Osnovna pravila fizike. Zakoni fizike su zakoni života

Nijedna sfera ljudske aktivnosti ne može bez egzaktnih nauka. I koliko god ljudski odnosi bili složeni, oni se takođe svode na ove zakone. nudi prisjetiti se zakona fizike s kojima se čovjek susreće i doživljava svaki dan svog života.

Najjednostavniji, ali najvažniji zakon je Zakon održanja i transformacije energije.

Energija svakog zatvorenog sistema ostaje konstantna za sve procese koji se odvijaju u sistemu. A mi smo u tako zatvorenom sistemu i jesmo. One. koliko dajemo, toliko dobijamo. Ako želimo nešto dobiti, moramo dati isti iznos prije toga. I ništa drugo!

I mi, naravno, želimo da dobijemo veliku platu, ali ne idemo na posao. Ponekad se stvori iluzija da „budale imaju sreće“ i mnogima sreća padne na glavu. Pročitajte bilo koju bajku. Heroji stalno moraju savladavati ogromne poteškoće! Zatim plivajte u hladnoj vodi, pa u kipućoj vodi.

Muškarci privlače pažnju žena udvaranjem. Žene se pak brinu o tim muškarcima i djeci. I tako dalje. Dakle, ako želite nešto da dobijete, potrudite se da prvo date.

Sila akcije jednaka je sili reakcije.

Ovaj zakon fizike odražava prethodni, u principu. Ako je osoba počinila negativan čin - svjesna ili ne - i tada dobila odgovor, tj. opozicija. Ponekad su uzrok i posljedica razdvojeni u vremenu i ne možete odmah shvatiti odakle vjetar duva. Moramo, što je najvažnije, zapamtiti da se ništa jednostavno ne događa.

Zakon poluge.

Arhimed je uzviknuo: Dajte mi uporište i pomeriću Zemlju!". Bilo koja težina se može nositi ako odaberete pravu polugu. Uvijek treba procijeniti koliko dugo će poluga biti potrebna za postizanje određenog cilja i izvući zaključak za sebe, postaviti prioritete: da li trebate uložiti toliko truda da napravite pravu polugu i pomaknete ovu težinu ili je lakše otići sam i obavljati druge aktivnosti.

Pravilo gimleta.

Pravilo je da označava smjer magnetskog polja. Ovo pravilo odgovara na vječno pitanje: ko je kriv? I ističe da smo mi sami krivi za sve što nam se dešava. Koliko god to bilo uvredljivo, koliko god bilo teško, ma koliko na prvi pogled izgledalo nepravedno, uvijek moramo biti svjesni da smo mi sami od samog početka bili uzrok.

zakon noktiju.

Kada neko želi da zakuca ekser, on ne kuca negde blizu eksera, on kuca tačno po glavi eksera. Ali sami ekseri se ne penju u zidove. Uvijek morate odabrati pravi čekić kako ne biste slomili nokat maljem. A prilikom bodovanja, morate izračunati udarac tako da se šešir ne savija. Neka bude jednostavno, vodite računa jedni o drugima. Naučite razmišljati o komšiji.

I konačno, zakon entropije.

Entropija je mjera poremećaja sistema. Drugim riječima, što je više haosa u sistemu, to je veća entropija. Preciznija formulacija: u spontanim procesima koji se odvijaju u sistemima, entropija se uvijek povećava. Po pravilu, svi spontani procesi su ireverzibilni. One dovode do stvarnih promjena u sistemu i nemoguće ga je vratiti u prvobitno stanje bez trošenja energije. Istovremeno, nemoguće je tačno (100%) ponoviti njegovo početno stanje.

Da bismo bolje razumjeli o kakvom redu i neredu je riječ, napravimo eksperiment. Crno-bijele pelete sipajte u staklenu teglu. Hajde da prvo stavimo crne, pa bele. Peleti će biti raspoređeni u dva sloja: crni donji, bijeli na vrhu - sve je u redu. Zatim nekoliko puta protresite teglu. Pelete će se ravnomjerno pomiješati. I koliko god da mi onda mućkamo ovu teglu, teško da ćemo uspeti da postignemo da se pelete ponovo rasporede u dva sloja. Evo ga, entropija u akciji!

Naređenim se smatra stanje kada su peleti raspoređeni u dva sloja. Stanje kada su pelete ravnomjerno pomiješane smatra se poremećenim. Za povratak u uređeno stanje potrebno je gotovo čudo! Ili ponovljeni mukotrpan rad sa peletima. I gotovo da nije potrebno mnogo truda da se napravi haos u banci.

Točak automobila. Kada je napuhan, ima višak slobodne energije. Točak se može pomerati, što znači da radi. Ovo je naredba. Šta ako probušite točak? Pritisak u njemu će pasti, slobodna energija će „otići“ u okolinu (raspršiti se) i takav točak više neće moći da radi. Ovo je haos. Da se sistem vrati u prvobitno stanje, tj. da biste stvari doveli u red, potrebno je dosta posla: zalijepiti kameru, montirati točak, napumpati je itd., nakon čega je ovo opet neophodna stvar koja može biti od koristi.

Toplota se prenosi sa toplog tela na hladno, a ne obrnuto. Obrnuti proces je teoretski moguć, ali praktički se niko neće upustiti u to, jer će biti potrebni ogromni napori, posebne instalacije i oprema.

Takođe u društvu. Ljudi stare. Kuće se ruše. Stijene tonu u more. Galaksije su rasute. Svaka stvarnost koja nas okružuje spontano teži neredu.

Međutim, ljudi često govore o neredu kao o slobodi: Ne, ne želimo red! Daj nam takvu slobodu da svako može da radi šta hoće!» Ali kada svako radi šta hoće, ovo nije sloboda - ovo je haos. U naše vrijeme mnogi hvale nered, promovišu anarhiju – jednom riječju, sve što uništava i dijeli. Ali sloboda nije u haosu, sloboda je upravo u redu.

Organizirajući svoj život, osoba stvara rezervu slobodne energije koju potom koristi za realizaciju svojih planova: rad, učenje, rekreacija, kreativnost, sport itd. Drugim riječima, suprotstavlja se entropiji. Inače, kako smo mogli akumulirati toliko materijalnih vrijednosti u proteklih 250 godina?!

Entropija je mjera nereda, mjera nepovratne disipacije energije. Što je više entropije, to je više nereda. Kuća u kojoj niko ne živi propada. Gvožđe vremenom zarđa, auto stari. Veze do kojih nikog nije briga će se raspasti. Kao i sve ostalo u našem životu, apsolutno sve!

Prirodno stanje prirode nije ravnoteža, već povećanje entropije. Ovaj zakon neumoljivo djeluje u životu jedne osobe. On ne treba ništa da radi da bi povećao svoju entropiju, to se dešava spontano, po zakonu prirode. Da biste smanjili entropiju (poremećaj), potrebno je mnogo truda. Ovo je neka vrsta šamara glupo pozitivnim ljudima (ispod ležećeg kamena i voda ne teče), kojih ima dosta!

Održavanje uspjeha zahtijeva stalan trud. Ako se ne razvijamo, onda degradiramo. A da bismo zadržali ono što smo imali ranije, danas moramo učiniti više nego juče. Stvari se mogu održavati u redu, pa čak i poboljšati: ako je boja na kući izblijedjela, može se prefarbati, pa čak i ljepša nego prije.

Ljudi treba da pokušaju da „pacifikuju“ proizvoljno destruktivno ponašanje koje vlada svuda u savremenom svetu, pokušaju da smanje stanje haosa, koji smo raspršili do grandioznih granica. I ovo je fizički zakon, a ne samo brbljanje o depresiji i negativnom razmišljanju. Sve se ili razvija ili degradira.

Živi organizam se rađa, razvija i umire, a niko nikada nije primetio da nakon smrti oživljava, postaje mlađi i vraća se u seme ili matericu. Kada kažu da se prošlost nikada ne vraća, onda, naravno, misle prije svega na ove vitalne pojave. Razvoj organizama postavlja pozitivan smjer strelice vremena, a promjena iz jednog stanja sistema u drugo se uvijek događa u istom smjeru za sve procese bez izuzetka.

Valerian Chupin

Izvor informacija: Tchaikovsky.News

Komentari (3)

Bogatstvo modernog društva raste, i rasti će u sve većoj mjeri, prvenstveno kroz univerzalni rad. Industrijski kapital je bio prvi istorijski oblik društvene proizvodnje, kada je univerzalni rad počeo da se intenzivno eksploatiše. I prvo, onaj koji je dobio besplatno. Nauka, kako je Marks primetio, kapitalu ništa ne košta. Zaista, nijedan kapitalista nije platio nagradu ni Arhimedu, ni Kardanu, ni Galileju, ni Hajgensu, ni Njutnu za praktičnu upotrebu njihovih ideja. Ali upravo je industrijski kapital taj koji u masovnim razmjerima počinje eksploatirati mehaničku tehnologiju, a time i opći rad koji je u njoj oličen. Marx K, Engels F. Soch., tom 25, dio 1, str. 116.

Uvod

1. Newtonovi zakoni

1.1. Zakon inercije (prvi Newtonov zakon)

1.2 Zakon kretanja

1.3. Zakon održanja impulsa (Zakon održanja impulsa)

1.4. Sile inercije

1.5. Zakon viskoznosti

2.1. Zakoni termodinamike

1. 
   Zakon gravitacije

3.2. Gravitaciona interakcija

3.3. Nebeska mehanika

1. 
   Jaka gravitaciona polja

3.5. Moderne klasične teorije gravitacije

Zaključak

Književnost

Uvod

Osnovni zakoni fizike opisuju najvažnije pojave u prirodi i svemiru. Oni nam omogućavaju da objasnimo, pa čak i predvidimo mnoge pojave. Dakle, oslanjajući se samo na fundamentalne zakone klasične fizike (Newtonove zakone, zakone termodinamike, itd.), čovječanstvo uspješno istražuje svemir, šalje svemirske letjelice na druge planete.

Želim u ovom radu razmotriti najvažnije zakone fizike i njihov odnos. Najvažniji zakoni klasične mehanike su Newtonovi zakoni, koji su dovoljni za opisivanje pojava u makrokosmosu (ne uzimajući u obzir visoke vrijednosti brzine ili mase, što se proučava u GR – Općoj relativnosti, ili SRT – Specijalnoj relativnosti).

1. 
   Newtonovi zakoni

Njutnovi zakoni mehanike - tri zakona u osnovi tzv. klasična mehanika. Formulisao I. Newton (1687). Prvi zakon: „Svako tijelo nastavlja biti u stanju mirovanja ili ravnomjernog i pravolinijskog kretanja sve dok ga primjenjene sile ne prisile da promijeni ovo stanje.” Drugi zakon: "Promjena količine gibanja je proporcionalna primijenjenoj pokretačkoj sili i događa se u smjeru prave linije duž koje ova sila djeluje." Treći zakon: "Uvijek postoji jednaka i suprotna reakcija na akciju, inače su interakcije dvaju tijela jedno protiv drugog jednake i usmjerene u suprotnim smjerovima."

1.1. Zako ́ n ine ́ rcije (Prvi zakon, novi ́ ton) : slobodno tijelo, na koje ne djeluju sile drugih tijela, nalazi se u stanju mirovanja ili ravnomjernog pravolinijskog kretanja (koncept brzine ovdje se primjenjuje na centar mase tijela u slučaju netranslacijskog kretanja). Drugim riječima, tijela karakterizira inercija (od latinskog inertia - "neaktivnost", "inercija"), odnosno fenomen održavanja brzine ako se na njih kompenziraju vanjski utjecaji.

Referentni okviri u kojima je ispunjen zakon inercije nazivaju se inercijski referentni okviri (ISR).

Zakon inercije prvi je formulirao Galileo Galilei, koji je, nakon mnogih eksperimenata, zaključio da nije potreban nikakav vanjski uzrok da bi se slobodno tijelo kretalo konstantnom brzinom. Prije toga, bilo je općenito prihvaćeno drugačije gledište (koji datira još od Aristotela): slobodno tijelo miruje, a da bi se kretalo konstantnom brzinom, neophodna je primjena stalne sile.

Nakon toga, Newton je formulisao zakon inercije kao prvi od svoja tri poznata zakona.

Galileov princip relativnosti: u svim inercijskim referentnim okvirima, svi fizički procesi se odvijaju na isti način. U referentnom okviru dovedenom u stanje mirovanja ili ravnomjernog pravolinijskog kretanja u odnosu na inercijalni referentni okvir (uslovno „u mirovanju“), svi procesi se odvijaju na potpuno isti način kao u okviru u mirovanju.

Treba napomenuti da je koncept inercijalnog referentnog okvira apstraktni model (neki idealan objekt se razmatra umjesto stvarnog objekta. Apsolutno kruto tijelo ili bestežinska nit služe kao primjeri apstraktnog modela), stvarni referentni okviri su uvek povezan sa nekim objektom i korespondencija stvarno posmatranog kretanja tela u takvim sistemima sa rezultatima proračuna biće nepotpuna.

1.2 Zakon kretanja - matematička formulacija o tome kako se tijelo kreće ili kako se događa kretanje općenitijeg oblika.

U klasičnoj mehanici materijalne tačke, zakon kretanja su tri zavisnosti tri prostorne koordinate od vremena, ili zavisnost jedne vektorske veličine (radijus vektora) o vremenu, oblika

Zakon kretanja se može pronaći, zavisno od zadatka, ili iz diferencijalnih zakona mehanike ili iz integralnih.

Zakon o očuvanju energije - osnovni zakon prirode, koji se sastoji u tome da se energija zatvorenog sistema čuva u vremenu. Drugim riječima, energija ne može nastati ni iz čega i ne može nestati nigdje, može samo prelaziti iz jednog oblika u drugi.

Zakon održanja energije nalazi se u raznim granama fizike i manifestuje se u očuvanju različitih vrsta energije. Na primjer, u klasičnoj mehanici, zakon se manifestira u očuvanju mehaničke energije (zbir potencijalne i kinetičke energije). U termodinamici, zakon održanja energije naziva se prvim zakonom termodinamike i govori o očuvanju energije u zbiru sa toplotnom energijom.

Budući da se zakon održanja energije ne odnosi na određene količine i pojave, već odražava opći obrazac koji je primjenjiv svuda i uvijek, ispravnije ga je nazvati ne zakonom, već principom održanja energije.

Poseban slučaj - Zakon održanja mehaničke energije - mehanička energija konzervativnog mehaničkog sistema se održava u vremenu. Jednostavno rečeno, u nedostatku sila kao što je trenje (disipativne sile), mehanička energija ne nastaje ni iz čega i ne može nigdje nestati.

Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

Zakon održanja energije je integralni zakon. To znači da se sastoji od djelovanja diferencijalnih zakona i da je svojstvo njihovog zajedničkog djelovanja. Na primjer, ponekad se kaže da je nemogućnost stvaranja vječnog motora posljedica zakona održanja energije. Ali nije. Zapravo, u svakom projektu vječnog motora, aktivira se jedan od diferencijalnih zakona i on je taj koji čini motor neoperativim. Zakon održanja energije jednostavno generalizira ovu činjenicu.

Prema Noetherovoj teoremi, zakon održanja mehaničke energije je posljedica homogenosti vremena.

1.3. Zako ́ n sačuvati ́ i ́ puls (Zako ́ n sačuvati ́ ako ́ kvalitet pokreta) tvrdi da je zbir impulsa svih tijela (ili čestica) zatvorenog sistema konstantna vrijednost.

Iz Newtonovih zakona može se pokazati da se pri kretanju u praznom prostoru zamah zadržava u vremenu, a u prisustvu interakcije, brzina njegove promjene je određena zbirom primijenjenih sila. U klasičnoj mehanici, zakon održanja količine kretanja obično se izvodi kao posljedica Newtonovih zakona. Međutim, ovaj zakon održanja važi iu slučajevima kada je Njutnova mehanika neprimenljiva (relativistička fizika, kvantna mehanika).

Kao i svaki od zakona održanja, zakon održanja impulsa opisuje jednu od osnovnih simetrija, homogenost prostora

Njutnov treći zakon objašnjava šta se dešava sa dva tela u interakciji. Uzmimo za primjer zatvoreni sistem koji se sastoji od dva tijela. Prvo tijelo može djelovati na drugo nekom silom F12, a drugo - na prvo sa silom F21. Kako su sile povezane? Treći Newtonov zakon kaže da je sila djelovanja jednaka po veličini i suprotnog smjera od sile reakcije. Naglašavamo da se te sile primjenjuju na različita tijela, pa se stoga uopće ne kompenziraju.

sam zakon:

Tijela djeluju jedno na drugo silama usmjerenim duž iste prave, jednake po veličini i suprotnog smjera: .

1.4. Sile inercije

Njutnovi zakoni, strogo govoreći, važe samo u inercijalnim referentnim okvirima. Ako iskreno zapišemo jednačinu kretanja tijela u neinercijskom referentnom okviru, onda će se ona po izgledu razlikovati od drugog Newtonovog zakona. Međutim, često se, radi pojednostavljenja razmatranja, uvodi neka fiktivna "sila inercije", a zatim se ove jednačine kretanja prepisuju u obliku vrlo sličnom Newtonovom drugom zakonu. Matematički, ovdje je sve točno (tačno), ali sa stanovišta fizike, nova fiktivna sila se ne može smatrati nečim stvarnim, kao rezultat neke stvarne interakcije. Još jednom naglašavamo: “inercijalna sila” je samo zgodna parametrizacija kako se zakoni kretanja razlikuju u inercijskom i neinercijskom referentnom okviru.

1.5. Zakon viskoznosti

Newtonov zakon viskoznosti (unutrašnje trenje) je matematički izraz koji povezuje napon unutrašnjeg trenja τ (viskozitet) i promjenu brzine medija v u prostoru

(brzina deformacije) za tečna tijela (tečnosti i gasovi):

pri čemu se vrijednost η naziva koeficijent unutrašnjeg trenja ili dinamički koeficijent viskoznosti (CGS jedinica - poise). Kinematički koeficijent viskoznosti je vrijednost μ = η / ρ (jedinica CGS je Stokes, ρ je gustina medija).

Njutnov zakon se može dobiti analitički metodama fizičke kinetike, gde se viskoznost obično razmatra istovremeno sa toplotnom provodljivošću i odgovarajućim Fourierovim zakonom za toplotnu provodljivost. U kinetičkoj teoriji plinova, koeficijent unutrašnjeg trenja se izračunava po formuli

gdje je prosječna brzina termičkog kretanja molekula, λ je srednji slobodni put.

2.1. Zakoni termodinamike

Termodinamika se zasniva na tri zakona, koji su formulisani na osnovu eksperimentalnih podataka i stoga se mogu prihvatiti kao postulati.

* 1. zakon termodinamike. To je formulacija generaliziranog zakona održanja energije za termodinamičke procese. U svom najjednostavnijem obliku, može se zapisati kao δQ \u003d δA + d "U, gdje je dU ukupni diferencijal unutrašnje energije sistema, a δQ i δA su elementarna količina topline i elementarni rad obavljen na Treba imati na umu da se δA i δQ ne mogu smatrati diferencijalima u uobičajenom smislu ovog pojma. Sa stanovišta kvantnih koncepata, ovaj zakon se može tumačiti na sljedeći način: dU je promjena energije datog kvantnog sistema, δA je promjena energije sistema zbog promjene populacije energetskih nivoa sistema, a δQ je promjena energije kvantnog sistema zbog promjene strukture nivoi energije.

* 2. zakon termodinamike: Drugi zakon termodinamike isključuje mogućnost stvaranja perpetualnog motora druge vrste. Postoji nekoliko različitih, ali istovremeno i ekvivalentnih formulacija ovog zakona. 1 - Clausiusov postulat. Proces u kome se ne dešavaju druge promene, osim prenosa toplote sa toplog tela na hladno, je nepovratan, odnosno toplota ne može da pređe sa hladnog na toplo telo bez ikakvih drugih promena u sistemu. Ova pojava se naziva disipacija ili disperzija energije. 2 - Kelvinov postulat. Proces u kome se rad pretvara u toplotu bez ikakvih drugih promena u sistemu je nepovratan, odnosno nemoguće je svu toplotu uzetu iz izvora sa ujednačenom temperaturom pretvoriti u rad bez drugih promena u sistemu.

* 3. zakon termodinamike: Nernstova teorema: Entropija bilo kojeg sistema na temperaturi apsolutne nule uvijek se može uzeti jednakom nuli

3.1. Zakon gravitacije

Gravitacija (univerzalna gravitacija, gravitacija) (od latinskog gravitas - "gravitacija") je fundamentalna interakcija dugog dometa u prirodi, kojoj su podložna sva materijalna tijela. Prema savremenim podacima, to je univerzalna interakcija u smislu da, za razliku od bilo koje druge sile, daje isto ubrzanje svim tijelima bez izuzetka, bez obzira na njihovu masu. Pre svega, gravitacija igra odlučujuću ulogu na kosmičkim razmerama. Termin gravitacija se takođe koristi kao naziv grane fizike koja proučava gravitacionu interakciju. Najuspješnija moderna fizička teorija u klasičnoj fizici koja opisuje gravitaciju je opća teorija relativnosti; kvantna teorija gravitacijske interakcije još nije izgrađena.

3.2. Gravitaciona interakcija

Gravitaciona interakcija jedna je od četiri fundamentalne interakcije u našem svijetu. U okviru klasične mehanike, gravitacionu interakciju opisuje Newtonov zakon univerzalne gravitacije, koji kaže da je sila gravitacionog privlačenja između dvije materijalne točke mase m1 i m2, razdvojene rastojanjem R, jednaka

Ovdje je G gravitaciona konstanta, jednaka m³ / (kg s²). Znak minus znači da je sila koja djeluje na tijelo uvijek jednaka u smjeru radijus vektora usmjerenog na tijelo, tj. gravitacijska interakcija uvijek dovodi do privlačenja bilo kojeg tijela.

Gravitaciono polje je potencijalno. To znači da je moguće uvesti potencijalnu energiju gravitacionog privlačenja para tijela, a ta energija se neće promijeniti nakon pomicanja tijela po zatvorenoj konturi. Potencijalnost gravitacionog polja podrazumeva zakon održanja zbira kinetičke i potencijalne energije, a kada se proučava kretanje tela u gravitacionom polju, često uveliko pojednostavljuje rešenje. U okviru Njutnove mehanike, gravitaciona interakcija je dugog dometa. To znači da bez obzira na to kako se masivno tijelo kreće, u bilo kojoj tački u prostoru gravitacijski potencijal ovisi samo o položaju tijela u datom trenutku.

Veliki svemirski objekti - planete, zvijezde i galaksije imaju ogromnu masu i stoga stvaraju značajna gravitacijska polja. Gravitacija je najslabija sila. Međutim, budući da djeluje na svim udaljenostima i da su sve mase pozitivne, ona je ipak vrlo važna sila u svemiru. Za poređenje: ukupni električni naboj ovih tijela je nula, budući da je tvar u cjelini električno neutralna. Također, gravitacija je, za razliku od drugih interakcija, univerzalna po svom djelovanju na svu materiju i energiju. Nisu pronađeni objekti koji nemaju nikakvu gravitacionu interakciju.

Zbog svoje globalne prirode, gravitacija je odgovorna za tako velike efekte kao što su struktura galaksija, crne rupe i širenje Univerzuma, te za elementarne astronomske fenomene - orbite planeta, te za jednostavno privlačenje Zemljine površine i tijela koja padaju.

Gravitacija je bila prva interakcija koju opisuje matematička teorija. U antičko doba Aristotel je vjerovao da objekti različite mase padaju različitim brzinama. Tek mnogo kasnije, Galileo Galilei je eksperimentalno utvrdio da to nije slučaj - ako se eliminiše otpor zraka, sva tijela jednako ubrzavaju. Zakon gravitacije Isaka Newtona (1687) bio je dobar opis opšteg ponašanja gravitacije. Godine 1915. Albert Ajnštajn je stvorio Opću teoriju relativnosti, koja preciznije opisuje gravitaciju u smislu geometrije prostor-vremena.

3.3. Nebeska mehanika i neki njeni problemi

Odjeljak mehanike koji proučava kretanje tijela u praznom prostoru samo pod utjecajem gravitacije naziva se nebeska mehanika.

Najjednostavniji zadatak nebeske mehanike je gravitaciona interakcija dvaju tijela u praznom prostoru. Ovaj problem se rješava analitički do kraja; rezultat njegovog rješenja često se formuliše u obliku Keplerova tri zakona.

Kako se broj tijela u interakciji povećava, problem postaje mnogo komplikovaniji. Dakle, već poznati problem tri tijela (tj. kretanje tri tijela s masama različitim od nule) ne može se analitički riješiti u opštem obliku. Kod numeričkog rješenja, nestabilnost rješenja u odnosu na početne uslove nastupa prilično brzo. Kada se primeni na Sunčev sistem, ova nestabilnost onemogućava predviđanje kretanja planeta na razmerama većim od sto miliona godina.

U nekim posebnim slučajevima moguće je pronaći približno rješenje. Najvažniji je slučaj kada je masa jednog tijela znatno veća od mase drugih tijela (primjeri: Sunčev sistem i dinamika Saturnovih prstenova). U ovom slučaju, u prvoj aproksimaciji, možemo pretpostaviti da svjetlosna tijela ne interaguju jedno s drugim i da se kreću duž Keplerovih putanja oko masivnog tijela. Interakcije između njih mogu se uzeti u obzir u okviru teorije perturbacije i usredsređivati ​​tokom vremena. U ovom slučaju mogu nastati netrivijalne pojave, kao što su rezonancije, atraktori, slučajnost, itd. Dobar primjer takvih pojava je netrivijalna struktura Saturnovih prstenova.

Uprkos pokušajima da se opiše ponašanje sistema velikog broja privlačećih tijela približno iste mase, to nije moguće zbog fenomena dinamičkog haosa.

3.4. Jaka gravitaciona polja

U jakim gravitacionim poljima, pri kretanju relativističkim brzinama, počinju da se pojavljuju efekti opšte teorije relativnosti:

Odstupanje zakona gravitacije od Newtonovog;

Kašnjenje potencijala povezano s konačnom brzinom širenja gravitacijskih perturbacija; pojava gravitacionih talasa;

Nelinearni efekti: gravitacijski talasi teže međusobnoj interakciji, tako da princip superpozicije talasa u jakim poljima više ne važi;

Promjena geometrije prostor-vremena;

Pojava crnih rupa;

3.5. Moderne klasične teorije gravitacije

Zbog činjenice da su kvantni efekti gravitacije izuzetno mali čak i pod najekstremnijim eksperimentalnim i opservacijskim uvjetima, još uvijek nema pouzdanih opažanja o njima. Teorijske procjene pokazuju da se u ogromnoj većini slučajeva može ograničiti na klasičan opis gravitacijske interakcije.

Postoji moderna kanonska klasična teorija gravitacije - opća teorija relativnosti, i mnoge hipoteze koje je rafiniraju i teorije različitog stepena razvoja koje se međusobno takmiče (vidi članak Alternativne teorije gravitacije). Sve ove teorije daju vrlo slična predviđanja u okviru aproksimacije u kojoj se trenutno provode eksperimentalni testovi. Sljedeće su neke od glavnih, najrazvijenijih ili najpoznatijih teorija gravitacije.

Newtonova teorija gravitacije zasniva se na konceptu gravitacije, koja je sila velikog dometa: djeluje trenutno na bilo kojoj udaljenosti. Ova trenutna priroda radnje nije u skladu sa paradigmom polja moderne fizike, a posebno sa specijalnom teorijom relativnosti koju je 1905. godine stvorio Ajnštajn, inspirisan radom Poincarea i Lorentza. U Ajnštajnovoj teoriji, nijedna informacija ne može da putuje brže od brzine svetlosti u vakuumu.

Matematički, Newtonova gravitaciona sila je izvedena iz potencijalne energije tela u gravitacionom polju. Gravitacijski potencijal koji odgovara ovoj potencijalnoj energiji podliježe Poissonovoj jednadžbi, koja nije invarijantna prema Lorentzovoj transformaciji. Razlog za neinvarijantnost je taj što energija u specijalnoj teoriji relativnosti nije skalarna veličina, već ulazi u vremensku komponentu 4-vektora. Pokazalo se da je vektorska teorija gravitacije slična Maxwellovoj teoriji elektromagnetnog polja i dovodi do negativne energije gravitacijskih valova, što je povezano s prirodom interakcije: poput naboja (mase) u gravitaciji privlače, a ne odbijaju, jer u elektromagnetizmu. Dakle, Newtonova teorija gravitacije nije u skladu s temeljnim principom specijalne teorije relativnosti - nepromjenjivosti zakona prirode u bilo kojem inercijskom referentnom okviru i direktnom vektorskom generalizacijom Newtonove teorije, koju je Poincaré prvi predložio 1905. rad "O dinamici elektrona", dovodi do fizički nezadovoljavajućih rezultata.

Ajnštajn je počeo da traga za teorijom gravitacije koja bi bila kompatibilna sa principom nepromenljivosti zakona prirode u odnosu na bilo koji referentni okvir. Rezultat ove pretrage bila je opšta teorija relativnosti, zasnovana na principu identičnosti gravitacione i inercijalne mase.

Princip jednakosti gravitacionih i inercijskih masa

U klasičnoj Njutnovoj mehanici postoje dva koncepta mase: prvi se odnosi na drugi Newtonov zakon, a drugi na zakon univerzalne gravitacije. Prva masa - inercijska (ili inercijska) - je omjer negravitacijske sile koja djeluje na tijelo i njegovog ubrzanja. Druga masa - gravitaciona (ili, kako se ponekad naziva, teška) - određuje silu privlačenja tijela od strane drugih tijela i vlastitu silu privlačenja. Uopšteno govoreći, ove dvije mase mjere se, kao što se vidi iz opisa, u različitim eksperimentima, tako da uopće ne moraju biti proporcionalne jedna drugoj. Njihova stroga proporcionalnost nam omogućava da govorimo o jednoj tjelesnoj masi u negravitacijskim i gravitacijskim interakcijama. Odgovarajućim izborom jedinica, ove mase mogu biti jednake jedna drugoj.

Sam princip je izneo Isak Njutn, a jednakost masa je on eksperimentalno potvrdio sa relativnom tačnošću od 10−3. Krajem 19. vijeka Eötvös je izvodio suptilnije eksperimente, dovodeći tačnost verifikacije principa na 10−9. Tokom 20. veka eksperimentalne tehnike su omogućile da se potvrdi jednakost masa sa relativnom tačnošću od 10−12-10−13 (Braginski, Dike, itd.).

Ponekad se princip jednakosti gravitacionih i inercijskih masa naziva slabim principom ekvivalencije. Albert Ajnštajn ju je stavio u osnovu opšte teorije relativnosti.

Princip kretanja po geodetskim linijama

Ako je gravitaciona masa tačno jednaka inercijskoj masi, tada se u izrazu za ubrzanje tijela, na koje djeluju samo gravitacijske sile, obje mase smanjuju. Dakle, ubrzanje tijela, a time i njegova putanja, ne zavise od mase i unutrašnje strukture tijela. Ako sva tijela u istoj tački u prostoru primaju isto ubrzanje, onda se to ubrzanje može povezati ne sa svojstvima tijela, već sa svojstvima samog prostora u ovoj tački.

Dakle, opis gravitacijske interakcije između tijela može se svesti na opis prostor-vremena u kojem se tijela kreću. Prirodno je pretpostaviti, kao što je to radio Ajnštajn, da se tela kreću po inerciji, odnosno na takav način da je njihovo ubrzanje u sopstvenom referentnom okviru nula. Putanja tela će tada biti geodetske linije, čiju su teoriju razvili matematičari još u 19. veku.

Same geodetske linije mogu se pronaći specificiranjem u prostor-vremenu analoga udaljenosti između dva događaja, koji se tradicionalno naziva interval ili svjetska funkcija. Interval u trodimenzionalnom prostoru i jednodimenzionalnom vremenu (drugim riječima, u četverodimenzionalnom prostor-vremenu) dat je sa 10 nezavisnih komponenti metričkog tenzora. Ovih 10 brojeva čine prostornu metriku. Definira "udaljenost" između dvije beskonačno bliske tačke prostor-vremena u različitim smjerovima. Geodetske linije koje odgovaraju svjetskim linijama fizičkih tijela čija je brzina manja od brzine svjetlosti pokazuju se kao linije najvećeg pravog vremena, odnosno vremena koje mjeri sat čvrsto pričvršćen za tijelo koje prati ovu putanju.

Moderni eksperimenti potvrđuju kretanje tijela duž geodetskih linija sa istom preciznošću kao i jednakost gravitacijske i inercijalne mase.

Zaključak

Neki zanimljivi zaključci odmah slijede iz Newtonovih zakona. Dakle, treći Newtonov zakon kaže da, bez obzira na to kako tijela stupaju u interakciju, ne mogu promijeniti svoj ukupni impuls: javlja se zakon održanja količine gibanja. Nadalje, potrebno je zahtijevati da interakcijski potencijal dva tijela zavisi samo od modula razlike u koordinatama ovih tijela U(|r1-r2|). Tada nastaje zakon održanja ukupne mehaničke energije tijela u interakciji:

Njutnovi zakoni su osnovni zakoni mehanike. Iz njih se mogu izvesti svi drugi zakoni mehanike.

Istovremeno, Newtonovi zakoni nisu najdublji nivo formulacije klasične mehanike. U okviru Lagranžove mehanike postoji samo jedna formula (zapis mehaničkog dejstva) i jedan jedini postulat (tela se kreću tako da je dejstvo minimalno), iz čega se mogu izvesti svi Njutnovi zakoni. Štaviše, u okviru Lagranžovog formalizma lako se mogu razmatrati hipotetičke situacije u kojima radnja ima neki drugi oblik. U ovom slučaju, jednadžbe kretanja više neće ličiti na Newtonove zakone, ali će i dalje biti primjenjiva klasična mehanika...

Rješenje jednadžbi kretanja

Jednačina F = ma (odnosno, Newtonov drugi zakon) je diferencijalna jednačina: ubrzanje je drugi izvod koordinate u odnosu na vrijeme. To znači da se evolucija mehaničkog sistema u vremenu može nedvosmisleno odrediti ako su specificirane njegove početne koordinate i početne brzine. Imajte na umu da kada bi jednačine koje opisuju naš svijet bile jednačine prvog reda, onda bi fenomeni kao što su inercija, oscilacije i valovi nestali iz našeg svijeta.

Proučavanje osnovnih zakona fizike potvrđuje da se nauka progresivno razvija: svaka faza, svaki otkriveni zakon je faza u razvoju, ali ne daje definitivne odgovore na sva pitanja.

književnost:

1. 
   Velika sovjetska enciklopedija (Njutnovi zakoni mehanike i drugi članci), 1977, “Sovjetska enciklopedija”
2. 
   Online enciklopedija www.wikipedia.com

Federalna agencija za obrazovanje

GOU VPO Rybinsk State Aviation Academy. P.A. Solovjova

Katedra za opštu i tehničku fiziku

ESSAY

Tema: “Osnovni zakoni fizike”

Grupa ZKS-07

Predavač: Vasilyuk O.V.

Helen Czerski

Fizičar, okeanograf, voditelj popularnih naučnih programa na BBC-u.

Kada je fizika u pitanju, iznosimo neke formule, nešto čudno i neshvatljivo, nepotrebno običnom čovjeku. Možda smo čuli nešto o kvantnoj mehanici i kosmologiji. Ali između ova dva pola je upravo sve što čini naš svakodnevni život: planete i sendviči, oblaci i vulkani, mehurići i muzički instrumenti. I svi su vođeni relativno malim brojem fizičkih zakona.

Ove zakone možemo stalno pratiti na djelu. Uzmite, na primjer, dva jaja - sirova i kuhana - i zavrtite ih, a zatim zaustavite. Kuhano jaje će ostati nepomično, sirovo će se ponovo početi okretati. To je zato što ste samo zaustavili školjku, a tečnost unutra nastavlja da rotira.

Ovo je jasna demonstracija zakona održanja ugaonog momenta. Pojednostavljeno, može se formulirati na sljedeći način: počevši da se okreće oko konstantne ose, sistem će nastaviti da se okreće sve dok ga nešto ne zaustavi. Ovo je jedan od osnovnih zakona univerzuma.

Dobro dođe ne samo kada treba razlikovati kuhano jaje od sirovog. Može se koristiti i za objašnjenje kako svemirski teleskop Hubble, budući da nema ikakvog oslonca u svemiru, usmjerava sočivo na određeni dio neba. Unutra se samo vrte žiroskopi, koji se u suštini ponašaju isto kao i sirovo jaje. Sam teleskop rotira oko njih i tako mijenja svoj položaj. Ispostavilo se da zakon, koji možemo testirati u našoj kuhinji, objašnjava i uređaj jedne od najistaknutijih tehnologija čovječanstva.

Poznavajući osnovne zakone koji regulišu naš svakodnevni život, prestajemo da se osećamo bespomoćno.

Da bismo razumjeli kako svijet oko nas funkcionira, prvo moramo razumjeti njegove osnove -. Moramo shvatiti da fizika nisu samo čudni naučnici u laboratorijama ili komplikovane formule. To je ispred nas, dostupno svima.

Odakle početi, mogli biste pomisliti. Sigurno ste primijetili nešto čudno ili neshvatljivo, ali umjesto da razmišljate o tome, rekli ste sebi da ste odrasli i da nemate vremena za ovo. Chersky savjetuje da se takve stvari ne odbacuju, već da se počne s njima.

Ako ne želite da čekate da se desi nešto zanimljivo, stavite grožđice u sok i vidite šta će se desiti. Gledajte kako se prosuta kafa suši. Kucnite kašikom po ivici šoljice i osluškujte zvuk. Na kraju, pokušajte da sendvič ispustite tako da ne padne sa stranom putera nadole.

OSNOVNI ZAKONI FIZIKE

[ Mehanika | Termodinamika | Struja | Optika | atomska fizika]

ENERGIJE ZAKON OČUVANJA I TRANSFORMACIJE - opšti zakon prirode: energija svakog zatvorenog sistema za sve procese koji se dešavaju u sistemu ostaje konstantna (očuvana). Energija se može samo pretvoriti iz jednog oblika u drugi i preraspodijeliti između dijelova sistema. Za otvoreni sistem, povećanje (smanjenje) njegove energije jednako je smanjenju (povećanju) energije tijela i fizičkih polja koja s njim djeluju.

1. MEHANIKA

ARHIMEDOV ZAKON - zakon hidro- i aerostatike: na tijelo uronjeno u tekućinu ili plin djeluje sila uzgona usmjerena okomito prema gore, brojčano jednakoj težini tekućine ili plina koju je tijelo istisnulo, a primijenjena je na centar gravitacije uronjenog dijela tijela. FA= gV, gde je r gustina tečnosti ili gasa, V je zapremina potopljenog dela tela. Inače, može se formulirati na sljedeći način: tijelo uronjeno u tekućinu ili plin gubi na svojoj težini onoliko koliko teži tekućina (ili plin) koji je istisnut njime. Tada je P= mg - FA Ostalo gr. naučnik Arhimed 212. BC. To je osnova teorije plivačkih tijela.

ZAKON UNIVERZALNE GRAVITACIJE - Njutnov zakon gravitacije: sva tela se privlače jedno prema drugom silom koja je direktno proporcionalna proizvodu masa ovih tela i obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti između njih: , gde su M i m mase tijela u interakciji, R je udaljenost između ovih tijela, G je gravitacijska konstanta (u SI G=6,67,10-11 N.m2/kg2.

GALILEOV PRINCIP RELATIVNOSTI, mehanički princip relativnosti - princip klasične mehanike: u bilo kom inercijalnom referentnom okviru, sve mehaničke pojave se odvijaju na isti način pod istim uslovima. sri princip relativnosti.

HOOKOV ZAKON - zakon prema kojem su elastične deformacije direktno proporcionalne vanjskim utjecajima koji ih uzrokuju.

ZAKON OČUVANJA MOMENTUMA - zakon mehanike: zamah svakog zatvorenog sistema u svim procesima koji se dešavaju u sistemu ostaje konstantan (očuvan) i može se preraspodijeliti između dijelova sistema samo kao rezultat njihove interakcije.

NJUTNOVI ZAKONI - tri zakona u osnovi Njutnove klasične mehanike. 1. zakon (zakon inercije): materijalna tačka je u stanju pravolinijskog i ravnomjernog kretanja ili mirovanja ako na nju ne djeluju druga tijela ili je djelovanje ovih tijela nadoknađeno. 2. zakon (osnovni zakon dinamike): ubrzanje koje primi tijelo je direktno proporcionalno rezultanti svih sila koje djeluju na tijelo, a obrnuto proporcionalno masi tijela (). 3. zakon: dvije materijalne tačke međusobno djeluju silama iste prirode, jednakih po veličini i suprotnog smjera duž prave linije koja povezuje ove tačke ().

PRINCIP RELATIVNOSTI - jedan od postulata teorije relativnosti, koji kaže da se u bilo kojim inercijalnim referentnim okvirima sve fizičke (mehaničke, elektromagnetne, itd.) pojave pod istim uslovima odvijaju na isti način. To je Galilejeva generalizacija principa relativnosti na sve fizičke pojave (osim gravitacije).

2. MOLEKULARNA FIZIKA I TERMODINAMIKA

AVOGADRO ZAKON - jedan od osnovnih zakona idealnih gasova: jednake zapremine različitih gasova na istoj temperaturi i pritisku sadrže isti broj molekula. Otvoren 1811. godine od strane Italijana. fizičar A. Avogadro (1776-1856).

BOYLE-MARIOTTE ZAKON - jedan od zakona idealnog gasa: za datu masu datog gasa na konstantnoj temperaturi proizvod pritiska i zapremine je konstantan. Formula: pV=konst. Opisuje izotermni proces.

DRUGI ZAKON TERMODINAMIJE - jedan od osnovnih zakona termodinamike, prema kojem je nemoguć periodični proces, čiji je jedini rezultat izvođenje rada ekvivalentno količini topline primljene od grijača. Druga formulacija: nemoguć je proces čiji je jedini rezultat prijenos energije u obliku topline sa manje zagrijanog tijela na toplije. V.z.t. izražava tendenciju sistema koji se sastoji od velikog broja haotično pokretnih čestica ka spontanom prijelazu iz manje vjerovatnih stanja u vjerovatnija stanja. Zabranjuje stvaranje vječnog motora druge vrste.

GAY-LUSSAC ZAKON - plinski zakon: za datu masu datog plina pri konstantnom tlaku, omjer volumena i apsolutne temperature je konstantna vrijednost, gdje je \u003d 1/273 K-1 temperaturni koeficijent volumnog širenja.

DALTONOV ZAKON - jedan od osnovnih gasnih zakona: pritisak smeše hemijski neinteragujućih idealnih gasova jednak je zbiru parcijalnih pritisaka ovih gasova.

PASCALOV ZAKON - osnovni zakon hidrostatike: pritisak koji stvaraju spoljne sile na površinu tečnosti ili gasa prenosi se podjednako u svim pravcima.

PRVI ZAKON TERMODINAMIJE - jedan od osnovnih zakona termodinamike, a to je zakon održanja energije za termodinamički sistem: količina toplote Q koja se prenosi sistemu troši se na promenu unutrašnje energije sistema U i obavljanje rada A protiv spoljnih sila sistema. Formula: Q=U+A. On je u osnovi rada toplotnih motora.

CHARLES ZAKON - jedan od glavnih zakona o plinu: pritisak date mase idealnog plina pri konstantnoj zapremini direktno je proporcionalan temperaturi: gdje je p0 pritisak na 00C, \u003d 1/273,15 K-1 je temperatura koeficijent pritiska.

3. ELEKTRIČNA STRUJA I MAGNETIZAM

ZAKON Ampere - zakon interakcije dva provodnika sa strujama; paralelni provodnici sa strujama u istom smjeru privlače se, a sa strujama u suprotnom smjeru odbijaju. A.z. naziva se i zakon koji određuje silu koja djeluje u magnetskom polju na mali segment provodnika sa strujom. Otvoren 1820 A.-M. Amper.

JOUL-LENTZ ZAKON - zakon koji opisuje toplotni efekat električne struje. Prema D. - L.z. Količina topline koja se oslobađa u vodiču kada jednosmjerna struja prolazi kroz njega direktno je proporcionalna kvadratu jačine struje, otporu provodnika i vremenu prolaska.

ZAKON OČUVANJA NABAVKA - jedan od osnovnih zakona prirode: algebarski zbir električnih naelektrisanja bilo kog električno izolovanog sistema ostaje nepromenjen. U električno izolovanom sistemu Z.s.z. omogućava pojavu novih nabijenih čestica (na primjer, prilikom elektrolitičke disocijacije, ionizacije plinova, stvaranja parova čestica-antičestica, itd.), ali ukupni električni naboj čestica koje su se pojavile uvijek mora biti jednak nuli.

Kulonov ZAKON - osnovni zakon elektrostatike, koji izražava zavisnost sile interakcije dva naelektrisanja u fiksnoj tački od udaljenosti između njih: dva naelektrisanja u nepokretnoj tački deluju sa silom koja je direktno proporcionalna proizvodu veličina ovih naelektrisanja i obrnuto proporcionalna kvadrat udaljenosti između njih i permitivnost sredine u kojoj se nalaze naelektrisanja. U SI to izgleda ovako: . Vrijednost je numerički jednaka sili koja djeluje između dva fiksna točkasta naboja od po 1 C, smještena u vakuumu na udaljenosti od 1 m jedan od drugog. K.z. je jedna od eksperimentalnih osnova elektrodinamike.

PRAVILO LIJEVE RUKE - pravilo koje određuje smjer sile koja djeluje na provodnik sa strujom u magnetskom polju (ili pokretnu nabijenu česticu). Kaže: ako je lijeva ruka postavljena tako da ispruženi prsti pokazuju smjer struje (brzinu čestice), a linije sile magnetskog polja (linije magnetske indukcije) ulaze u dlan, tada uvučeni palac će ukazati na smjer sile koja djeluje na provodnik (pozitivna čestica; u slučaju negativne čestice, smjer sile je suprotan).

LENTZ PRAVILO (ZAKON) - pravilo koje određuje smjer indukcionih struja koje nastaju prilikom elektromagnetne indukcije. Prema L.p. induktivna struja uvijek ima takav smjer da njen vlastiti magnetni tok kompenzira promjene u vanjskom magnetskom fluksu koji je uzrokovao ovu struju. L.p. - posljedica zakona održanja energije.

OHMA ZAKON - jedan od osnovnih zakona električne struje: jačina jednosmjerne električne struje u dijelu kola je direktno proporcionalna naponu na krajevima ovog dijela i obrnuto proporcionalna njegovom otporu. Vrijedi za metalne provodnike i elektrolite čija se temperatura održava konstantnom. U slučaju kompletnog kola, formuliše se na sledeći način: jačina jednosmerne električne struje u kolu je direktno proporcionalna emf izvora struje i obrnuto proporcionalna impedanciji električnog kola.

PRAVILO DESNE RUKE - pravilo koje određuje 1) smjer indukcijske struje u provodniku koji se kreće u magnetskom polju: ako je dlan desne ruke postavljen tako da uključuje linije magnetske indukcije, a savijeni palac usmjeren duž pokret

provodnik, tada će četiri ispružena prsta pokazati smjer indukcijske struje; 2) smjer linija magnetske indukcije pravolinijskog vodiča sa strujom: ako se palac desne ruke postavi u smjeru struje, tada će smjer hvatanja vodiča sa četiri prsta pokazati smjer linija magnetne indukcije.

FARADAYOVI ZAKONI - osnovni zakoni elektrolize. Prvi Faradejev zakon: masa supstance koja se oslobađa na elektrodi tokom prolaska električne struje direktno je proporcionalna količini električne energije (naelektrisanja) koja je prošla kroz elektrolit (m=kq=kIt). Drugi FZ: omjer masa različitih tvari koje prolaze kroz kemijske transformacije na elektrodama kada isti električni naboji prolaze kroz elektrolit jednak je omjeru kemijskih ekvivalenata. Instalirao M. Faraday 1833-34. Generalizirani zakon elektrolize ima oblik: , gdje je M molarna (atomska) masa, z je valencija, F je Faradejeva konstanta. F.p. jednak je proizvodu elementarnog električnog naboja i Avogadrove konstante. F=e.NA. Određuje naboj, čiji prolazak kroz elektrolit dovodi do oslobađanja 1 mola jednovalentne tvari na elektrodi. F=(96484,56 0,27) ćelija/mol. Ime je dobio po M. Faradayu.

ZAKON ELEKTROMAGNETNE INDUKCIJE - zakon koji opisuje fenomen nastanka električnog polja pri promeni magnetnog polja (fenomen elektromagnetne indukcije): elektromotorna sila indukcije je direktno proporcionalna brzini promene magnetnog fluksa. Koeficijent proporcionalnosti je određen sistemom jedinica, znak je Lenzovo pravilo. Formula u SI je: gdje je F promjena magnetnog fluksa, a t je vremenski interval tokom kojeg se ta promjena dogodila. Otkrio M. Faraday.

4. OPTIKA

HUYGENSOV PRINCIP - metoda koja vam omogućava da u bilo kom trenutku odredite položaj fronta talasa. Prema g.p. sve tačke kroz koje prolazi front talasa u trenutku t su izvori sekundarnih sfernih talasa, a željeni položaj fronta talasa u trenutku t t poklapa se sa površinom koja obavija sve sekundarne talase. Omogućava vam da objasnite zakone refleksije i prelamanja svjetlosti.

HUYGENS - FRESNELOV - PRINCIP - približna metoda za rješavanje problema širenja talasa. G.-F. Stavka kaže: u bilo kojoj tački izvan proizvoljne zatvorene površine, koja pokriva tačkasti izvor svjetlosti, svjetlosni val pobuđen ovim izvorom može se predstaviti kao rezultat interferencije sekundarnih valova koje emituju sve točke navedene zatvorene površine. Omogućava rješavanje najjednostavnijih problema difrakcije svjetlosti.

ZAKON ODBIJANJA TALASA - upadni snop, reflektovani snop i okomica podignuta na upadnu tačku snopa leže u istoj ravni, a upadni ugao je jednak uglu prelamanja. Zakon važi za odraz u ogledalu.

PRELAMANJE SVETLOSTI - promena smera prostiranja svetlosti (elektromagnetni talas) pri prelasku iz jednog medijuma u drugi, koji se razlikuje od prvog indeksa prelamanja. Za refrakciju je ispunjen zakon: upadni snop, prelomljeni snop i okomica podignuta na upadnu tačku snopa leže u istoj ravni, a za ova dva medija odnos sinusa upadnog ugla i Sinus ugla prelamanja je konstantna vrijednost, koja se naziva relativni indeks loma drugog medija u odnosu na prvi.

ZAKON PRAVILNIJNE DISTRIBUCIJE SVETLOSTI - zakon geometrijske optike, koji se sastoji u tome da se u homogenoj sredini svetlost širi pravolinijski. Objašnjava, na primjer, formiranje sjene i polusjene.

6. ATOMSKA I NUKLEARNA FIZIKA.

BOHROVI POSTULATI - glavne pretpostavke koje je bez dokaza uveo N.Bohr i koje su u osnovi BOHROVE TEORIJE: 1) Atomski sistem je stabilan samo u stacionarnim stanjima koja odgovaraju diskretnom nizu vrijednosti atomske energije. Svaka promjena ove energije povezana je s potpunim prijelazom atoma iz jednog stacionarnog stanja u drugo. 2) Apsorpcija i emisija energije od strane atoma odvija se prema zakonu prema kojem je zračenje povezano s prijelazom monokromatsko i ima frekvenciju: h = Ei-Ek, gdje je h Plankova konstanta, a Ei i Ek su energije atoma u stacionarnim stanjima

Pogledajmo ovo malo. Ono što je Snow mislio kada je rekao da ne možete pobijediti je da pošto se materija i energija čuvaju, ne možete dobiti jedno, a da ne izgubite drugo (tj. E=mc²). To takođe znači da morate da obezbedite toplotu za pokretanje motora, ali u nedostatku savršeno zatvorenog sistema, nešto toplote će neizbežno pobeći u otvoreni svet, što će dovesti do drugog zakona.

Drugi zakon – gubici su neizbježni – znači da se zbog povećanja entropije ne možete vratiti u prethodno energetsko stanje. Energija koncentrisana na jednom mjestu uvijek će težiti mjestima niže koncentracije.

Konačno, treći zakon – ne možete izaći iz igre – odnosi se na najnižu teoretski moguću temperaturu – minus 273,15 stepeni Celzijusa. Kada sistem dostigne apsolutnu nulu, kretanje molekula prestaje, što znači da će entropija dostići najnižu vrijednost i neće biti ni kinetičke energije. Ali u stvarnom svijetu nemoguće je doseći apsolutnu nulu - samo vrlo blizu nje.

Arhimedova snaga

Nakon što je drevni grčki Arhimed otkrio njegov princip uzgona, navodno je uzviknuo "Eureka!" (Pronađen!) i trčao gol kroz Sirakuzu. Tako kaže legenda. Otkriće je bilo tako važno. Legenda takođe kaže da je Arhimed otkrio princip kada je primetio da voda u kadi raste kada je telo uronjeno u nju.

Prema Arhimedovom principu uzgona, sila koja djeluje na potopljeni ili djelomično potopljeni objekt jednaka je masi fluida koju predmet istiskuje. Ovaj princip je od najveće važnosti u proračunima gustoće, kao iu dizajnu podmornica i drugih okeanskih plovila.

Evolucija i prirodna selekcija

Sada kada smo uspostavili neke od osnovnih koncepata o tome kako je svemir nastao i kako fizički zakoni utiču na naš svakodnevni život, hajde da skrenemo pažnju na ljudski oblik i saznamo kako smo došli do ove tačke. Prema većini naučnika, sav život na Zemlji ima zajedničkog pretka. Ali da bi se stvorila tako velika razlika između svih živih organizama, neki od njih morali su se pretvoriti u zasebnu vrstu.

U opštem smislu, ova diferencijacija se dogodila u procesu evolucije. Populacije organizama i njihove osobine prošle su kroz mehanizme kao što su mutacije. Oni sa više osobina preživljavanja, poput smeđih žaba koje se kamufliraju u močvarama, prirodno su odabrani za preživljavanje. Odatle dolazi termin prirodna selekcija.

Ove dvije teorije možete pomnožiti mnogo, mnogo puta, a zapravo je Darvin to učinio u 19. vijeku. Evolucija i prirodna selekcija objašnjavaju ogromnu raznolikost života na Zemlji.

Opća teorija relativnosti Alberta Ajnštajna bila je i ostala je veliko otkriće koje je zauvek promenilo naš pogled na univerzum. Ajnštajnov glavni proboj bila je izjava da prostor i vreme nisu apsolutni, a gravitacija nije samo sila primenjena na objekat ili masu. Umjesto toga, gravitacija ima veze s činjenicom da masa iskrivljuje prostor i vrijeme (prostor vrijeme).

Da biste ovo shvatili, zamislite da se vozite preko Zemlje u pravoj liniji u istočnom smjeru sa, recimo, sjeverne hemisfere. Nakon nekog vremena, ako neko želi precizno odrediti vašu lokaciju, bit ćete mnogo južnije i istočno od svoje prvobitne pozicije. To je zato što je zemlja zakrivljena. Da biste vozili pravo na istok, morate uzeti u obzir oblik Zemlje i voziti pod uglom blago sjeverno. Uporedite okruglu loptu i list papira.

Prostor je skoro isti. Na primjer, putnicima rakete koja leti oko Zemlje bit će očigledno da lete pravolinijski u svemiru. Ali u stvarnosti, prostor-vrijeme oko njih se savija pod silom Zemljine gravitacije, zbog čega se kreću naprijed i ostaju u Zemljinoj orbiti.

Ajnštajnova teorija imala je ogroman uticaj na budućnost astrofizike i kosmologije. Objasnila je malu i neočekivanu anomaliju u Merkurovoj orbiti, pokazala kako se svjetlost zvijezda savija i postavila teorijske temelje za crne rupe.

Heisenbergov princip nesigurnosti

Ajnštajnova ekspanzija relativnosti nas je naučila više o tome kako univerzum funkcioniše i pomogla je u postavljanju temelja za kvantnu fiziku, što je dovelo do potpuno neočekivane sramote teorijske nauke. Godine 1927. spoznaja da su svi zakoni univerzuma fleksibilni u određenom kontekstu dovela je do zapanjujućeg otkrića njemačkog naučnika Wernera Heisenberga.

Postulirajući svoj princip nesigurnosti, Heisenberg je shvatio da je nemoguće znati dva svojstva čestice istovremeno sa visokim nivoom tačnosti. Možete znati položaj elektrona sa visokim stepenom tačnosti, ali ne i njegov impuls, i obrnuto.

Kasnije je Niels Bohr došao do otkrića koje je pomoglo da se objasni Heisenbergov princip. Bohr je otkrio da elektron ima kvalitete i čestice i vala. Koncept je postao poznat kao dualitet talas-čestica i formirao je osnovu kvantne fizike. Stoga, kada mjerimo položaj elektrona, definišemo ga kao česticu u određenoj tački u prostoru sa neodređenom talasnom dužinom. Kada mjerimo impuls, smatramo elektron kao val, što znači da možemo znati amplitudu njegove dužine, ali ne i poziciju.