами изменить это состояние. Его также называют законом инерции.
Второй закон движения Ньютона
Скорость изменения количества движения пропорциональна приложенной силе и происходит в направлении прямой линии, по которой действует сила. Другими словами, «Сила равна массе, умноженной на ускорение».
Третий закон движения Ньютона
Каждому действию есть равное и противоположное противодействие. По этому принципу ощущается отдача при нажатии на спусковой крючок ружья.
Закон охлаждения Ньютона
Скорость, с которой тело охлаждается или отдает свое тепло окружающей среде, пропорциональна превышению средней температуры тела над температурой окружающей среды при условии, что это превышение температуры не слишком велико.

5. Закон Кулона (1738-1806)
Сила между двумя электрическими зарядами уменьшается до четверти своего прежнего значения, когда расстояние между ними удваивается. Единица электрического заряда в системе СИ, кулон, названа в честь Шарля Огюстена де Кулона, установившего этот закон.
6. Закон Стефана (1835-1883)
Полная энергия, излучаемая черным телом, равна четвертой степени его абсолютной температуры.

Почему лопнувший шар издает звук при уколе иглой?
7. Закон Паскаля (1623-1662)
— Когда к жидкости прикладывается давление, изменение давления передается каждой части жидкости без потерь. Гидравлические машины, такие как гидравлический пресс, работают по этому принципу.
— Атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты. Единицей давления в системе СИ является паскаль, названный в честь Паскаля, установившего этот закон.
8. Закон Гука (1635-1703)
Этот закон гласит, что удлинение пружины пропорционально ее растяжению. Удвоение напряжения приводит к удвоению величины растяжения.
9. Принцип Бернулли
Он гласит, что по мере увеличения скорости движущейся жидкости, жидкости или газа давление внутри жидкости уменьшается. Аэродинамическая подъемная сила на крыле самолета также частично объясняется этим принципом.
10. Закон Бойля
Он утверждает, что при постоянной температуре объем данной массы газа изменяется обратно пропорционально давлению газа.

11. Закон Чарльза
Он гласит, что при неизменном давлении объем данной массы газа увеличивается или уменьшается на 1/273 часть его объема при 0 градусов Цельсия на каждый градус Цельсия повышения или понижения его температуры.
12. Закон Кеплера
Каждая планета обращается вокруг Солнца по эллиптической орбите с Солнцем в одном из фокусов. Прямая линия, соединяющая Солнце и планету, заметает равные площади через равные промежутки. Квадраты периодов обращения планет пропорциональны кубам их среднего расстояния от Солнца.