Interesujące się otaczającym światem oraz prawami jego funkcjonowania i rozwoju jest naturalne i prawidłowe. Dlatego warto zwrócić uwagę na nauki przyrodnicze, na przykład fizykę, która wyjaśnia samą istotę powstawania i rozwoju Wszechświata. Podstawowe prawa fizyczne są łatwe do zrozumienia. W bardzo młodym wieku szkoła przedstawia te zasady dzieciom.
Dla wielu ta nauka zaczyna się od podręcznika "Fizyka (klasa 7)". Podstawowe pojęcia i prawa mechaniki i termodynamiki są ujawniane uczniom, zapoznają się z istotą głównych praw fizycznych. Ale czy wiedza powinna ograniczać się do szkolnej ławki? Jakie prawa fizyczne powinien znać każdy człowiek? Zostanie to omówione w dalszej części artykułu.
Fizyka naukowa
Wiele niuansów opisywanej nauki jest znanych wszystkim od wczesnego dzieciństwa. A to dlatego, że w istocie fizyka jest jedną z dziedzin nauk przyrodniczych. Opowiada o prawach natury, których działaniewpływa na życie każdego człowieka, a pod wieloma względami nawet je zapewnia, o cechach materii, jej strukturze i wzorcach ruchu.
Termin „fizyka” został po raz pierwszy odnotowany przez Arystotelesa w IV wieku p.n.e. Początkowo był synonimem pojęcia „filozofia”. Wszak obie nauki miały wspólny cel - poprawnie wyjaśnić wszystkie mechanizmy funkcjonowania Wszechświata. Ale już w XVI wieku, w wyniku rewolucji naukowej, fizyka usamodzielniła się.
Prawo ogólne
Niektóre z podstawowych praw fizyki mają zastosowanie do różnych dziedzin nauki. Oprócz nich istnieją takie, które są uważane za wspólne dla całej przyrody. Chodzi o prawo zachowania i transformacji energii.
Sugeruje to, że energia każdego systemu zamkniętego, gdy zachodzą w nim jakiekolwiek zjawiska, jest z pewnością zachowana. Niemniej jednak jest w stanie przekształcić się w inną formę i skutecznie zmienić swoją zawartość ilościową w różnych częściach nazwanego systemu. Jednocześnie w systemie otwartym energia spada, pod warunkiem, że wzrasta energia wszelkich ciał i pól, które z nią oddziałują.
Oprócz powyższej ogólnej zasady, fizyka zawiera podstawowe pojęcia, wzory, prawa, które są niezbędne do interpretacji procesów zachodzących na świecie. Poznawanie ich może być niesamowicie ekscytujące. Dlatego w tym artykule pokrótce omówimy podstawowe prawa fizyki i aby lepiej je zrozumieć, należy poświęcić im pełną uwagę.
Mechanika
Wiele podstawowych praw fizyki zostaje ujawnionych młodym naukowcom w klasach 7-9 szkoły, gdzie taka dziedzina nauki jak mechanika jest szerzej poznana. Jego podstawowe zasady są opisane poniżej.
- Prawo względności Galileusza (zwane także mechanicznym prawem względności lub podstawą mechaniki klasycznej). Istota zasady polega na tym, że w podobnych warunkach procesy mechaniczne w dowolnych inercjalnych układach odniesienia są całkowicie identyczne.
- Prawo Hooke'a. Jego istotą jest to, że im większy wpływ na korpus sprężysty (sprężyna, drążek, konsola, belka) z boku, tym większe jest jego odkształcenie.
Prawa Newtona (stanowią podstawy mechaniki klasycznej):
- Zasada bezwładności mówi, że każde ciało może pozostawać w spoczynku lub poruszać się jednostajnie i prostoliniowo tylko wtedy, gdy żadne inne ciała w żaden sposób na nie nie wpływają lub w jakiś sposób kompensują sobie nawzajem swoje działanie. Aby zmienić prędkość ruchu, konieczne jest oddziaływanie na ciało z pewną siłą i oczywiście wynik działania tej samej siły na ciała o różnych rozmiarach również będzie różny.
- Główny wzorzec dynamiki mówi, że im większa wypadkowa sił, które aktualnie działają na dane ciało, tym większe otrzymuje ono przyspieszenie. I odpowiednio, im większa masa ciała, tym niższy ten wskaźnik.
- Trzecie prawo Newtona mówi, żedowolne dwa ciała zawsze oddziałują ze sobą w identyczny sposób: ich siły mają tę samą naturę, są równoważne pod względem wielkości i z konieczności mają przeciwny kierunek wzdłuż prostej łączącej te ciała.
- Zasada względności mówi, że wszystkie zjawiska zachodzące w tych samych warunkach w inercjalnych układach odniesienia przebiegają w absolutnie identyczny sposób.
Termodynamika
Podręcznik szkolny, który ujawnia uczniom podstawowe prawa ("Fizyka. Klasa 7"), wprowadza ich w podstawy termodynamiki. Poniżej krótko omówimy jego zasady.
Prawa termodynamiki, które są podstawowe w tej gałęzi nauki, mają charakter ogólny i nie są związane ze szczegółami struktury konkretnej substancji na poziomie atomowym. Nawiasem mówiąc, zasady te są ważne nie tylko dla fizyki, ale także dla chemii, biologii, inżynierii kosmicznej itp.
Na przykład w wymienionej branży istnieje reguła, której nie da się logicznie określić, że w układzie zamkniętym, dla którego warunki zewnętrzne są niezmienione, stan równowagi ustala się w czasie. A procesy, które w nim trwają, niezmiennie się kompensują.
Kolejna zasada termodynamiki potwierdza dążenie układu, który składa się z kolosalnej liczby cząstek o chaotycznym ruchu, do niezależnego przejścia od mniej prawdopodobnych stanów dla układu do bardziej prawdopodobnych.
Prawo Gay-Lussaca (zwane również prawem gazowym) mówi, że dla gazu o określonej masie w warunkach stałego ciśnienia, wynik dzielenia jego objętości przeztemperatura bezwzględna z konieczności staje się wartością stałą.
Kolejną ważną zasadą tej branży jest pierwsza zasada termodynamiki, zwana również zasadą zachowania i transformacji energii dla układu termodynamicznego. Według niego każda ilość ciepła, która została przekazana systemowi, zostanie przeznaczona wyłącznie na metamorfozę jego energii wewnętrznej i wykonywanie przez niego pracy w odniesieniu do wszelkich działających sił zewnętrznych. To właśnie ta prawidłowość stała się podstawą do stworzenia schematu działania silników cieplnych.
Kolejną prawidłowością związaną z gazem jest prawo Karola. Mówi, że im większe ciśnienie pewnej masy gazu doskonałego, przy zachowaniu stałej objętości, tym wyższa jest jego temperatura.
Elektryczność
Odkrywa interesujące podstawowe prawa fizyki dla 10 klasy szkoły dla młodych naukowców. W tej chwili badane są główne zasady natury i prawa działania prądu elektrycznego, a także inne niuanse.
Prawo Ampère'a na przykład mówi, że przewodniki połączone równolegle, przez które prąd płynie w tym samym kierunku, nieuchronnie przyciągają, aw przypadku przeciwnego kierunku, odpowiednio, odpychają. Czasami ta sama nazwa jest używana dla prawa fizycznego, które określa siłę działającą w istniejącym polu magnetycznym na mały odcinek przewodnika, który aktualnie przewodzi prąd. Nazywa się to tak - moc Ampere. Odkrycia tego dokonał naukowiec w pierwszej połowie XIX wieku (czyli w 1820 roku).
Prawoochrona ładunku jest jedną z podstawowych zasad przyrody. Stwierdza, że suma algebraiczna wszystkich ładunków elektrycznych powstających w każdym elektrycznie izolowanym układzie jest zawsze zachowana (staje się stała). Mimo to wspomniana zasada nie wyklucza pojawienia się nowych naładowanych cząstek w takich układach w wyniku pewnych procesów. Niemniej jednak całkowity ładunek elektryczny wszystkich nowo powstałych cząstek musi koniecznie być równy zeru.
Prawo Coulomba jest jednym z podstawowych w elektrostatyce. Wyraża zasadę siły oddziaływania między stałymi ładunkami punktowymi i wyjaśnia ilościowe obliczanie odległości między nimi. Prawo Coulomba umożliwia eksperymentalne uzasadnienie podstawowych zasad elektrodynamiki. Mówi ona, że nieruchome ładunki punktowe z pewnością będą oddziaływać ze sobą z siłą, która jest tym większa, im większy jest iloczyn ich wartości i odpowiednio im mniejszy, tym mniejszy kwadrat odległości między rozważanymi ładunkami a przenikalnością medium, w którym zachodzi opisana interakcja.
Prawo Ohma jest jedną z podstawowych zasad elektryczności. Mówi, że im większa siła stałego prądu elektrycznego działającego w pewnym odcinku obwodu, tym większe napięcie na jego końcach.
"Reguła prawej ręki" to zasada, która pozwala określić kierunek w przewodzie prądu poruszającego się w określony sposób pod wpływem pola magnetycznego. W tym celu należy ustawić prawą rękę tak, aby linie indukcji magnetycznejw przenośni dotknął otwartej dłoni i wyciągnął kciuk w kierunku dyrygenta. W takim przypadku pozostałe cztery wyprostowane palce określą kierunek prądu indukcyjnego.
Ponadto zasada ta pomaga ustalić dokładne położenie linii indukcji magnetycznej prostego przewodnika, który w danej chwili przewodzi prąd. Dzieje się to tak: umieść kciuk prawej ręki tak, aby wskazywał kierunek prądu, a pozostałymi czterema palcami w przenośni chwyć przewodnik. Położenie tych palców pokaże dokładny kierunek linii indukcji magnetycznej.
Zasada indukcji elektromagnetycznej to wzór, który wyjaśnia proces działania transformatorów, generatorów, silników elektrycznych. To prawo jest następujące: w obwodzie zamkniętym generowana siła elektromotoryczna indukcji jest tym większa, im większa jest szybkość zmiany strumienia magnetycznego.
Optyka
Dział „Optyka” odzwierciedla również część szkolnego programu nauczania (podstawowe prawa fizyki: klasy 7-9). Dlatego te zasady nie są tak trudne do zrozumienia, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Ich badanie niesie ze sobą nie tylko dodatkową wiedzę, ale lepsze zrozumienie otaczającej rzeczywistości. Podstawowe prawa fizyki, które można przypisać do dziedziny optyki, są następujące:
- Zasada Guynesa. Jest to metoda, która pozwala na sprawne określenie w dowolnym ułamku sekundy dokładnego położenia czoła fali. Jego istota jest następująca:wszystkie punkty, które znajdują się na drodze czoła fali w określonym ułamku sekundy, w istocie stają się same w sobie źródłami fal kulistych (wtórnych), podczas gdy położenie czoła fali w tym samym ułamku sekundy jest identyczne z powierzchnia, która omija wszystkie fale sferyczne (wtórne). Zasada ta służy do wyjaśnienia istniejących praw związanych z załamaniem światła i jego odbiciem.
- Zasada Huygensa-Fresnela odzwierciedla skuteczną metodę rozwiązywania problemów związanych z propagacją fal. Pomaga wyjaśnić elementarne problemy związane z dyfrakcją światła.
- Prawo odbicia fali. W równym stopniu służy do odbicia w lustrze. Jej istota polega na tym, że zarówno wiązka padająca, jak i ta, która została odbita, a także prostopadła skonstruowana z punktu padania wiązki, leżą w jednej płaszczyźnie. Należy również pamiętać, że kąt, pod którym pada wiązka, jest zawsze absolutnie równy kątowi załamania.
- Zasada załamania światła. Jest to zmiana trajektorii fali elektromagnetycznej (światła) w momencie przemieszczania się z jednego ośrodka jednorodnego do drugiego, która różni się znacznie od pierwszego pod względem wielu współczynników załamania. Prędkość propagacji światła w nich jest inna.
- Prawo prostoliniowej propagacji światła. W swej istocie jest to prawo związane z dziedziną optyki geometrycznej i wygląda następująco: w dowolnym jednorodnym ośrodku (bez względu na jego charakter) światło rozchodzi się ściśle prostoliniowo na najkrótszej odległości. To prawo wyjaśnia edukację w prosty i zrozumiały sposób.cienie.
Fizyka atomowa i jądrowa
Podstawowe prawa fizyki kwantowej, a także podstawy fizyki atomowej i jądrowej są przedmiotem studiów w szkołach średnich i na uniwersytetach.
Zatem postulaty Bohra to szereg podstawowych hipotez, które stały się podstawą teorii. Jego istotą jest to, że każdy układ atomowy może pozostać stabilny tylko w stanach stacjonarnych. Każde promieniowanie lub pochłanianie energii przez atom z konieczności odbywa się zgodnie z zasadą, której istota jest następująca: promieniowanie związane z transportem staje się monochromatyczne.
Te postulaty odnoszą się do standardowego programu szkolnego, który bada podstawowe prawa fizyki (klasa 11). Ich wiedza jest obowiązkowa dla absolwenta.
Podstawowe prawa fizyki, które człowiek powinien znać
Niektóre zasady fizyczne, chociaż należą do jednej z gałęzi tej nauki, niemniej jednak mają charakter ogólny i powinny być znane każdemu. Wymieniamy podstawowe prawa fizyki, które człowiek powinien znać:
- Prawo Archimedesa (dotyczy dziedzin hydro- a także aerostatyki). Oznacza to, że na każde ciało zanurzone w substancji gazowej lub w cieczy działa rodzaj siły wyporu, która z konieczności jest skierowana pionowo w górę. Siła ta jest zawsze liczbowo równa ciężarowi cieczy lub gazu wypartego przez ciało.
- Inne sformułowanie tego prawa jest następujące: ciało zanurzone w gazie lub cieczy z pewnością straci na wadze tyle, ile wynosibyła masą cieczy lub gazu, w której był zanurzony. Prawo to stało się podstawowym postulatem teorii pływających ciał.
- Prawo powszechnego ciążenia (odkryte przez Newtona). Jego istota polega na tym, że absolutnie wszystkie ciała są nieuchronnie przyciągane do siebie z siłą, która jest tym większa, im większy jest iloczyn mas tych ciał, a zatem im mniejszy, tym mniejszy kwadrat odległości między nimi.
Są to 3 podstawowe prawa fizyki, które powinien znać każdy, kto chce zrozumieć mechanizm funkcjonowania otaczającego świata i cechy zachodzących w nim procesów. Zrozumienie zasady ich działania jest dość proste.
Wartość takiej wiedzy
Podstawowe prawa fizyki muszą znajdować się w bagażu wiedzy człowieka, niezależnie od jego wieku i wykonywanego zawodu. Odzwierciedlają mechanizm istnienia całej dzisiejszej rzeczywistości i w istocie są jedyną stałą w ciągle zmieniającym się świecie.
Podstawowe prawa, koncepcje fizyki otwierają nowe możliwości badania otaczającego nas świata. Ich wiedza pomaga zrozumieć mechanizm istnienia Wszechświata i ruch wszystkich ciał kosmicznych. Zmienia nas nie tylko w obserwatorów codziennych wydarzeń i procesów, ale pozwala nam być ich świadomym. Kiedy człowiek wyraźnie rozumie podstawowe prawa fizyki, czyli wszystkie procesy zachodzące wokół niego, ma możliwość kontrolowania ich w najbardziej efektywny sposób, dokonywania odkryć, a tym samym uczynienia swojego życia wygodniejszym.
Wyniki
Niektórzy są zmuszeni do pogłębianiastudiować podstawowe prawa fizyki dla Zjednoczonego Egzaminu Państwowego, inne - według zawodu, a niektóre - z naukowej ciekawości. Niezależnie od celów studiowania tej nauki, korzyści płynące z uzyskanej wiedzy trudno przecenić. Nie ma nic bardziej satysfakcjonującego niż zrozumienie podstawowych mechanizmów i wzorców istnienia otaczającego świata.
Nie bądź obojętny - ewoluuj!
