Естествено и правилно е да се интересуваме от заобикалящия свят и законите на неговото функциониране и развитие. Ето защо е разумно да се обърне внимание на естествените науки, например физиката, която обяснява самата същност на формирането и развитието на Вселената. Основните физически закони са лесни за разбиране. В много ранна възраст училището въвежда тези принципи на децата.
За мнозина тази наука започва с учебника "Физика (7 клас)". Основните понятия и закони на механиката и термодинамиката се разкриват на учениците, те се запознават с ядрото на основните физични закони. Но трябва ли знанията да се ограничават до училищната скамейка? Какви физически закони трябва да знае всеки човек? Това ще бъде обсъдено по-късно в статията.
Научна физика
Много нюанси на описаната наука са познати на всеки от ранно детство. И това се дължи на факта, че по същество физиката е една от областите на естествените науки. Разказва за законите на природата, чието действиевлияе върху живота на всеки и в много отношения дори го предоставя за характеристиките на материята, нейната структура и модели на движение.
Терминът "физика" е записан за първи път от Аристотел през четвърти век пр.н.е. Първоначално това беше синоним на понятието "философия". В крайна сметка и двете науки имаха обща цел - правилно да обяснят всички механизми на функционирането на Вселената. Но още през шестнадесети век, в резултат на научната революция, физиката става независима.
Общ закон
Някои от основните закони на физиката се отнасят за различни клонове на науката. Освен тях има и такива, които се смятат за общи за цялата природа. Става дума за закона за запазване и преобразуване на енергията.
Това означава, че енергията на всяка затворена система, когато в нея възникват някакви явления, със сигурност се запазва. Въпреки това той е в състояние да се трансформира в друга форма и ефективно да променя количественото си съдържание в различни части на наименованата система. В същото време в отворена система енергията намалява, при условие че енергията на всички тела и полета, които взаимодействат с нея, се увеличава.
В допълнение към горния общ принцип, физиката съдържа основните понятия, формули, закони, които са необходими за тълкуване на процесите, протичащи в света. Изследването им може да бъде невероятно вълнуващо. Ето защо в тази статия основните закони на физиката ще бъдат разгледани накратко и за да ги разберем по-дълбоко, е важно да им обърнем пълно внимание.
Механика
Много основни закони на физиката се разкриват на младите учени в 7-9 клас на училището, където такъв клон на науката като механиката се изучава по-пълно. Основните му принципи са описани по-долу.
- Законът на относителността на Галилей (наричан още механичен закон на относителността или основа на класическата механика). Същността на принципа се крие във факта, че при подобни условия механичните процеси във всякакви инерционни референтни системи са напълно идентични.
- Законът на Хук. Същността му е, че колкото по-голямо е въздействието върху еластичното тяло (пружина, прът, конзола, греда) отстрани, толкова по-голяма е неговата деформация.
Законите на Нютон (представляват основата на класическата механика):
- Принципът на инерцията казва, че всяко тяло е в състояние да бъде в покой или да се движи равномерно и праволинейно само ако други тела не му влияят по никакъв начин или ако по някакъв начин компенсират действието на другото. За да промените скоростта на движение, е необходимо да действате върху тялото с известна сила и, разбира се, резултатът от въздействието на същата сила върху тела с различни размери също ще се различава.
- Основният модел на динамиката гласи, че колкото по-голяма е резултатната на силите, които действат в момента върху дадено тяло, толкова по-голямо е ускорението, получено от него. И съответно, колкото по-голямо е телесното тегло, толкова по-нисък е този показател.
- Трети закон на Нютон гласи товавсякакви две тела винаги взаимодействат едно с друго по идентичен модел: силите им са от едно и също естество, са еквивалентни по величина и задължително имат противоположна посока по правата линия, която свързва тези тела.
- Принципът на относителността гласи, че всички явления, възникващи при едни и същи условия в инерциални референтни системи, преминават по абсолютно идентичен начин.
Термодинамика
Ученически учебник, който разкрива на учениците основните закони („Физика. 7 клас“), запознава ги с основите на термодинамиката. Ще прегледаме накратко принципите му по-долу.
Законите на термодинамиката, които са основни в този клон на науката, са от общ характер и не са свързани с детайлите на структурата на конкретно вещество на атомно ниво. Между другото, тези принципи са важни не само за физиката, но и за химията, биологията, аерокосмическото инженерство и т.н.
Например, в посочената индустрия има правило, което не може да бъде логически определено, че в затворена система, чиито външни условия са непроменени, с времето се установява равновесно състояние. А процесите, които продължават в него, неизменно се компенсират взаимно.
Друго правило на термодинамиката потвърждава желанието на една система, която се състои от колосален брой частици, характеризиращи се с хаотично движение, да преминава независимо от по-малко вероятни състояния за системата към по-вероятни.
И законът на Гей-Люсак (наричан още газовият закон) гласи, че за газ с определена маса при условия на стабилно налягане резултатът от разделянето на неговия обем наабсолютната температура задължително става постоянна стойност.
Друго важно правило на тази индустрия е първият закон на термодинамиката, който също се нарича принцип на запазване и преобразуване на енергията за термодинамична система. Според него всяко количество топлина, което е било съобщено на системата, ще се изразходва изключително за метаморфозата на нейната вътрешна енергия и извършването на работа от нея по отношение на всякакви действащи външни сили. Именно тази закономерност стана основата за формиране на схема за работа на термичните двигатели.
Друга газова закономерност е законът на Чарлз. Той казва, че колкото по-голямо е налягането на определена маса на идеалния газ, като същевременно се поддържа постоянен обем, толкова по-висока е неговата температура.
Електричество
Открива интересни основни закони на физиката за 10-ти клас училище за млади учени. По това време се изучават основните принципи на природата и законите на действие на електрическия ток, както и други нюанси.
Законът на Ампер, например, гласи, че паралелно свързани проводници, през които тече ток в една и съща посока, неизбежно се привличат, а в случай на противоположна посока на тока, съответно, се отблъскват. Понякога същото име се използва за физически закон, който определя силата, действаща в съществуващо магнитно поле върху малък участък от проводник, който в момента провежда ток. Нарича се така - силата на Ампер. Това откритие е направено от учен през първата половина на деветнадесети век (а именно през 1820 г.).
Законзапазването на заряда е един от основните принципи на природата. Той гласи, че алгебричната сума от всички електрически заряди, възникващи във всяка електрически изолирана система, винаги се запазва (става постоянна). Въпреки това, посоченият принцип не изключва появата на нови заредени частици в такива системи в резултат на определени процеси. Независимо от това, общият електрически заряд на всички новообразувани частици трябва задължително да е равен на нула.
Законът на Кулон е един от основните в електростатиката. Той изразява принципа на силата на взаимодействие между фиксирани точкови заряди и обяснява количественото изчисляване на разстоянието между тях. Законът на Кулон дава възможност да се обосноват по експериментален начин основните принципи на електродинамиката. В него се казва, че неподвижните точкови заряди със сигурност ще взаимодействат един с друг със сила, която е толкова по-висока, колкото по-голям е продуктът на техните величини и съответно колкото по-малък, толкова по-малък е квадратът на разстоянието между разглежданите заряди и проницаемостта на средата, в която се осъществява описаното взаимодействие.
Законът на Ом е един от основните принципи на електричеството. Той казва, че колкото по-голяма е силата на постоянния електрически ток, действащ в определен участък от веригата, толкова по-голямо е напрежението в нейните краища.
"Правилото на дясната ръка" е принцип, който ви позволява да определите посоката в проводника на тока, движещ се по определен начин под въздействието на магнитно поле. За да направите това, е необходимо да поставите дясната ръка така, че линиите на магнитна индукцияобразно докосна отворената длан и протегна палеца по посока на проводника. В този случай останалите четири изправени пръста ще определят посоката на индукционния ток.
Също така, този принцип помага да се установи точното местоположение на линиите на магнитна индукция на прав проводник, който провежда ток в момента. Това се случва така: поставете палеца на дясната ръка по такъв начин, че да показва посоката на тока, а с останалите четири пръста образно хванете проводника. Местоположението на тези пръсти ще демонстрира точната посока на линиите на магнитна индукция.
Принципът на електромагнитната индукция е модел, който обяснява процеса на работа на трансформатори, генератори, електродвигатели. Този закон е следният: в затворена верига генерираната електродвижеща сила на индукцията е толкова по-голяма, колкото по-голяма е скоростта на промяна на магнитния поток.
Optics
Клонът "Оптика" също отразява част от училищната програма (основни закони на физиката: 7-9 клас). Следователно тези принципи не са толкова трудни за разбиране, колкото може да изглежда на пръв поглед. Тяхното изучаване носи със себе си не просто допълнителни знания, но и по-добро разбиране на заобикалящата действителност. Основните закони на физиката, които могат да бъдат приписани на областта на изучаване на оптиката, са както следва:
- принцип на Guynes. Това е метод, който ви позволява ефективно да определите във всяка част от секундата точната позиция на фронта на вълната. Същността му е следната:всички точки, които са по пътя на вълновия фронт за определена част от секундата, по същество се превръщат в източници на сферични вълни (вторични) сами по себе си, докато разположението на фронта на вълната в същата част от секундата е идентично на повърхността, която обикаля всички сферични вълни (вторична). Този принцип се използва за обяснение на съществуващите закони, свързани с пречупването на светлината и нейното отражение.
- Принципът на Хюйгенс-Френел отразява ефективен метод за разрешаване на проблеми, свързани с разпространението на вълните. Помага да се обяснят елементарните проблеми, свързани с дифракцията на светлината.
- Законът за отражение на вълната. Използва се еднакво за отражение в огледалото. Същността му се крие във факта, че както падащият лъч, така и този, който е бил отразен, както и перпендикулярът, изграден от точката на падане на лъча, са разположени в една равнина. Също така е важно да запомните, че ъгълът, под който пада лъчът, винаги е абсолютно равен на ъгъла на пречупване.
- Принцип на пречупване на светлината. Това е промяна в траекторията на електромагнитна вълна (светлина) в момента на движение от една хомогенна среда в друга, която се различава значително от първата по редица показатели на пречупване. Скоростта на разпространение на светлината в тях е различна.
- Законът за праволинейното разпространение на светлината. В основата си това е закон, свързан с областта на геометричната оптика, и е следният: във всяка хомогенна среда (независимо от нейното естество) светлината се разпространява строго праволинейно, по най-късото разстояние. Този закон обяснява образованието по прост и разбираем начин.сенки.
Атомна и ядрена физика
Основните закони на квантовата физика, както и основите на атомната и ядрената физика, се изучават в гимназиите и университетите.
По този начин постулатите на Бор са поредица от основни хипотези, които са се превърнали в основата на теорията. Същността му е, че всяка атомна система може да остане стабилна само в стационарни състояния. Всяко излъчване или поглъщане на енергия от атом непременно се осъществява с помощта на принципа, чиято същност е следната: излъчването, свързано с транспорта, става монохроматично.
Тези постулати се отнасят до стандартната училищна програма, която изучава основните закони на физиката (11 клас). Техните знания са задължителни за завършилите.
Основни закони на физиката, които човек трябва да знае
Някои физически принципи, въпреки че принадлежат към един от клоновете на тази наука, все пак са от общ характер и трябва да бъдат известни на всеки. Изброяваме основните закони на физиката, които човек трябва да знае:
- Законът на Архимед (отнася се до областите на хидро-, а също и на аеростатиката). Това означава, че всяко тяло, което е било потопено в газообразно вещество или в течност, е подложено на вид плаваща сила, която задължително е насочена вертикално нагоре. Тази сила винаги е числено равна на теглото на течността или газа, изместен от тялото.
- Друга формулировка на този закон е следната: тяло, потопено в газ или течност със сигурност ще загуби толкова тегло, колкотое масата на течността или газа, в който е потопен. Този закон стана основен постулат на теорията за плувните тела.
- Закон за универсалната гравитация (открит от Нютон). Същността му се крие във факта, че абсолютно всички тела неизбежно се привличат едно към друго със сила, която е толкова по-голяма, колкото по-голямо е произведението на масите на тези тела и съответно колкото по-малко, толкова по-малък е квадратът на разстоянието между тях.
Това са 3-те основни закона на физиката, които всеки, който иска да разбере механизма на функциониране на заобикалящия свят и особеностите на процесите, протичащи в него, трябва да знае. Разбирането на принципа на тяхното действие е доста просто.
Стойността на такова знание
Основните закони на физиката трябва да са в багажа на знанието на човек, независимо от неговата възраст и професия. Те отразяват механизма на съществуване на цялата днешна реалност и по същество са единствената константа в един непрекъснато променящ се свят.
Основните закони, концепциите на физиката отварят нови възможности за изучаване на света около нас. Техните знания помагат да се разбере механизмът на съществуването на Вселената и движението на всички космически тела. Той ни превръща не просто в наблюдатели на ежедневни събития и процеси, но ни позволява да сме наясно с тях. Когато човек разбира ясно основните закони на физиката, тоест всички процеси, протичащи около него, той получава възможността да ги контролира по най-ефективния начин, като прави открития и по този начин прави живота си по-удобен.
Резултати
Някои са принудени да се задълбочаватда изучават основните закони на физиката за Единния държавен изпит, други - по професия, а някои - от научно любопитство. Независимо от целите на изучаването на тази наука, ползите от придобитите знания трудно могат да бъдат надценени. Няма нищо по-удовлетворяващо от разбирането на основните механизми и модели на съществуването на околния свят.
Не бъдете безразлични - развивайте се!
