Физика: основни понятия, формули, закони. Основните закони на физиката, които човек трябва да знае

Да се ​​интересуваш от околния свят и законите за неговото функциониране и развитие е естествено и правилно. Ето защо е разумно да се обърне внимание на природните науки, например на физиката, което обяснява самата същност на формирането и развитието на Вселената. Основните физически закони са лесни за разбиране. Още в съвсем млада възраст училището запознава децата с тези принципи.

За мнозина тази наука започва с учебника "Физика (степен 7)". Основните понятия и закони на механиката и термодинамиката се отварят пред учениците, те се запознават с ядрото на основните физически закони. Но трябва ли знанието да бъде ограничено до училищна пейка? Какви физически закони трябва да знаят всички? Това ще бъде разгледано по-късно в статията.

Наука по физика

Много от нюансите на описаната наука са познати на всички от ранно детство. И това се дължи на факта, че по същество физиката е една от природните науки. Тя разказва за законите на природата, чийто ефект засяга живота на всеки и в много отношения дори го предоставя, за характеристиките на материята, структурата и законите на движението.

Терминът "физика" за първи път е записан от Аристотел през четвърти век пр. Хр. Първоначално тя е синоним на понятието "философия". В края на краищата двете науки имат една-единствена цел - да обяснят правилно всички механизми на функциониране на Вселената. Но още в шестнадесети век, в резултат на научната революция, физиката става независима.

Общ закон

Някои основни закони на физиката се използват в различни области на науката. В допълнение към тях има и такива, които обикновено се считат за общи за цялата природа. Става въпрос за закона за опазване и трансформация на енергията.

Това предполага, че енергията на всяка затворена система, когато се появят явления в нея, винаги се запазва. Независимо от това, тя може да се превърне в друга форма и ефективно да променя количественото си съдържание в различни части на споменатата система. В същото време в една затворена система енергията намалява, при условие, че енергията на всички тела и полета, които взаимодействат с нея, се увеличава.

В допълнение към горепосочения общ принцип, физиката съдържа основните понятия, формули и закони, необходими за тълкуването на процесите, протичащи в околния свят. Техните изследвания могат да бъдат невероятно забавно преживяване. Следователно в тази статия ще бъдат разгледани накратко основните физически закони и за да ги разберем по-задълбочено, е важно да им обърнем цялото внимание.

механика

Много млади учени откриват основните закони на физиката от 7-и и 9-и клас на училището, където науката е по-добре изучавана, като механика. Неговите основни принципи са описани по-долу.

1. Законът за относителността на "Галилео" (наричан още механичен закон за относителността или основа на класическата механика). Същността на принципа е, че при подобни условия механичните процеси във всяка инерционна рамка са напълно еднакви.
2. Законът на Хоук. Същността му е, че колкото по-голямо е въздействието върху еластичното тяло (пружината, пръта, конзолата, лъча) отстрани, толкова по-голяма е деформацията му.

Законите на Нютон (те са в основата на класическата механика):

1. Принципът на инерцията гласи, че всяко тяло може да бъде в състояние на покой или равномерно движение по права линия, само ако няма друг орган, по никакъв начин не се отрази, в противен случай, ако те са по някакъв начин да компенсира ефекта от един на друг. За да промените скоростта на движение, за да е необходимо на организма да се действа с малко сила, и разбира се на обратна връзка е равна на силата на различен размер на тялото също ще се различават.
2. Основната закономерност на динамиката твърди, че колкото по-големи са силите, които понастоящем действат върху дадено тяло, толкова по-голямо е ускорението, което се получава от нея. И, съответно, колкото повече телесно тегло, толкова по-малко този показател.
3. Третият закон на Нютон казва, че всички две тела винаги взаимодействат една с друга по еднакъв модел: силите им са от същата природа, имат равностойна величина и задължително имат противоположната посока по линията, свързваща тези тела.
4. Принципът на относителността утвърждава, че всички явления, настъпващи при същите условия в инерциалните еталонни рамки, преминават абсолютно еднакво.

термодинамика

Учебник, който разкрива основните закони на студентите ("Физика, степен 7"), запознава ги с основите на термодинамиката. Накратко обсъждаме нейните принципи по-долу.

Законите на термодинамиката, които са основни в тази област на науката, са от общ характер и не са свързани с детайлите на структурата на дадено вещество на атомно ниво. Между другото, тези принципи са важни не само за физиката, но и за химията, биологията, космическото инженерство и т.н.

Например, в посочения отрасъл съществува правило, което не дава логическа дефиниция, че в затворена система, чиито външни условия са непроменени, с времето се установява равновесно състояние. Процесите, които продължават в него, неизменно се компенсират един друг.

Друго правило на термодинамиката потвърждава желанието на системата, която се състои от колосален брой частици, характеризиращи се с хаотично движение, към независим преход от по-вероятните към по-вероятните.

И законът на Гей-Лусак (наричан още газов закон) гласи, че за газ с определена маса при условия на стабилно налягане резултатът от разделянето на неговия обем на абсолютната температура задължително става постоянна стойност.

Друго важно правило на този отрасъл е първият закон на термодинамиката, който също се нарича принцип на консервация и преобразуване на енергия за термодинамична система. Според него всяко количество топлина, което е било съобщено на системата, ще бъде изразходвано изключително за метаморфозата на вътрешната енергия и за изпълнението на нейната работа във връзка с всякакви действащи външни сили. Тази регулярност се превърна в основата за създаването на схема за експлоатация на термични машини.

Друг закон за природния газ е законът на Чарлз. Той заявява, че колкото по-голямо е налягането на определена маса идеален газ при условия на поддържане на постоянен обем, толкова по-голяма е неговата температура.

електричество

Отваря млади учени с интересни основни закони на физиката за 10-ти клас на училището. По това време се проучват основните принципи на природата и законите на действието на електрически ток, както и други нюанси.

Законът на Ампер например твърди, че паралелно свързаните проводници, през които протича токът в същата посока, неизбежно се привличат, а в случая на противоположната посока на тока съответно отблъскват. Понякога същото име се използва за физически закон, който определя силата, действаща в съществуващо магнитно поле върху малка част от проводник, който в момента провежда ток. Тя се нарича - силата на Ампер. Това откритие е направено от учени през първата половина на деветнадесети век (а именно през 1820 г.).

Законът за опазване на заряда е един от основните принципи на природата. Той заявява, че алгебричната сума от всички електрически заряди, възникващи във всяка електрически изолирана система, винаги се запазва (става постоянна). Въпреки това, горният 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 задължително трябва да бъде нула.

Законът за Кулон е един от основните в електростатиката. Тя изразява принципа на силата на взаимодействие между таксите с фиксирана точка и обяснява количественото изчисление на разстоянието между тях. Законът на Кулумб ни позволява да обосновем основните експериментални принципи на електродинамиката. Казва, че таксите с фиксирана точка неизменно взаимодействат една с друга със сила, която е по-висока, толкова по-голям е продуктът от техните количества и съответно, толкова по-малък е квадратът на разстоянието между въпросните такси и диелектрична константа в която се осъществява описаното взаимодействие.

Законът на Ом е един от основните принципи на електроенергията. Тя казва, че колкото по-голяма е силата на постоянен електрически ток, действащ върху определена част от веригата, толкова по-голямо е напрежението в нейните краища.

"Правилото на дясната ръка" наречен принцип, който ви позволява да определите посоката в проводника на ток, който се движи в условията на магнитното поле по определен начин. За да направите това, трябва да поставите дясната четка, така че линиите на магнитната индукция да докоснат отворената длан на ръката ви и да изтеглите палеца в посока на движението на проводника. В този случай другите четири изправени пръста ще определят посоката на движение на индукционния ток.

Също така, този принцип помага да се определи точното местоположение на линиите на магнитна индукция на праволинеен проводник, който провежда ток в даден момент. Такъв е случаят: поставете палеца на дясната ръка по такъв начин, че да показва посока на тока, и с другите четири пръста хванете проводника. Разположението на тези пръсти и ще покаже точната посока на линиите на магнитната индукция.

Принципът на електромагнитната индукция е регулярност, която обяснява работата на трансформатори, генератори, електродвигатели. Този закон е както следва: в затворен цикъл, генерираните електромоторна сила Индуцирането е по-голямо, толкова по-голяма е скоростта на промяна на магнитния поток.

оптика

Отрасълът "Оптика" също отразява част от учебната програма (основни закони на физиката: степени 7-9). Ето защо тези принципи не са толкова трудни за разбиране, колкото изглежда на пръв поглед. Изучаването им носи не само допълнителни знания, но и по-добро разбиране на обкръжаващата ги действителност. Основните закони на физиката, които могат да бъдат приписани на областта на оптиката, са както следва:

1. Принципът на Гинес. Това е метод, който ви позволява ефективно да определите във всяка конкретна част от секунда точната позиция на вълновия фронт. Същността е както следва: всички точки, които са в пътя на фронта на вълната в определена част от секундата, в действителност, се превърна източници на сферични вълни (вторични), а разположението на фронта на вълната в същото разделянето втората е идентичен на повърхността , която обвива всички сферични вълни (вторична). Този принцип се използва за обяснение на съществуващите закони, свързани с пречупването на светлината и нейното отражение.
2. Принципът Huygens-Fresnel отразява ефективен метод за решаване на въпроси, свързани с разпространението на вълните. Той помага да обясни елементарните проблеми, свързани с дифракцията на светлината.
3. Законът на размисъл вълни. Той се прилага еднакво за отражение в огледалото. Същността му е, че както низходящият лъч, така и отразеният, както и перпендикулярът, конструиран от точката на разпространение на лъча, се намират в една равнина. Също така е важно да запомните, че ъгълът, по който гредата пада, винаги е абсолютно равен на ъгъла на пречупване.
4. Принцип на пречупване на светлината. Тази промяна в траекторията на движението на електромагнитна вълна (светлина) в момента на движение от една хомогенна среда към друга, която се различава значително от първата в редица индекси на пречупване. Скоростта на разпространение на светлината в тях е различна.
5. Законът за разсейване на праволинейна светлина. По същество това е закон, който се отнася до областта на геометричната оптика и се състои в следното: във всяка хомогенна среда (независимо от нейната природа) светлината се разпространява строго праволинейно, в съответствие с най-краткото разстояние. Този закон просто и лесно обяснява образуването на сянката.

Атомна и ядрена физика

Основните закони на квантовата физика, както и основите на атомната и ядрената физика, се изучават в горните степени на средното училище и висшите учебни заведения.

По този начин, постулатите на Бор са серия от основни хипотези, които са се превърнали в основата на теорията. Нейната същност се крие във факта, че всяка атомна система може да остане стабилна само в неподвижни състояния. Всяко излъчване или абсорбиране на енергия от даден атом задължително възниква, като се използва принципът, чиято същност е следната: радиацията, свързана с транспорта, става едноцветен.

Тези постулати се отнасят до стандартна учебна програма, която изучава основните закони на физиката (11 клас). Техните знания са задължителни за завършилите.

Основните закони на физиката, които човек трябва да знае

Някои физически принципи, въпреки че се отнасят до един от клоновете на тази наука, все пак са от общ характер и трябва да бъдат известни на всички. Да изброим основните закони на физиката, които човек трябва да знае:

• Законът на Архимед (отнася се до областите на хидро- и аеростатиката). Това означава, че някаква сила на плаваемост действа върху всяко тяло, потопено в газообразно вещество или течност, което задължително е насочено вертикално нагоре. Тази сила винаги е цифрово равна на теглото на течността или газа, изместени от тялото.
• Друга формулировка на този закон е следната: тялото, потопено в газ или течност, непременно губи толкова тегло, колкото теглото на течността или газта, в които е потопено. Този закон се превръща в основен постулат на теорията за плуването на телата.
• Законът за универсалната гравитация (открит от Нютон). Нейната същност е, че абсолютно всички тела неизбежно се привличат един към друг със сила, която е по-голяма, толкова по-голям е продуктът на масите на тези тела и вследствие на това колкото по-малък е, толкова по-малък е квадратът на разстоянието между тях.

Това са трите основни закона на физиката, които всеки трябва да знае, който иска да разбере механизма на функциониране на околния свят и особеностите на процесите, които се случват в него. Да се ​​разбере принципът на тяхното действие е съвсем проста.

Стойността на тези знания

Основните закони на физиката трябва да са в багажа на знанието на човека, независимо от неговата възраст и вид дейност. Те отразяват механизма на съществуване на цялата съвременна действителност и по същество са единствената константа в непрекъснато променящия се свят.

Основните закони, концепциите за физиката, откриват нови възможности за изучаване на света около нас. Техните познания помагат да се разбере механизмът на съществуване на вселената и движението на всички космически тела. Той ни превръща не просто в шпиони на ежедневни събития и процеси, но ни позволява да ги реализираме. Когато човек ясно разбира основните физически закони, т.е. всички процеси, които се случват около него, той получава възможността да ги управлява по най-ефективния начин, като прави открития и по този начин прави живота си по-удобен.

резултати

Някои от тях са принудени да изучават задълбочено основните закони на физиката за Единната държавна изпити, други - според характера на дейността и някои - от научното любопитство. Независимо от целите на изучаването на тази наука, ползите от знанието не могат да бъдат подчертани. Няма нищо по-задоволително от разбирането на основните механизми и модели на съществуване на света около нас.

Не оставайте безразлични - развивайте се!