กฎพื้นฐานของฟิสิกส์ กฎแห่งฟิสิกส์คือกฎแห่งชีวิต

ไม่ใช่กิจกรรมของมนุษย์เพียงขอบเขตเดียวที่สามารถทำได้โดยปราศจากวิทยาศาสตร์ที่แน่นอน และไม่ว่าความสัมพันธ์ของมนุษย์จะซับซ้อนเพียงใด พวกเขาก็อยู่ภายใต้กฎหมายเหล่านี้ด้วย เสนอให้จำกฎของฟิสิกส์ที่บุคคลต้องเผชิญและประสบทุกวันในชีวิตของเขา

กฎที่ง่ายที่สุดแต่สำคัญที่สุดคือ กฎการอนุรักษ์และการเปลี่ยนแปลงพลังงาน.

พลังงานของระบบปิดใดๆ ยังคงที่สำหรับกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในระบบ และเราอยู่ในระบบปิดดังกล่าวและเราเป็น เหล่านั้น. เท่าไหร่ที่เราให้มากที่เราได้รับ อยากได้อะไรก็ต้องให้เท่าเดิมก่อน และไม่มีอะไรอื่น!

และแน่นอนว่าเราต้องการได้เงินเดือนก้อนโตแต่ไม่ต้องไปทำงาน บางครั้งภาพลวงตาถูกสร้างขึ้นว่า "คนโง่โชคดี" และความสุขก็ตกอยู่บนหัวของหลายคน อ่านเทพนิยายใด ๆ ฮีโร่ต้องเอาชนะปัญหาใหญ่อย่างต่อเนื่อง! แล้วว่ายน้ำในน้ำเย็นจากนั้นในน้ำเดือด

ผู้ชายดึงดูดความสนใจของผู้หญิงด้วยการเกี้ยวพาราสี ในทางกลับกันผู้หญิงก็ดูแลผู้ชายเหล่านี้และเด็ก ๆ และอื่นๆ. ดังนั้น ถ้าอยากได้อะไร ให้เอาความลำบากมาให้ก่อน

แรงกระทำเท่ากับแรงปฏิกิริยา

กฎฟิสิกส์นี้สะท้อนถึงกฎก่อนหน้านี้โดยหลักการ หากบุคคลใดกระทำการเชิงลบ - รู้ตัวหรือไม่ - แล้วได้รับการตอบกลับเช่น ฝ่ายค้าน. บางครั้งเหตุและผลก็แยกจากกันในเวลา และคุณไม่สามารถเข้าใจได้ทันทีว่าลมพัดมาจากไหน เราต้องจำไว้ว่าไม่มีอะไรเกิดขึ้น

กฎหมายของคันโยก

อาร์คิมิดีสอุทาน: ตั้งหลักให้ฉันแล้วฉันจะเคลื่อนโลก!". สามารถบรรทุกน้ำหนักใดก็ได้หากคุณเลือกคันโยกที่เหมาะสม คุณควรประเมินเสมอว่าต้องใช้คันโยกนานแค่ไหนเพื่อให้บรรลุเป้าหมายหนึ่งๆ และสรุปสำหรับตัวคุณเอง กำหนดลำดับความสำคัญ: คุณต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการสร้างคันโยกที่เหมาะสมและเคลื่อนย้ายน้ำหนักนี้ หรือจะปล่อยง่ายกว่า คนเดียวและทำกิจกรรมอื่นๆ

กฎของกิมเล็ต

กฎก็คือการระบุทิศทางของสนามแม่เหล็ก กฎข้อนี้ตอบคำถามนิรันดร์: ใครจะถูกตำหนิ? และเขาชี้ให้เห็นว่าเราเองต้องโทษทุกสิ่งที่เกิดขึ้นกับเรา แม้จะดูถูกสักเพียงใด ยากสักเพียงใด แม้เพียงแวบแรกอาจดูไม่ยุติธรรมเพียงใด เราต้องตระหนักอยู่เสมอว่าตัวเราเองเป็นต้นเหตุตั้งแต่แรกเริ่ม

กฎของเล็บ.

เมื่อมีคนต้องการตอกตะปู เขาไม่ได้เคาะที่ไหนสักแห่งใกล้เล็บ เขาเคาะตรงที่หัวของตะปู แต่ตะปูเองไม่ปีนเข้าไปในกำแพง คุณต้องเลือกค้อนที่เหมาะสมเสมอเพื่อไม่ให้เล็บแตกด้วยค้อนขนาดใหญ่ และเมื่อให้คะแนนคุณต้องคำนวณการระเบิดเพื่อไม่ให้หมวกงอ ให้มันง่ายดูแลกัน เรียนรู้ที่จะคิดถึงเพื่อนบ้านของคุณ

และสุดท้าย กฎแห่งเอนโทรปี

เอนโทรปีเป็นตัววัดความผิดปกติของระบบ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ยิ่งความโกลาหลในระบบมากเท่าไร เอนโทรปีก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น สูตรที่แม่นยำยิ่งขึ้น: ในกระบวนการที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติในระบบ เอนโทรปีจะเพิ่มขึ้นเสมอ ตามกฎแล้วกระบวนการที่เกิดขึ้นเองทั้งหมดจะย้อนกลับไม่ได้ สิ่งเหล่านี้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่แท้จริงในระบบ และเป็นไปไม่ได้ที่จะกลับสู่สถานะเดิมโดยไม่ใช้พลังงาน ในขณะเดียวกันก็เป็นไปไม่ได้ที่จะทำซ้ำสถานะเริ่มต้น (100%) อย่างแน่นอน

เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าเรากำลังพูดถึงระเบียบและความผิดปกติประเภทใด เรามาตั้งค่าการทดลองกัน เทเม็ดขาวดำลงในขวดแก้ว ใส่สีดำก่อนแล้วค่อยใส่สีขาว เม็ดจะถูกจัดเรียงเป็นสองชั้น: สีดำที่ด้านล่าง สีขาวบน - ทุกอย่างอยู่ในลำดับ แล้วเขย่าขวดหลายๆ ครั้ง เม็ดจะผสมกันอย่างเท่าเทียมกัน และไม่ว่าเราจะเขย่าขวดโหลนี้มากแค่ไหน เราก็ไม่น่าจะสามารถบรรลุได้ว่าเม็ดยาถูกจัดเรียงเป็นสองชั้นอีกครั้ง นี่คือเอนโทรปีในการดำเนินการ!

สถานะเมื่อเม็ดถูกจัดเรียงเป็นสองชั้นถือเป็นลำดับ สภาวะที่เม็ดมีการผสมกันอย่างสม่ำเสมอถือว่าไม่เป็นระเบียบ เกือบเป็นปาฏิหาริย์ที่จะกลับสู่สภาพที่ได้รับคำสั่ง! หรือทำงานหนักซ้ำซากจำเจ และแทบไม่ต้องใช้ความพยายามเลยในการสร้างความเสียหายให้กับธนาคาร

ล้อรถ. เมื่อพองตัวก็มีพลังงานอิสระมากเกินไป ล้อสามารถเคลื่อนที่ได้ ซึ่งหมายความว่ามันใช้งานได้ นี่คือคำสั่ง เกิดอะไรขึ้นถ้าคุณเจาะล้อ? ความดันในนั้นจะลดลงพลังงานอิสระจะ "ปล่อย" สู่สิ่งแวดล้อม (กระจาย) และล้อดังกล่าวจะไม่สามารถทำงานได้อีกต่อไป นี่คือความวุ่นวาย เพื่อให้ระบบกลับสู่สถานะเดิม กล่าวคือ คุณต้องทำงานหนักมากในการจัดระเบียบสิ่งต่าง ๆ เช่น ติดกล้อง ติดล้อ ปั๊มขึ้น ฯลฯ หลังจากนั้นสิ่งนี้ก็เป็นสิ่งจำเป็นที่จะเป็นประโยชน์อีกครั้ง

ความร้อนจะถูกถ่ายเทจากร่างกายที่ร้อนไปยังร่างกายที่เย็น และไม่ใช่ในทางกลับกัน กระบวนการย้อนกลับเป็นไปได้ในทางทฤษฎี แต่ในทางปฏิบัติจะไม่มีใครทำสิ่งนี้ เนื่องจากต้องใช้ความพยายามมหาศาล การติดตั้งและอุปกรณ์พิเศษ

ในสังคมอีกด้วย คนกำลังจะแก่ บ้านเรือนกำลังพังทลาย หินจมลงไปในทะเล กาแล็กซีกระจัดกระจาย ความเป็นจริงรอบตัวเรามักจะก่อความไม่เป็นระเบียบ

อย่างไรก็ตาม ผู้คนมักพูดถึงความโกลาหลว่าเป็นเสรีภาพ: ไม่ เราไม่ต้องการสั่ง! ให้อิสระแก่เราที่ทุกคนสามารถทำสิ่งที่พวกเขาต้องการได้!» แต่เมื่อทุกคนทำในสิ่งที่ต้องการ นี่ไม่ใช่อิสรภาพ นี่คือความวุ่นวาย ในสมัยของเรา การยกย่องสรรเสริญมากมาย ส่งเสริมอนาธิปไตย พูดได้คำเดียว ทุกสิ่งที่ทำลายและแบ่งแยก แต่เสรีภาพไม่ได้อยู่ในความโกลาหล เสรีภาพอยู่ในระเบียบอย่างแม่นยำ

การจัดชีวิตของเขา บุคคลสร้างพลังงานสำรองซึ่งเขาใช้เพื่อดำเนินการตามแผนของเขา: การทำงาน การเรียน นันทนาการ ความคิดสร้างสรรค์ กีฬา ฯลฯ กล่าวอีกนัยหนึ่งมันต่อต้านเอนโทรปี มิฉะนั้นเราจะสะสมคุณค่าทางวัตถุมากมายในช่วง 250 ปีที่ผ่านมาได้อย่างไร!

เอนโทรปีเป็นตัววัดความผิดปกติ ซึ่งเป็นการวัดการกระจายพลังงานที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ เอนโทรปียิ่งมีความผิดปกติมากขึ้น บ้านที่ไม่มีใครมีชีวิตอยู่ตกอยู่ในสภาพทรุดโทรม เหล็กขึ้นสนิมตามกาลเวลา รถก็เก่า ความสัมพันธ์ที่ไม่มีใครสนใจจะพังทลายลง ทุกสิ่งทุกอย่างในชีวิตของเราก็เช่นกัน ทุกสิ่งทุกอย่าง!

สภาพธรรมชาติของธรรมชาติไม่สมดุล แต่เป็นเอนโทรปีที่เพิ่มขึ้น กฎหมายนี้ทำงานอย่างไม่ลดละในชีวิตของคนคนเดียว เขาไม่จำเป็นต้องทำอะไรเพื่อเพิ่มเอนโทรปีของเขา สิ่งนี้เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ตามกฎของธรรมชาติ เพื่อลดเอนโทรปี (ความผิดปกติ) คุณต้องใช้ความพยายามอย่างมาก นี่เป็นการตบหน้าคนที่คิดบวกอย่างโง่เขลา (ภายใต้หินโกหกและน้ำไม่ไหล) ซึ่งมีค่อนข้างมาก!

การรักษาความสำเร็จต้องใช้ความพยายามอย่างต่อเนื่อง ถ้าเราไม่พัฒนา เราก็เสื่อม และเพื่อรักษาสิ่งที่เรามีก่อนหน้านี้ เราต้องทำวันนี้ให้มากกว่าเมื่อวาน สิ่งต่าง ๆ สามารถรักษาให้เป็นระเบียบและปรับปรุงได้: หากสีบนบ้านจางลงก็สามารถทาสีใหม่ได้และสวยงามยิ่งขึ้นกว่าเดิม

ผู้คนควรพยายาม "สงบ" พฤติกรรมการทำลายล้างตามอำเภอใจที่มีอยู่ทุกหนทุกแห่งในโลกสมัยใหม่ พยายามลดสภาวะแห่งความโกลาหลที่เราได้กระจายไปสู่ขอบเขตอันยิ่งใหญ่ และนี่เป็นกฎทางกายภาพ ไม่ใช่แค่การพูดคุยเกี่ยวกับภาวะซึมเศร้าและการคิดเชิงลบ ทุกสิ่งทุกอย่างพัฒนาหรือเสื่อมโทรม

สิ่งมีชีวิตเกิด พัฒนา และตาย และไม่มีใครเคยสังเกตว่าหลังจากความตายจะฟื้นคืนชีพ มีอายุน้อยกว่า และกลับสู่เมล็ดพืชหรือในครรภ์ เมื่อพวกเขากล่าวว่าอดีตไม่หวนกลับ แน่นอน พวกเขาหมายถึง ประการแรก ปรากฏการณ์สำคัญเหล่านี้ การพัฒนาของสิ่งมีชีวิตกำหนดทิศทางเชิงบวกของลูกศรแห่งเวลา และการเปลี่ยนแปลงจากสถานะหนึ่งของระบบไปเป็นอีกสถานะหนึ่งจะเกิดขึ้นในทิศทางเดียวกันสำหรับกระบวนการทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น

Valerian Chupin

ที่มาของข้อมูล: Tchaikovsky.News

ความคิดเห็น (3)

ความมั่งคั่งของสังคมสมัยใหม่กำลังเติบโต และจะเติบโตในขอบเขตที่มากขึ้นเรื่อยๆ โดยหลักแล้วผ่านแรงงานสากล ทุนอุตสาหกรรมเป็นรูปแบบแรกของการผลิตทางสังคมเมื่อแรงงานสากลเริ่มถูกเอารัดเอาเปรียบอย่างเข้มข้น และอย่างแรก ที่เขาได้มาฟรีๆ วิทยาศาสตร์ดังที่มาร์กซ์ตั้งข้อสังเกต ไม่ต้องใช้ทุนเลย แท้จริงแล้ว ไม่มีนายทุนเพียงคนเดียวให้รางวัลแก่อาร์คิมิดีส หรือคาร์ดาโน กาลิเลโอ หรือไฮเกนส์ หรือนิวตันสำหรับการนำความคิดของตนไปใช้ในทางปฏิบัติ แต่มันเป็นเมืองหลวงทางอุตสาหกรรมอย่างแม่นยำ ซึ่งในระดับมวลชน เริ่มใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีเครื่องกล และด้วยเหตุนี้แรงงานทั่วไปจึงรวมเป็นหนึ่ง Marx K, Engels F. Soch. เล่มที่ 25 ตอนที่ 1 หน้า 116.

บทนำ

1. กฎของนิวตัน

1.1. กฎความเฉื่อย (กฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน)

1.2 กฎการเคลื่อนที่

1.3. กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม (กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม)

1.4. แรงเฉื่อย

1.5. กฎความหนืด

2.1. กฎของอุณหพลศาสตร์

1. 
   กฎแรงโน้มถ่วง

3.2. ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง

3.3. กลศาสตร์ท้องฟ้า

1. 
   สนามโน้มถ่วงที่แข็งแกร่ง

3.5. ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงแบบคลาสสิกสมัยใหม่

บทสรุป

วรรณกรรม

บทนำ

กฎพื้นฐานของฟิสิกส์อธิบายปรากฏการณ์ที่สำคัญที่สุดในธรรมชาติและจักรวาล สิ่งเหล่านี้ทำให้เราสามารถอธิบายและทำนายปรากฏการณ์ต่างๆ ได้ ดังนั้นโดยอาศัยกฎพื้นฐานของฟิสิกส์คลาสสิกเท่านั้น (กฎของนิวตัน กฎของอุณหพลศาสตร์ ฯลฯ) มนุษยชาติจึงประสบความสำเร็จในการสำรวจอวกาศ ส่งยานอวกาศไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น

ฉันต้องการพิจารณากฎที่สำคัญที่สุดของฟิสิกส์และความสัมพันธ์ในงานนี้ กฎที่สำคัญที่สุดของกลศาสตร์คลาสสิกคือกฎของนิวตันซึ่งเพียงพอที่จะอธิบายปรากฏการณ์ในมหภาค (โดยไม่คำนึงถึงค่าความเร็วหรือมวลสูงซึ่งศึกษาใน GR - ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปหรือ SRT - ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ)

1. 
   กฎของนิวตัน

กฎกลศาสตร์ของนิวตัน -กฎหมายสามข้อที่อยู่ภายใต้สิ่งที่เรียกว่า กลศาสตร์คลาสสิก กำหนดโดย I. Newton (1687) กฎข้อที่หนึ่ง: “ทุกร่างยังคงอยู่ในสภาพพักหรือเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงจนกระทั่งและตราบเท่าที่มันถูกบังคับโดยกองกำลังที่ใช้เพื่อเปลี่ยนสถานะนี้” กฎข้อที่สอง: "การเปลี่ยนแปลงของโมเมนตัมเป็นสัดส่วนกับแรงขับเคลื่อนที่ใช้และเกิดขึ้นในทิศทางของเส้นตรงที่แรงนี้กระทำ" กฎข้อที่สาม: "มักจะมีปฏิกิริยาที่เท่าเทียมกันและตรงกันข้ามกับการกระทำ มิฉะนั้น ปฏิสัมพันธ์ของวัตถุทั้งสองต่อกันจะเท่ากันและมุ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม"

1.1. ซาโก ́ nine ́ rtions (กฎข้อที่หนึ่ง ใหม่ ́ โทน) : วัตถุอิสระซึ่งไม่ได้รับผลกระทบจากแรงจากวัตถุอื่น อยู่ในสภาวะหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอ (แนวคิดของความเร็วในที่นี้ใช้กับจุดศูนย์กลางมวลของร่างกายในกรณีของการเคลื่อนที่แบบไม่แปล) กล่าวอีกนัยหนึ่งร่างกายมีลักษณะเฉื่อย (จากความเฉื่อยภาษาละติน - "ไม่มีการใช้งาน", "ความเฉื่อย") นั่นคือปรากฏการณ์ของการรักษาความเร็วหากมีการชดเชยอิทธิพลภายนอกที่มีต่อพวกมัน

กรอบอ้างอิงซึ่งเป็นไปตามกฎความเฉื่อยเรียกว่า กรอบอ้างอิงเฉื่อย (ISR)

กฎของความเฉื่อยถูกกำหนดขึ้นครั้งแรกโดยกาลิเลโอ กาลิเลอี ซึ่งหลังจากการทดลองหลายครั้ง สรุปว่าไม่จำเป็นต้องมีสาเหตุภายนอกใดๆ เพื่อให้ร่างกายอิสระเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ ก่อนหน้านี้ มุมมองที่แตกต่าง (ย้อนหลังไปถึงอริสโตเติล) ​​ได้รับการยอมรับโดยทั่วไป: ร่างกายที่ว่างอยู่นิ่งและเพื่อที่จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ต้องใช้แรงคงที่

ต่อจากนั้น นิวตันได้กำหนดกฎความเฉื่อยเป็นกฎข้อแรกจากสามกฎที่มีชื่อเสียงของเขา

หลักการสัมพัทธภาพของกาลิเลโอ: ในกรอบอ้างอิงเฉื่อยทั้งหมด กระบวนการทางกายภาพทั้งหมดดำเนินไปในลักษณะเดียวกัน ในกรอบอ้างอิงที่นำไปสู่สภาวะหยุดนิ่งหรือการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอที่สัมพันธ์กับกรอบอ้างอิงเฉื่อย (ตามเงื่อนไข “หยุดนิ่ง”) กระบวนการทั้งหมดดำเนินไปในลักษณะเดียวกับในกรอบที่หยุดนิ่ง

ควรสังเกตว่าแนวคิดของกรอบอ้างอิงเฉื่อยเป็นแบบจำลองนามธรรม (วัตถุในอุดมคติบางอย่างที่พิจารณาแทนวัตถุจริง วัตถุที่เข้มงวดอย่างยิ่งหรือเธรดที่ไม่มีน้ำหนักทำหน้าที่เป็นตัวอย่างของแบบจำลองนามธรรม) กรอบอ้างอิงที่แท้จริงคือ เกี่ยวข้องกับวัตถุบางอย่างเสมอและการโต้ตอบของการเคลื่อนไหวของวัตถุที่สังเกตได้จริงในระบบดังกล่าวกับผลลัพธ์ของการคำนวณจะไม่สมบูรณ์

1.2 กฎการเคลื่อนที่ - สูตรทางคณิตศาสตร์ว่าร่างกายเคลื่อนไหวอย่างไรหรือการเคลื่อนไหวของรูปแบบทั่วไปเกิดขึ้นได้อย่างไร

ในกลศาสตร์คลาสสิกของจุดวัสดุ กฎของการเคลื่อนที่คือการพึ่งพาอาศัยกันสามครั้งของพิกัดเชิงพื้นที่สามจุดตรงเวลา หรือการพึ่งพาปริมาณเวกเตอร์หนึ่งปริมาณ (เวกเตอร์รัศมี) ตรงเวลาของรูปแบบ

สามารถหากฎการเคลื่อนที่ได้ ขึ้นอยู่กับงาน ไม่ว่าจะมาจากกฎความแตกต่างของกลศาสตร์หรือจากกฎปริพันธ์

กฎการอนุรักษ์พลังงาน - กฎพื้นฐานของธรรมชาติซึ่งประกอบด้วยความจริงที่ว่าพลังงานของระบบปิดนั้นได้รับการอนุรักษ์ไว้อย่างทันท่วงที กล่าวอีกนัยหนึ่ง พลังงานไม่สามารถเกิดขึ้นจากความว่างเปล่าและไม่สามารถหายไปในที่ใด ๆ ได้ มันสามารถผ่านจากรูปแบบหนึ่งไปยังอีกรูปแบบหนึ่งเท่านั้น

กฎการอนุรักษ์พลังงานพบได้ในสาขาฟิสิกส์ต่างๆ และปรากฏอยู่ในการอนุรักษ์พลังงานประเภทต่างๆ ตัวอย่างเช่น ในกลศาสตร์คลาสสิก กฎแสดงให้เห็นในการอนุรักษ์พลังงานกล (ผลรวมของศักย์และพลังงานจลน์) ในอุณหพลศาสตร์ กฎการอนุรักษ์พลังงานเรียกว่ากฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์และพูดถึงการอนุรักษ์พลังงานร่วมกับพลังงานความร้อน

เนื่องจากกฎการอนุรักษ์พลังงานไม่ได้หมายถึงปริมาณและปรากฏการณ์ที่เฉพาะเจาะจง แต่สะท้อนถึงรูปแบบทั่วไปที่ใช้ได้ทุกที่และทุกเวลา จึงถูกต้องกว่าที่จะเรียกว่าไม่ใช่กฎ แต่เป็นหลักการของการอนุรักษ์พลังงาน

กรณีพิเศษ - กฎการอนุรักษ์พลังงานกล - พลังงานกลของระบบกลไกแบบอนุรักษ์นิยมถูกอนุรักษ์ไว้อย่างทันท่วงที พูดง่ายๆ ก็คือ ในกรณีที่ไม่มีแรง เช่น แรงเสียดทาน (แรงกระจาย) พลังงานกลไม่ได้เกิดขึ้นจากความว่างเปล่าและไม่สามารถหายไปได้ทุกที่

Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

กฎการอนุรักษ์พลังงานเป็นกฎสำคัญ ซึ่งหมายความว่าประกอบด้วยการกระทำของกฎความแตกต่างและเป็นคุณสมบัติของการกระทำที่รวมกัน ตัวอย่างเช่น บางครั้งมีการกล่าวกันว่าความเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างเครื่องเคลื่อนไหวตลอดเวลานั้นเกิดจากกฎการอนุรักษ์พลังงาน แต่มันไม่ใช่ อันที่จริง ในทุกโครงการของเครื่องจักรเคลื่อนที่ถาวร กฎความแตกต่างข้อใดข้อหนึ่งถูกกระตุ้น และเป็นผู้ที่ทำให้เครื่องยนต์ไม่สามารถทำงานได้ กฎการอนุรักษ์พลังงานเป็นเพียงการสรุปข้อเท็จจริงนี้

ตามทฤษฎีบทของ Noether กฎการอนุรักษ์พลังงานกลเป็นผลมาจากความสม่ำเสมอของเวลา

1.3. ซาโก ́ n บันทึก ́ และ ́ ชีพจร (Zako ́ n บันทึก ́ ถ้า ́ คุณภาพการเคลื่อนไหว) ยืนยันว่าผลรวมของโมเมนต์ของวัตถุทั้งหมด (หรืออนุภาค) ของระบบปิดเป็นค่าคงที่

จากกฎของนิวตัน สามารถแสดงให้เห็นได้ว่าเมื่อเคลื่อนที่ในที่ว่าง โมเมนตัมจะถูกรักษาไว้ทันเวลา และเมื่อมีปฏิสัมพันธ์ อัตราการเปลี่ยนแปลงจะถูกกำหนดโดยผลรวมของแรงที่กระทำ ในกลศาสตร์คลาสสิก กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมมักจะได้มาจากผลของกฎของนิวตัน อย่างไรก็ตาม กฎการอนุรักษ์นี้ก็เป็นจริงเช่นกันในกรณีที่กลศาสตร์ของนิวตันไม่สามารถนำมาใช้ได้ (ฟิสิกส์เชิงสัมพัทธภาพ กลศาสตร์ควอนตัม)

เช่นเดียวกับกฎหมายการอนุรักษ์อื่น ๆ กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมอธิบายความสมมาตรพื้นฐานอย่างใดอย่างหนึ่งคือความเป็นเนื้อเดียวกันของอวกาศ

กฎข้อที่สามของนิวตัน อธิบายว่าเกิดอะไรขึ้นกับร่างกายที่มีปฏิสัมพันธ์กันทั้งสอง ยกตัวอย่างเช่น ระบบปิดที่ประกอบด้วยสองร่าง ร่างแรกสามารถทำหน้าที่ที่สองด้วยแรง F12 และตัวที่สอง - ในตัวแรกด้วยแรง F21 กองกำลังสัมพันธ์กันอย่างไร? กฎข้อที่สามของนิวตันกล่าวว่าแรงกระทำมีขนาดเท่ากันและมีทิศตรงข้ามกับแรงปฏิกิริยา เราเน้นย้ำว่าแรงเหล่านี้ถูกนำไปใช้กับร่างกายที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงไม่มีการชดเชยเลย

กฎหมายเอง:

วัตถุกระทำต่อกันด้วยแรงที่พุ่งไปตามเส้นตรงเดียวกัน มีขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้าม: .

1.4. แรงเฉื่อย

กฎของนิวตัน พูดอย่างเคร่งครัด ใช้ได้เฉพาะในกรอบอ้างอิงเฉื่อย หากเราเขียนสมการการเคลื่อนที่ของวัตถุอย่างตรงไปตรงมาในกรอบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อย ก็จะมีลักษณะที่แตกต่างจากกฎข้อที่สองของนิวตัน อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้ง เพื่อให้การพิจารณาง่ายขึ้น จึงมีการแนะนำ "แรงเฉื่อย" ที่สมมติขึ้น จากนั้นสมการการเคลื่อนที่เหล่านี้จึงถูกเขียนใหม่ในรูปแบบที่คล้ายกับกฎข้อที่สองของนิวตัน ในทางคณิตศาสตร์ ทุกอย่างในที่นี้ถูกต้อง (ถูกต้อง) แต่จากมุมมองของฟิสิกส์ แรงที่สมมติขึ้นใหม่ไม่สามารถถือได้ว่าเป็นของจริง อันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ที่แท้จริงบางอย่าง เราเน้นย้ำอีกครั้งว่า “แรงเฉื่อย” เป็นเพียงการกำหนดพารามิเตอร์ที่สะดวกว่ากฎการเคลื่อนที่แตกต่างกันอย่างไรในกรอบอ้างอิงเฉื่อยและไม่เฉื่อย

1.5. กฎความหนืด

กฎความหนืดของนิวตัน (แรงเสียดทานภายใน) เป็นนิพจน์ทางคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับความเค้นของแรงเสียดทานภายใน τ (ความหนืด) และการเปลี่ยนแปลงความเร็วของตัวกลาง v ในอวกาศ

(อัตราความเครียด) สำหรับของเหลว (ของเหลวและก๊าซ):

โดยที่ค่าของηเรียกว่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานภายในหรือสัมประสิทธิ์ความหนืดแบบไดนามิก (หน่วย CGS - ชั่ง) ค่าสัมประสิทธิ์จลนศาสตร์ของความหนืดคือค่า μ = η / ρ (หน่วย CGS คือ Stokes, ρ คือความหนาแน่นของตัวกลาง)

กฎของนิวตันสามารถวิเคราะห์ได้โดยวิธีจลนพลศาสตร์ทางกายภาพ ซึ่งมักจะพิจารณาความหนืดควบคู่ไปกับการนำความร้อนและกฎฟูริเยร์ที่สอดคล้องกันสำหรับการนำความร้อน ในทฤษฎีจลนศาสตร์ของก๊าซ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานภายในคำนวณโดยสูตร

โดยที่ความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่เชิงความร้อนของโมเลกุล λ คือเส้นทางอิสระเฉลี่ย

2.1. กฎของอุณหพลศาสตร์

อุณหพลศาสตร์อยู่บนพื้นฐานของกฎสามข้อ ซึ่งกำหนดขึ้นบนพื้นฐานของข้อมูลการทดลอง ดังนั้นจึงสามารถยอมรับได้ว่าเป็นสมมุติฐาน

* กฎข้อที่ 1 ของอุณหพลศาสตร์ เป็นการกำหนดกฎทั่วไปของการอนุรักษ์พลังงานสำหรับกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ ในรูปแบบที่ง่ายที่สุด สามารถเขียนได้เป็น δQ \u003d δA + d "U โดยที่ dU คือค่าส่วนต่างทั้งหมดของพลังงานภายในของระบบ และ δQ และ δA คือปริมาณความร้อนเบื้องต้นและงานเบื้องต้นที่ทำบน ตามลำดับ พึงระลึกไว้เสมอว่า δA และ δQ ไม่สามารถพิจารณาว่าเป็นดิฟเฟอเรนเชียลในความหมายปกติของแนวคิดนี้ได้ จากมุมมองของแนวคิดควอนตัม กฎหมายนี้สามารถตีความได้ดังนี้ dU คือการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน ของระบบควอนตัมที่กำหนด δA คือการเปลี่ยนแปลงในพลังงานของระบบเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในประชากรของระดับพลังงานของระบบ และ δQ คือการเปลี่ยนแปลงพลังงานของระบบควอนตัมเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของ ระดับพลังงาน

* กฎข้อที่ 2 ของอุณหพลศาสตร์: กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ไม่รวมความเป็นไปได้ในการสร้างเครื่องเคลื่อนที่ถาวรประเภทที่สอง กฎหมายฉบับนี้มีข้อกำหนดที่แตกต่างกันหลายประการ แต่ในขณะเดียวกัน 1 - สมมุติฐานของ Clausius กระบวนการที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ เกิดขึ้น ยกเว้นการถ่ายเทความร้อนจากวัตถุที่ร้อนไปยังตัวที่เย็น ซึ่งไม่สามารถย้อนกลับได้ กล่าวคือ ความร้อนไม่สามารถเคลื่อนจากวัตถุที่เย็นไปยังวัตถุที่ร้อนได้ หากไม่มีการเปลี่ยนแปลงใดๆ ในระบบ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการกระจายพลังงานหรือการกระจายตัว 2 - สมมุติฐานของเคลวิน กระบวนการที่งานถูกแปลงเป็นความร้อนโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอื่นใดในระบบนั้นไม่สามารถย้อนกลับได้ กล่าวคือ เป็นไปไม่ได้ที่จะแปลงความร้อนทั้งหมดที่ถ่ายจากแหล่งกำเนิดที่มีอุณหภูมิสม่ำเสมอให้เป็นงานโดยไม่ทำการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ในระบบ

* กฎข้อที่ 3 ของอุณหพลศาสตร์: ทฤษฎีบทของ Nernst: เอนโทรปีของระบบใด ๆ ที่อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์สามารถนำมาเป็นศูนย์ได้เสมอ

3.1. กฎแรงโน้มถ่วง

แรงโน้มถ่วง (ความโน้มถ่วงสากล, ความโน้มถ่วง) (จากภาษาละติน gravitas - "แรงโน้มถ่วง") เป็นปฏิสัมพันธ์พื้นฐานระยะยาวในธรรมชาติซึ่งวัตถุทั้งหมดอยู่ภายใต้ ตามข้อมูลสมัยใหม่ มันเป็นปฏิสัมพันธ์สากลในแง่ที่ว่า ไม่เหมือนกับแรงอื่นใด มันให้ความเร่งเท่ากันแก่วัตถุทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น โดยไม่คำนึงถึงมวลของพวกมัน แรงโน้มถ่วงมีบทบาทชี้ขาดในระดับจักรวาล คำว่าแรงโน้มถ่วงยังใช้เป็นชื่อของสาขาฟิสิกส์ที่ศึกษาปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง ทฤษฎีฟิสิกส์สมัยใหม่ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในฟิสิกส์คลาสสิกที่อธิบายแรงโน้มถ่วงคือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทฤษฏีควอนตัมของปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงยังไม่ถูกสร้างขึ้น

3.2. ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง

ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงเป็นหนึ่งในสี่ปฏิสัมพันธ์พื้นฐานในโลกของเรา ในกรอบของกลศาสตร์คลาสสิก ปฏิสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วงอธิบายโดยกฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน ซึ่งระบุว่าแรงดึงดูดแรงโน้มถ่วงระหว่างจุดวัตถุสองจุดที่มีมวล m1 และ m2 คั่นด้วยระยะทาง R คือ

โดยที่ G คือค่าคงตัวโน้มถ่วง เท่ากับ m³ / (kg s²) เครื่องหมายลบหมายความว่าแรงที่กระทำต่อวัตถุนั้นจะมีทิศทางเท่ากันกับเวกเตอร์รัศมีที่พุ่งเข้าหาร่างกายเสมอ กล่าวคือ ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงจะนำไปสู่การดึงดูดวัตถุใดๆ เสมอ

สนามแรงโน้มถ่วงมีศักยภาพ ซึ่งหมายความว่าเป็นไปได้ที่จะแนะนำพลังงานศักย์ของแรงดึงดูดของวัตถุคู่หนึ่ง และพลังงานนี้จะไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากเคลื่อนย้ายวัตถุไปตามรูปร่างที่ปิด ศักยภาพของสนามโน้มถ่วงก่อให้เกิดกฎการอนุรักษ์ผลรวมของพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ และเมื่อศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุในสนามโน้มถ่วง มักจะทำให้การแก้ปัญหาง่ายขึ้นอย่างมาก ในกรอบของกลศาสตร์ของนิวตัน อันตรกิริยาความโน้มถ่วงนั้นอยู่ในพิสัยไกล ซึ่งหมายความว่าไม่ว่าวัตถุขนาดใหญ่จะเคลื่อนที่อย่างไร ณ จุดใดในอวกาศ ศักย์โน้มถ่วงจะขึ้นอยู่กับตำแหน่งของร่างกายในช่วงเวลาที่กำหนดเท่านั้น

วัตถุอวกาศขนาดใหญ่ - ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ และกาแล็กซีมีมวลมหาศาล ดังนั้นจึงสร้างสนามโน้มถ่วงที่มีนัยสำคัญ แรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่อ่อนแอที่สุด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมันทำงานในทุกระยะและมวลทั้งหมดเป็นบวก จึงเป็นพลังที่สำคัญมากในจักรวาล สำหรับการเปรียบเทียบ: ประจุไฟฟ้าทั้งหมดของวัตถุเหล่านี้มีค่าเป็นศูนย์ เนื่องจากสารทั้งหมดเป็นกลางทางไฟฟ้า นอกจากนี้ แรงโน้มถ่วงซึ่งแตกต่างจากปฏิสัมพันธ์อื่นๆ เป็นสากลในผลกระทบต่อสสารและพลังงานทั้งหมด ไม่พบวัตถุใดๆ ที่ไม่มีปฏิสัมพันธ์กับแรงโน้มถ่วงเลย

เนื่องจากธรรมชาติของโลก แรงโน้มถ่วงมีหน้าที่รับผิดชอบต่อผลกระทบขนาดใหญ่ เช่น โครงสร้างของกาแลคซี หลุมดำ และการขยายตัวของจักรวาล และสำหรับปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์เบื้องต้น - โคจรของดาวเคราะห์ และสำหรับแรงดึงดูดง่ายๆ สู่พื้นผิวโลกและ ร่างกายล้ม

แรงโน้มถ่วงเป็นปฏิสัมพันธ์ครั้งแรกที่อธิบายโดยทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ ในสมัยโบราณอริสโตเติลเชื่อว่าวัตถุที่มีมวลต่างกันตกลงมาด้วยความเร็วต่างกัน ในเวลาต่อมา กาลิเลโอ กาลิเลอีได้ทดลองพิจารณาแล้วว่าไม่ใช่กรณีนี้ ถ้าแรงต้านอากาศหมดไป วัตถุทั้งหมดจะเร่งความเร็วเท่าๆ กัน กฎแรงโน้มถ่วงของไอแซก นิวตัน (1687) เป็นคำอธิบายที่ดีเกี่ยวกับพฤติกรรมทั่วไปของแรงโน้มถ่วง ในปี 1915 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้สร้างทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งอธิบายแรงโน้มถ่วงในแง่ของเรขาคณิตของกาลอวกาศได้แม่นยำยิ่งขึ้น

3.3. กลศาสตร์ท้องฟ้าและปัญหาบางอย่างของมัน

ส่วนของกลศาสตร์ที่ศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุในที่ว่างภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงเท่านั้นเรียกว่ากลศาสตร์ท้องฟ้า

งานที่ง่ายที่สุดของกลศาสตร์ท้องฟ้าคือปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงของวัตถุทั้งสองในที่ว่าง ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขในเชิงวิเคราะห์จนถึงที่สุด ผลของการแก้ปัญหามักจะอยู่ในรูปของกฎสามข้อของเคปเลอร์

เมื่อจำนวนของร่างกายที่มีปฏิสัมพันธ์เพิ่มขึ้น ปัญหาก็จะซับซ้อนมากขึ้น ดังนั้น ปัญหาสามร่างที่มีชื่อเสียงอยู่แล้ว (นั่นคือ การเคลื่อนที่ของวัตถุสามตัวที่มีมวลไม่เป็นศูนย์) ไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยการวิเคราะห์ในรูปแบบทั่วไป เมื่อใช้โซลูชันที่เป็นตัวเลข ความไม่แน่นอนของโซลูชันตามเงื่อนไขเริ่มต้นจะตั้งค่าค่อนข้างเร็ว เมื่อนำไปใช้กับระบบสุริยะ ความไม่เสถียรนี้ทำให้ไม่สามารถทำนายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ในระดับที่เกินร้อยล้านปีได้

ในกรณีพิเศษบางอย่าง สามารถหาวิธีแก้ปัญหาโดยประมาณได้ สิ่งที่สำคัญที่สุดคือกรณีที่มวลของวัตถุหนึ่งมีค่ามากกว่ามวลของวัตถุอื่นอย่างมีนัยสำคัญ (ตัวอย่าง: ระบบสุริยะและการเปลี่ยนแปลงของวงแหวนของดาวเสาร์) ในกรณีนี้ ในการประมาณค่าแรก เราสามารถสรุปได้ว่าวัตถุที่มีน้ำหนักเบาไม่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน และเคลื่อนที่ไปตามวิถีของ Keplerian รอบวัตถุขนาดใหญ่ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันสามารถนำมาพิจารณาภายในกรอบของทฤษฎีการก่อกวนและหาค่าเฉลี่ยเมื่อเวลาผ่านไป ในกรณีนี้ ปรากฏการณ์ที่ไม่สำคัญอาจเกิดขึ้นได้ เช่น การสั่นพ้อง ตัวดึงดูด ความบังเอิญ เป็นต้น ตัวอย่างที่ดีของปรากฏการณ์ดังกล่าวคือโครงสร้างที่ไม่ซับซ้อนของวงแหวนของดาวเสาร์

แม้จะมีความพยายามที่จะอธิบายพฤติกรรมของระบบที่มีวัตถุดึงดูดจำนวนมากซึ่งมีมวลประมาณเท่ากัน แต่ก็ไม่สามารถทำได้เนื่องจากปรากฏการณ์ความโกลาหลแบบไดนามิก

3.4. สนามโน้มถ่วงที่แข็งแกร่ง

ในสนามโน้มถ่วงรุนแรง เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเชิงสัมพัทธภาพ ผลกระทบของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปเริ่มปรากฏให้เห็น:

การเบี่ยงเบนของกฎแรงโน้มถ่วงจากนิวตัน

ความล่าช้าของศักยภาพที่เกี่ยวข้องกับความเร็วจำกัดของการแพร่กระจายของการรบกวนแรงโน้มถ่วง การปรากฏตัวของคลื่นความโน้มถ่วง

ผลกระทบที่ไม่เป็นเชิงเส้น: คลื่นความโน้มถ่วงมีแนวโน้มที่จะโต้ตอบกัน ดังนั้นหลักการของการซ้อนคลื่นในสนามที่รุนแรงจึงใช้ไม่ได้อีกต่อไป

การเปลี่ยนรูปเรขาคณิตของกาลอวกาศ

การเกิดขึ้นของหลุมดำ

3.5. ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงแบบคลาสสิกสมัยใหม่

เนื่องจากผลกระทบของควอนตัมของแรงโน้มถ่วงมีขนาดเล็กมากแม้ภายใต้สภาวะการทดลองและการสังเกตที่รุนแรงที่สุด จึงยังไม่มีการสังเกตการณ์ที่เชื่อถือได้ การประมาณการทางทฤษฎีแสดงให้เห็นว่าในกรณีส่วนใหญ่อย่างท่วมท้น เราสามารถจำกัดตัวเองให้อยู่กับคำอธิบายคลาสสิกของปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงได้

มีทฤษฎีแรงโน้มถ่วงแบบคลาสสิกที่เป็นที่ยอมรับในปัจจุบัน - ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและสมมติฐานมากมายที่ปรับแต่งมันและทฤษฎีของระดับต่าง ๆ ของการพัฒนาที่แข่งขันกันเอง (ดูบทความทฤษฎีทางเลือกของแรงโน้มถ่วง) ทฤษฎีทั้งหมดเหล่านี้ให้การคาดคะเนที่คล้ายคลึงกันมากในการประมาณซึ่งกำลังดำเนินการทดสอบทดลองอยู่ ต่อไปนี้คือทฤษฎีแรงโน้มถ่วงบางส่วนที่ได้รับการพัฒนาหรือเป็นที่รู้จักมากที่สุด

ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันมีพื้นฐานมาจากแนวคิดเรื่องแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นแรงพิสัยไกล ซึ่งกระทำทันทีในทุกระยะ ธรรมชาติของการกระทำที่เกิดขึ้นในทันทีนี้เข้ากันไม่ได้กับกระบวนทัศน์ภาคสนามของฟิสิกส์สมัยใหม่ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษที่สร้างขึ้นในปี 1905 โดย Einstein ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากงานของ Poincaré และ Lorentz ในทฤษฎีของไอน์สไตน์ ไม่มีข้อมูลใดสามารถเดินทางได้เร็วกว่าความเร็วแสงในสุญญากาศ

ในทางคณิตศาสตร์ แรงโน้มถ่วงของนิวตันได้มาจากพลังงานศักย์ของวัตถุในสนามโน้มถ่วง ศักย์โน้มถ่วงที่สอดคล้องกับพลังงานศักย์นี้จะเป็นไปตามสมการปัวซอง ซึ่งไม่คงที่ภายใต้การแปลงแบบลอเรนซ์ สาเหตุของความไม่แปรผันคือพลังงานในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษไม่ใช่ปริมาณสเกลาร์ แต่จะเข้าสู่องค์ประกอบเวลาของเวกเตอร์ 4 ตัว ทฤษฎีเวกเตอร์ของแรงโน้มถ่วงนั้นคล้ายกับทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวลล์และนำไปสู่พลังงานเชิงลบของคลื่นความโน้มถ่วงซึ่งสัมพันธ์กับธรรมชาติของปฏิสัมพันธ์: เช่นเดียวกับประจุ (มวล) ในการดึงดูดแรงโน้มถ่วงและไม่ขับไล่เป็น ในแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้น ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันจึงเข้ากันไม่ได้กับหลักการพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ - ความแปรปรวนของกฎธรรมชาติในกรอบอ้างอิงเฉื่อยใดๆ และการสรุปเวกเตอร์โดยตรงของทฤษฎีของนิวตัน ซึ่งเสนอครั้งแรกโดย Poincaré ในปี ค.ศ. 1905 การทำงาน "เกี่ยวกับพลศาสตร์ของอิเล็กตรอน" นำไปสู่ผลลัพธ์ที่ไม่น่าพอใจทางร่างกาย .

ไอน์สไตน์เริ่มค้นหาทฤษฎีความโน้มถ่วงที่จะเข้ากันได้กับหลักการไม่แปรผันของกฎธรรมชาติที่เกี่ยวกับกรอบอ้างอิงใดๆ ผลลัพธ์ของการค้นหานี้คือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป โดยอาศัยหลักการของเอกลักษณ์ของมวลความโน้มถ่วงและมวลเฉื่อย

หลักความเท่าเทียมกันของมวลแรงโน้มถ่วงและแรงเฉื่อย

ในกลศาสตร์ของนิวตันแบบคลาสสิก มีแนวคิดเกี่ยวกับมวลอยู่สองแนวคิด: แนวคิดแรกหมายถึงกฎข้อที่สองของนิวตัน และแนวคิดที่สองคือกฎความโน้มถ่วงสากล มวลแรก - เฉื่อย (หรือเฉื่อย) - คืออัตราส่วนของแรงไม่โน้มถ่วงที่กระทำต่อร่างกายต่อการเร่งความเร็ว มวลที่สอง - แรงโน้มถ่วง (หรือที่บางครั้งเรียกว่าหนัก) - กำหนดแรงดึงดูดของร่างกายโดยวัตถุอื่นและแรงดึงดูดของมันเอง โดยทั่วไปแล้ว มวลทั้งสองนี้ถูกวัด ดังที่เห็นได้จากคำอธิบาย ในการทดลองต่างๆ กัน ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องเป็นสัดส่วนซึ่งกันและกันเลย สัดส่วนที่เข้มงวดทำให้เราสามารถพูดถึงมวลกายเดียวในปฏิกิริยาทั้งแบบไม่มีแรงโน้มถ่วงและแรงโน้มถ่วง ด้วยการเลือกหน่วยที่เหมาะสม มวลเหล่านี้สามารถสร้างให้เท่ากันได้

หลักการนี้ถูกเสนอโดยไอแซก นิวตัน และความเท่าเทียมกันของมวลได้รับการตรวจสอบโดยเขาด้วยการทดลองด้วยความแม่นยำสัมพัทธ์ 10-3 ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 Eötvös ได้ทำการทดลองที่ละเอียดยิ่งขึ้น โดยนำความถูกต้องของการทวนสอบหลักการเป็น 10-9 ในช่วงศตวรรษที่ 20 เทคนิคการทดลองทำให้สามารถยืนยันความเท่าเทียมกันของมวลด้วยความแม่นยำสัมพัทธ์ 10-12-10-13 (Braginsky, Dicke ฯลฯ )

บางครั้งหลักการของความเท่าเทียมกันของมวลแรงโน้มถ่วงและแรงเฉื่อยเรียกว่าหลักการที่อ่อนแอของความเท่าเทียมกัน อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ วางรากฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

หลักการเคลื่อนที่ตามแนว geodesic

ถ้ามวลโน้มถ่วงเท่ากับมวลเฉื่อยพอดี ดังนั้นในนิพจน์ของการเร่งความเร็วของร่างกายซึ่งมีเพียงแรงโน้มถ่วงกระทำเท่านั้น มวลทั้งสองจะลดลง ดังนั้นความเร่งของร่างกายและวิถีของมันจึงไม่ขึ้นอยู่กับมวลและโครงสร้างภายในของร่างกาย หากวัตถุทั้งหมดที่จุดเดียวกันในอวกาศได้รับการเร่งความเร็วเท่ากัน ความเร่งนี้สามารถเชื่อมโยงกับคุณสมบัติของวัตถุไม่ได้ แต่กับคุณสมบัติของพื้นที่เอง ณ จุดนี้

ดังนั้น คำอธิบายของปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงระหว่างวัตถุสามารถลดลงเป็นคำอธิบายของกาลอวกาศที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ เป็นเรื่องปกติที่จะสมมติเหมือนที่ไอน์สไตน์ทำ ว่าวัตถุเคลื่อนที่โดยความเฉื่อย นั่นคือในลักษณะที่ความเร่งในกรอบอ้างอิงของพวกมันเองเป็นศูนย์ เส้นทางโคจรของร่างกายจะเป็นเส้น geodesic ซึ่งเป็นทฤษฎีที่นักคณิตศาสตร์พัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 19

เส้น geodesic สามารถพบได้โดยการระบุระยะห่างระหว่างสองเหตุการณ์ในกาล-อวกาศ ซึ่งตามธรรมเนียมเรียกว่าช่วงเวลาหรือฟังก์ชันโลก ช่วงเวลาในปริภูมิสามมิติและเวลาหนึ่งมิติ (กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในปริภูมิ-เวลาสี่มิติ) ถูกกำหนดโดยองค์ประกอบอิสระ 10 ประการของเมตริกเทนเซอร์ ตัวเลข 10 ตัวนี้เป็นตัววัดพื้นที่ มันกำหนด "ระยะทาง" ระหว่างจุดสองจุดที่ไม่สิ้นสุดของกาลอวกาศในทิศทางที่ต่างกัน เส้น geodesic ที่สอดคล้องกับเส้นโลกของร่างกายที่มีความเร็วน้อยกว่าความเร็วแสงกลายเป็นเส้นของเวลาที่เหมาะสมที่สุดนั่นคือเวลาที่วัดโดยนาฬิกาที่ยึดแน่นกับร่างกายอย่างแน่นหนาตามวิถีนี้

การทดลองสมัยใหม่ยืนยันการเคลื่อนที่ของวัตถุตามเส้น geodesic ด้วยความแม่นยำเช่นเดียวกับความเท่าเทียมกันของมวลความโน้มถ่วงและมวลเฉื่อย

บทสรุป

ข้อสรุปที่น่าสนใจบางอย่างเกิดขึ้นทันทีจากกฎของนิวตัน ดังนั้น กฎข้อที่สามของนิวตันกล่าวว่า ไม่ว่าร่างกายจะโต้ตอบกันอย่างไร พวกมันไม่สามารถเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมทั้งหมดได้ กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมเกิดขึ้น นอกจากนี้ จำเป็นต้องกำหนดให้ศักยภาพในการโต้ตอบของวัตถุทั้งสองขึ้นอยู่กับโมดูลัสของความแตกต่างในพิกัดของร่างกายเหล่านี้เท่านั้น U(|r1-r2|) จากนั้นกฎการอนุรักษ์พลังงานกลทั้งหมดของวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์เกิดขึ้น:

กฎของนิวตันเป็นกฎพื้นฐานของกลศาสตร์ กฎกลศาสตร์อื่น ๆ ทั้งหมดสามารถมาจากกฎเหล่านี้ได้

ในเวลาเดียวกัน กฎของนิวตันไม่ใช่ระดับที่ลึกที่สุดของการกำหนดกลศาสตร์แบบคลาสสิก ภายในกรอบของกลไกลากรองจ์ มีเพียงสูตรเดียว (บันทึกการกระทำทางกล) และหลักสมมุติฐานเดียว (ร่างกายเคลื่อนที่ในลักษณะที่การกระทำมีน้อย) และจากนี้เอง กฎของนิวตันทั้งหมดจึงสามารถได้รับมา นอกจากนี้ ภายในกรอบของลัทธิลากรองจ์ เราสามารถพิจารณาสถานการณ์สมมติที่การกระทำมีรูปแบบอื่นได้อย่างง่ายดาย ในกรณีนี้ สมการการเคลื่อนที่จะไม่เหมือนกับกฎของนิวตันอีกต่อไป แต่กลศาสตร์ดั้งเดิมจะยังคงใช้ได้ ...

แก้สมการการเคลื่อนที่

สมการ F = ma (นั่นคือ กฎข้อที่สองของนิวตัน) เป็นสมการอนุพันธ์: ความเร่งคืออนุพันธ์อันดับสองของพิกัดเทียบกับเวลา ซึ่งหมายความว่าวิวัฒนาการของระบบกลไกในเวลาสามารถกำหนดได้อย่างชัดเจนหากมีการระบุพิกัดเริ่มต้นและความเร็วเริ่มต้น สังเกตว่าถ้าสมการที่อธิบายโลกของเราเป็นสมการอันดับหนึ่ง ปรากฏการณ์เช่น ความเฉื่อย การแกว่ง และคลื่นจะหายไปจากโลกของเรา

การศึกษากฎพื้นฐานของฟิสิกส์ยืนยันว่าวิทยาศาสตร์มีการพัฒนาอย่างค่อยเป็นค่อยไป: แต่ละขั้นตอน กฎหมายที่ค้นพบแต่ละข้อเป็นขั้นตอนของการพัฒนา แต่ไม่ได้ให้คำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถามทุกข้อ

วรรณกรรม:

1. 
   สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ (กฎกลไกของนิวตันและบทความอื่น ๆ ), 1977, “สารานุกรมโซเวียต”
2. 
   สารานุกรมออนไลน์ www.wikipedia.com

หน่วยงานกลางเพื่อการศึกษา

GOU VPO สถาบันการบินแห่งรัฐ Rybinsk ป.ล. Solovyova

ภาควิชาฟิสิกส์ทั่วไปและเทคนิค

เรียงความ

หัวข้อ: “กฎพื้นฐานของฟิสิกส์”

กลุ่ม ZKS-07

อาจารย์ : Vasilyuk O.V.

Helen Czerski

นักฟิสิกส์ นักสมุทรศาสตร์ ผู้นำเสนอรายการวิทยาศาสตร์ยอดนิยมทาง BBC

เมื่อพูดถึงฟิสิกส์ เรานำเสนอสูตรบางอย่าง บางอย่างที่แปลกและเข้าใจยาก ซึ่งไม่จำเป็นสำหรับคนทั่วไป เราอาจเคยได้ยินบางอย่างเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัมและจักรวาลวิทยา แต่ระหว่างสองขั้วนี้ มีทุกอย่างที่ประกอบขึ้นเป็นชีวิตประจำวันของเราอย่างแม่นยำ: ดาวเคราะห์และแซนวิช เมฆและภูเขาไฟ ฟองสบู่ และเครื่องดนตรี และพวกเขาทั้งหมดอยู่ภายใต้กฎทางกายภาพจำนวนค่อนข้างน้อย

เราสามารถปฏิบัติตามกฎหมายเหล่านี้ได้อย่างต่อเนื่อง ยกตัวอย่าง ไข่ 2 ฟอง - ดิบและต้ม - และหมุนมันแล้วหยุด ไข่ต้มจะยังคงนิ่ง ไข่ดิบจะเริ่มหมุนอีกครั้ง นี่เป็นเพราะคุณหยุดแค่เปลือก และของเหลวภายในยังคงหมุนต่อไป

นี่คือการสาธิตที่ชัดเจนของกฎการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม อย่างง่ายสามารถกำหนดได้ดังนี้: เริ่มหมุนรอบแกนคงที่ระบบจะหมุนต่อไปจนกว่าจะมีบางอย่างหยุด นี่เป็นหนึ่งในกฎพื้นฐานของจักรวาล

มีประโยชน์ไม่เฉพาะเมื่อคุณต้องการแยกไข่ต้มกับไข่ดิบเท่านั้น นอกจากนี้ยังสามารถใช้เพื่ออธิบายว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลโดยปราศจากการสนับสนุนในอวกาศ เล็งเลนส์ไปที่ส่วนใดส่วนหนึ่งของท้องฟ้าได้อย่างไร มีไจโรสโคปหมุนอยู่ภายใน ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วจะมีลักษณะเหมือนกับไข่ดิบ กล้องโทรทรรศน์หมุนรอบตัวมันและเปลี่ยนตำแหน่ง ปรากฎว่ากฎหมายซึ่งเราสามารถทดสอบได้ในครัวของเรา ได้อธิบายถึงอุปกรณ์ของเทคโนโลยีที่โดดเด่นที่สุดชิ้นหนึ่งของมนุษยชาติ

เมื่อรู้กฎหมายพื้นฐานที่ควบคุมชีวิตประจำวันของเรา เราจะหยุดรู้สึกหมดหนทาง

เพื่อให้เข้าใจว่าโลกรอบตัวเราทำงานอย่างไร เราต้องเข้าใจพื้นฐานของมันก่อน - เราต้องเข้าใจว่าฟิสิกส์ไม่ใช่แค่นักวิทยาศาสตร์แปลก ๆ ในห้องปฏิบัติการหรือสูตรที่ซับซ้อน มันอยู่ตรงหน้าเรา ใช้ได้กับทุกคน

จะเริ่มต้นที่ไหนคุณอาจคิดว่า แน่นอนว่าคุณสังเกตเห็นบางสิ่งที่แปลกหรือเข้าใจยาก แต่แทนที่จะคิดถึงมัน คุณบอกตัวเองว่าคุณเป็นผู้ใหญ่แล้วและคุณไม่มีเวลาสำหรับสิ่งนี้ Chersky ไม่แนะนำให้ละเลยสิ่งเหล่านี้ แต่ให้เริ่มต้นด้วยพวกเขา

หากคุณไม่ต้องการรอให้สิ่งที่น่าสนใจเกิดขึ้น ให้ใส่ลูกเกดลงในโซดาแล้วดูว่าเกิดอะไรขึ้น ดูกาแฟที่หกให้แห้ง แตะช้อนที่ขอบถ้วยแล้วฟังเสียง สุดท้าย ให้ลองวางแซนวิชเพื่อไม่ให้ด้านเนยตก

กฎหมายพื้นฐานของฟิสิกส์

[ กลศาสตร์ | อุณหพลศาสตร์ | ไฟฟ้า | เลนส์ | ฟิสิกส์ปรมาณู]

พลังงานของกฎหมายการอนุรักษ์และการเปลี่ยนแปลง - กฎทั่วไปของธรรมชาติ: พลังงานของระบบปิดใด ๆ สำหรับกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในระบบยังคงที่ (อนุรักษ์ไว้) พลังงานสามารถเปลี่ยนจากรูปแบบหนึ่งเป็นอีกรูปแบบหนึ่งและแจกจ่ายระหว่างส่วนต่างๆ ของระบบเท่านั้น สำหรับระบบเปิด พลังงานที่เพิ่มขึ้น (ลดลง) เท่ากับการลดลง (เพิ่มขึ้น) ในพลังงานของร่างกายและสนามกายภาพที่มีปฏิสัมพันธ์กับระบบ

1. กลศาสตร์

กฎหมายอาร์คิมีดีส - กฎของอุทกน้ำและอากาศ: ร่างกายที่แช่อยู่ในของเหลวหรือก๊าซอยู่ภายใต้แรงลอยตัวพุ่งขึ้นไปในแนวตั้ง ตัวเลขเท่ากับน้ำหนักของของเหลวหรือก๊าซที่ถูกแทนที่โดยร่างกาย และนำไปใช้ที่ศูนย์กลางของ แรงดึงดูดของส่วนที่จมอยู่ใต้น้ำของร่างกาย FA= gV โดยที่ r คือความหนาแน่นของของเหลวหรือก๊าซ V คือปริมาตรของส่วนที่จมอยู่ใต้น้ำของร่างกาย มิฉะนั้น มันสามารถกำหนดได้ดังนี้: ร่างกายที่แช่อยู่ในของเหลวหรือก๊าซจะสูญเสียน้ำหนักมากเท่ากับของเหลว (หรือก๊าซ) ที่ถูกแทนที่ด้วยน้ำหนัก จากนั้น P= mg - FA อื่นๆ gr. นักวิทยาศาสตร์อาร์คิมิดีสในปี 212 ปีก่อนคริสตกาล เป็นพื้นฐานของทฤษฎีร่างกายว่ายน้ำ

กฎความโน้มถ่วงสากล - กฎความโน้มถ่วงของนิวตัน: วัตถุทั้งหมดถูกดึงดูดเข้าหากันด้วยแรงที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของมวลของวัตถุเหล่านี้และแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างพวกมัน: โดยที่ M และ m เป็นมวล ของวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์กัน R คือระยะห่างระหว่างวัตถุเหล่านี้ G คือค่าคงตัวโน้มถ่วง (ใน SI G=6.67.10-11 N.m2/kg2

หลักการกาลิเลโอของสัมพัทธภาพ หลักการเชิงกลของสัมพัทธภาพ - หลักการของกลศาสตร์คลาสสิก: ในกรอบอ้างอิงเฉื่อย ปรากฏการณ์ทางกลทั้งหมดดำเนินไปในลักษณะเดียวกันภายใต้สภาวะเดียวกัน พุธ หลักการสัมพัทธภาพ

กฎของ HOOK - กฎหมายที่การเสียรูปยางยืดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอิทธิพลภายนอกที่ก่อให้เกิด

กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม - กฎของกลศาสตร์: โมเมนตัมของระบบปิดใดๆ ในทุกกระบวนการที่เกิดขึ้นในระบบยังคงที่ (อนุรักษ์ไว้) และสามารถแจกจ่ายซ้ำระหว่างส่วนต่างๆ ของระบบอันเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์

กฎของนิวตัน - กฎสามข้อที่เป็นพื้นฐานของกลศาสตร์คลาสสิกของนิวตัน กฎข้อที่ 1 (กฎความเฉื่อย): จุดวัตถุอยู่ในสถานะเป็นเส้นตรงและเคลื่อนที่สม่ำเสมอหรือหยุดนิ่ง หากไม่มีวัตถุอื่นกระทำการใดๆ หรือชดเชยการกระทำของวัตถุเหล่านี้ กฎข้อที่ 2 (กฎพื้นฐานของพลวัต): ความเร่งที่ร่างกายได้รับนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลลัพธ์ของแรงทั้งหมดที่กระทำต่อร่างกาย และแปรผกผันกับมวลของร่างกาย () กฎข้อที่ 3: จุดวัตถุสองจุดมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันโดยแรงที่มีลักษณะเหมือนกันซึ่งมีขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้ามตามแนวเส้นตรงที่เชื่อมจุดเหล่านี้ ()

หลักการสัมพัทธภาพ - หนึ่งในสมมุติฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพ โดยระบุว่าในกรอบอ้างอิงเฉื่อยใดๆ ปรากฏการณ์ทางกายภาพ (ทางกล แม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ) ทั้งหมดภายใต้สภาวะเดียวกันดำเนินไปในลักษณะเดียวกัน มันเป็นลักษณะทั่วไปของกาลิเลโอเกี่ยวกับหลักการสัมพัทธภาพกับปรากฏการณ์ทางกายภาพทั้งหมด (ยกเว้นแรงโน้มถ่วง)

2. ฟิสิกส์ระดับโมเลกุลและเทอร์โมไดนามิกส์

กฎหมาย AVOGADRO - หนึ่งในกฎพื้นฐานของก๊าซในอุดมคติ: ปริมาตรของก๊าซต่าง ๆ ที่อุณหภูมิและความดันเท่ากันมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน เปิดในปี ค.ศ. 1811 โดยชาวอิตาลี นักฟิสิกส์ A. Avogadro (1776-1856)

กฎ BOYLE-MARIOTTE - หนึ่งในกฎของก๊าซในอุดมคติ: สำหรับมวลที่กำหนดของก๊าซที่อุณหภูมิคงที่ ผลคูณของความดันและปริมาตรเป็นค่าคงที่ สูตร: pV=const. อธิบายกระบวนการไอโซเทอร์มอล

กฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ - หนึ่งในกฎพื้นฐานของอุณหพลศาสตร์ตามที่กระบวนการเป็นระยะเป็นไปไม่ได้ ผลลัพธ์เพียงอย่างเดียวคือประสิทธิภาพการทำงานเทียบเท่ากับปริมาณความร้อนที่ได้รับจากฮีตเตอร์ สูตรอื่น: กระบวนการนี้เป็นไปไม่ได้ ผลลัพธ์เดียวคือการถ่ายโอนพลังงานในรูปของความร้อนจากร่างกายที่ร้อนน้อยกว่าไปสู่ความร้อนที่ร้อนกว่า Vzt เป็นการแสดงออกถึงแนวโน้มของระบบที่ประกอบด้วยอนุภาคที่เคลื่อนที่อย่างโกลาหลจำนวนมากไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเองจากสถานะที่น่าจะเป็นน้อยกว่าไปเป็นสถานะที่น่าจะเป็นไปได้มากกว่า ห้ามมิให้สร้างเครื่องเคลื่อนไหวถาวรประเภทที่สอง

กฎ GAY-LUSSAC - กฎของแก๊ส: สำหรับมวลที่กำหนดของก๊าซที่กำหนดที่ความดันคงที่ อัตราส่วนของปริมาตรต่ออุณหภูมิสัมบูรณ์คือค่าคงที่ โดยที่ \u003d 1/273 K-1 คือสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของการขยายตัวของปริมาตร

กฎของดัลตัน - หนึ่งในกฎพื้นฐานของแก๊ส: ความดันของส่วนผสมของก๊าซในอุดมคติที่ไม่มีปฏิกิริยาทางเคมีจะเท่ากับผลรวมของแรงดันบางส่วนของก๊าซเหล่านี้

กฎของปาสคาล - กฎพื้นฐานของไฮโดรสแตติก: แรงดันที่เกิดจากแรงภายนอกบนพื้นผิวของของเหลวหรือก๊าซจะถูกส่งเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง

กฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์ - หนึ่งในกฎพื้นฐานของอุณหพลศาสตร์ซึ่งเป็นกฎการอนุรักษ์พลังงานสำหรับระบบอุณหพลศาสตร์: ปริมาณความร้อน Q ที่สื่อสารไปยังระบบนั้นใช้ในการเปลี่ยนพลังงานภายในของระบบ U และการทำงาน A ต่อต้านกองกำลังภายนอกโดยระบบ สูตร: Q=U+A รองรับการทำงานของเครื่องยนต์ความร้อน

กฎของชาร์ลส์ - หนึ่งในกฎหลักของแก๊ส: ความดันของมวลที่กำหนดของก๊าซในอุดมคติที่ปริมาตรคงที่นั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิ: โดยที่ p0 คือความดันที่ 00C, \u003d 1/273.15 K-1 คืออุณหภูมิ ค่าสัมประสิทธิ์ความดัน

3. ไฟฟ้าและแม่เหล็ก

กฎหมายแอมป์ - กฎปฏิสัมพันธ์ของตัวนำสองตัวกับกระแส ตัวนำขนานที่มีกระแสในทิศทางเดียวกันจะดึงดูดและกระแสในทิศทางตรงกันข้ามจะขับไล่ อัซ เรียกอีกอย่างว่ากฎที่กำหนดแรงที่กระทำในสนามแม่เหล็กในส่วนเล็ก ๆ ของตัวนำที่มีกระแสไฟฟ้า เปิดในปี 1820 เช้า. กระแสไฟ.

กฎหมาย JOUL-LENTZ - กฎหมายที่อธิบายผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้า ตาม D. - L.z. ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาในตัวนำเมื่อกระแสตรงไหลผ่านจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังสองของกำลังกระแส ความต้านทานของตัวนำและเวลาที่ผ่านไป

กฎหมายสงวนค่าธรรมเนียม - หนึ่งในกฎพื้นฐานของธรรมชาติ: ผลรวมเชิงพีชคณิตของประจุไฟฟ้าของระบบที่แยกด้วยไฟฟ้าใด ๆ ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ในระบบแยกไฟฟ้า Z.s.z. ทำให้เกิดอนุภาคที่มีประจุใหม่ (เช่น ในระหว่างการแยกตัวด้วยไฟฟ้า การแตกตัวเป็นไอออนของก๊าซ การสร้างคู่ของอนุภาคกับปฏิปักษ์ เป็นต้น) แต่ประจุไฟฟ้าทั้งหมดของอนุภาคที่ปรากฏจะต้องเท่ากับศูนย์เสมอ

กฎคูลอมบ์ - กฎพื้นฐานของไฟฟ้าสถิต แสดงถึงการพึ่งพาแรงปฏิสัมพันธ์ของประจุแบบจุดคงที่สองจุดบนระยะห่างระหว่างกัน: ประจุแบบจุดคงที่สองจุดมีปฏิสัมพันธ์กับแรงที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของขนาดของประจุเหล่านี้และแปรผกผันกับ กำลังสองของระยะห่างระหว่างพวกเขากับการอนุญาติของตัวกลางที่มีประจุอยู่ ใน SI ดูเหมือนว่า: . ค่าเป็นตัวเลขเท่ากับแรงที่กระทำระหว่างประจุจุดคงที่สองประจุที่ประจุ 1 C แต่ละตัว ซึ่งอยู่ในสุญญากาศที่ระยะห่าง 1 ม. จากกันและกัน เค.ซี. เป็นหนึ่งในข้อพิสูจน์เชิงทดลองของอิเล็กโทรไดนามิกส์

กฎมือซ้าย - กฎที่กำหนดทิศทางของแรงที่กระทำต่อตัวนำที่มีกระแสในสนามแม่เหล็ก (หรืออนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่) มันบอกว่า: หากมือซ้ายอยู่ในตำแหน่งเพื่อให้นิ้วที่กางออกแสดงทิศทางของกระแส (ความเร็วของอนุภาค) และเส้นแรงของสนามแม่เหล็ก (เส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็ก) เข้าสู่ฝ่ามือนิ้วโป้งที่หดกลับ จะแสดงทิศทางของแรงที่กระทำต่อตัวนำ (อนุภาคบวก ในกรณีของอนุภาคลบ ทิศทางของแรงจะตรงกันข้าม)

LENTZ RULE (LAW) - กฎที่กำหนดทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นระหว่างการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ตามที่ ล.พ. กระแสอุปนัยมักจะมีทิศทางที่ฟลักซ์แม่เหล็กของตัวเองชดเชยการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กภายนอกที่ทำให้เกิดกระแสนี้ ลพ. - ผลของกฎการอนุรักษ์พลังงาน

กฎ OHMA - หนึ่งในกฎพื้นฐานของกระแสไฟฟ้า: ความแรงของกระแสตรงในส่วนวงจรเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันที่ปลายส่วนนี้และเป็นสัดส่วนผกผันกับความต้านทาน ใช้ได้กับตัวนำโลหะและอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งอุณหภูมิจะคงที่ ในกรณีของวงจรที่สมบูรณ์ จะมีสูตรดังนี้ ความแรงของกระแสตรงในวงจรเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดกระแส และเป็นสัดส่วนผกผันกับอิมพีแดนซ์ของวงจรไฟฟ้า

กฎมือขวา - กฎที่กำหนด 1) ทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำในตัวนำที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก: หากฝ่ามือขวาอยู่ในตำแหน่งเพื่อให้มีเส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กและนิ้วหัวแม่มืองอจะชี้ไปตาม การเคลื่อนไหว

ตัวนำจากนั้นสี่นิ้วที่ยื่นออกมาจะแสดงทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ 2) ทิศทางของเส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กของตัวนำเป็นเส้นตรงที่มีกระแส: หากวางนิ้วหัวแม่มือของมือขวาไปในทิศทางของกระแส ทิศทางการจับตัวนำด้วยสี่นิ้วจะแสดงทิศทางของเส้น ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

กฎหมายของฟาราเดย์ - กฎพื้นฐานของอิเล็กโทรไลซิส กฎข้อที่หนึ่งของฟาราเดย์: มวลของสารที่ปล่อยออกมาบนอิเล็กโทรดในระหว่างการไหลของกระแสไฟฟ้าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณไฟฟ้า (ประจุ) ที่ไหลผ่านอิเล็กโทรไลต์ (m=kq=kIt) FZ ที่สอง: อัตราส่วนของมวลของสารต่างๆ ที่ทำการเปลี่ยนแปลงทางเคมีบนอิเล็กโทรดเมื่อประจุไฟฟ้าเดียวกันผ่านอิเล็กโทรไลต์เท่ากับอัตราส่วนของสารเคมีที่เทียบเท่ากัน ติดตั้งในปี 1833-34 โดย M. Faraday กฎทั่วไปของอิเล็กโทรลิซิสมีรูปแบบดังนี้ โดยที่ M คือมวลโมลาร์ (อะตอม) z คือวาเลนซ์ F คือค่าคงที่ฟาราเดย์ เอฟพี เท่ากับผลคูณของประจุไฟฟ้าเบื้องต้นและค่าคงที่อโวกาโดร F=e.NA. กำหนดประจุซึ่งผ่านอิเล็กโทรไลต์นำไปสู่การปลดปล่อยสารโมโนวาเลนต์ 1 โมลบนอิเล็กโทรด F=(96484.56 0.27) เซลล์/โมล ตั้งชื่อตามเอ็มฟาราเดย์

กฎหมายการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า - กฎหมายอธิบายปรากฏการณ์ของการเกิดขึ้นของสนามไฟฟ้าเมื่อสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลง (ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า): แรงเคลื่อนไฟฟ้าของการเหนี่ยวนำเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก ค่าสัมประสิทธิ์สัดส่วนถูกกำหนดโดยระบบของหน่วย เครื่องหมายคือกฎของเลนซ์ สูตรใน SI คือ โดยที่ Ф คือการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก และ t คือช่วงเวลาที่การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้น ค้นพบโดย M. Faraday

4. เลนส์

หลักการของ HUYGENS - วิธีการที่ช่วยให้คุณกำหนดตำแหน่งของคลื่นหน้าได้ตลอดเวลา ตาม g.p. ทุกจุดที่หน้าคลื่นผ่านไป ณ เวลา เสื้อ เป็นแหล่งกำเนิดของคลื่นทรงกลมทุติยภูมิ และตำแหน่งที่ต้องการของหน้าคลื่น ณ เวลา เสื้อ ตรงกับพื้นผิวที่ห่อหุ้มคลื่นทุติยภูมิทั้งหมด ช่วยให้คุณอธิบายกฎการสะท้อนและการหักเหของแสงได้

HUYGENS - FRESNEL - PRINCIPLE - วิธีการโดยประมาณสำหรับการแก้ปัญหาการแพร่กระจายคลื่น ก.-ฟ. วัตถุกล่าวว่า ณ จุดใดๆ นอกพื้นผิวปิดโดยพลการ ซึ่งครอบคลุมแหล่งกำเนิดแสงที่จุดหนึ่ง คลื่นแสงที่ถูกกระตุ้นโดยแหล่งกำเนิดนี้สามารถแสดงได้เนื่องจากการรบกวนของคลื่นทุติยภูมิที่ปล่อยออกมาจากจุดทั้งหมดของพื้นผิวปิดที่ระบุ ช่วยให้คุณแก้ปัญหาการเลี้ยวเบนแสงที่ง่ายที่สุด

การสะท้อนกลับของกฎคลื่น - ลำแสงตกกระทบ ลำแสงสะท้อนและเส้นตั้งฉากที่ยกขึ้นจนถึงจุดตกกระทบของลำแสงจะอยู่ในระนาบเดียวกัน และมุมตกกระทบเท่ากับมุมหักเห กฎหมายใช้ได้กับการสะท้อนของกระจก

การหักเหของแสง - การเปลี่ยนแปลงในทิศทางของการแพร่กระจายของแสง (คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า) ระหว่างการเปลี่ยนจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวหนึ่งซึ่งแตกต่างจากดัชนีการหักเหของแสงแรก กฎการหักเหของแสงได้สำเร็จแล้ว: ลำแสงตกกระทบ ลำแสงหักเห และฉากตั้งฉากที่ยกขึ้นถึงจุดตกกระทบของลำแสงจะอยู่ในระนาบเดียวกัน และสำหรับสื่อทั้งสองนี้ อัตราส่วนของไซน์ของมุมตกกระทบต่อ ไซน์ของมุมหักเหเป็นค่าคงที่ เรียกว่าดัชนีการหักเหของแสงสัมพัทธ์ของตัวกลางที่สองที่สัมพันธ์กับค่าแรก

กฎการกระจายแสงเป็นเส้นตรง - กฎของทัศนศาสตร์เรขาคณิตซึ่งประกอบด้วยความจริงที่ว่าในแสงปานกลางที่เป็นเนื้อเดียวกันแพร่กระจายเป็นเส้นตรง อธิบาย เช่น การก่อตัวของเงาและเงามัว

6. ฟิสิกส์ปรมาณูและนิวเคลียร์

BOHR POSTULATES - สมมติฐานหลักที่นำเสนอโดยไม่มีการพิสูจน์โดย N.Bohr และอยู่ภายใต้ทฤษฎี BOHR: 1) ระบบปรมาณูมีความเสถียรเฉพาะในสถานะคงที่ซึ่งสอดคล้องกับลำดับค่าพลังงานปรมาณูที่ไม่ต่อเนื่องกัน การเปลี่ยนแปลงของพลังงานนี้แต่ละครั้งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงที่สมบูรณ์ของอะตอมจากสถานะคงที่หนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง 2) การดูดซับและการปล่อยพลังงานโดยอะตอมเกิดขึ้นตามกฎหมายโดยที่การแผ่รังสีที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงเป็นแบบเอกรงค์และมีความถี่: h = Ei-Ek โดยที่ h คือค่าคงที่พลังค์ และ Ei และ Ek คือ พลังงานของอะตอมในสถานะนิ่ง

ลองดูเรื่องนี้กันสักหน่อย สิ่งที่สโนว์หมายถึงการพูดว่าคุณไม่สามารถชนะได้ก็คือเนื่องจากสสารและพลังงานถูกสงวนไว้ คุณไม่สามารถได้รับอย่างใดอย่างหนึ่งโดยไม่สูญเสียอีกอันหนึ่ง (นั่นคือ E=mc²) นอกจากนี้ยังหมายความว่าคุณจำเป็นต้องจ่ายความร้อนเพื่อให้เครื่องยนต์ทำงาน แต่หากไม่มีระบบปิดสนิท ความร้อนบางส่วนจะหลบหนีเข้าสู่โลกเปิดอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ซึ่งนำไปสู่กฎข้อที่สอง

กฎข้อที่สอง - การสูญเสียเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ - หมายความว่าเนื่องจากเอนโทรปีที่เพิ่มขึ้น คุณไม่สามารถกลับสู่สถานะพลังงานก่อนหน้าได้ พลังงานที่เข้มข้นในที่เดียวมักจะมุ่งไปยังที่ที่มีความเข้มข้นต่ำกว่าเสมอ

สุดท้าย กฎข้อที่สาม - คุณไม่สามารถออกจากเกมได้ - หมายถึงอุณหภูมิต่ำสุดที่เป็นไปได้ในทางทฤษฎี - ลบ 273.15 องศาเซลเซียส เมื่อระบบถึงศูนย์สัมบูรณ์ การเคลื่อนที่ของโมเลกุลจะหยุดลง ซึ่งหมายความว่าเอนโทรปีจะไปถึงค่าที่ต่ำที่สุดและจะไม่มีแม้แต่พลังงานจลน์ แต่ในโลกแห่งความเป็นจริงมันเป็นไปไม่ได้ที่จะไปถึงศูนย์สัมบูรณ์ - ใกล้เคียงกันมากเท่านั้น

ความแข็งแกร่งของอาร์คิมิดีส

หลังจากที่ชาวกรีกโบราณอาร์คิมิดีสค้นพบหลักการลอยตัวของเขา เขาถูกกล่าวหาว่าตะโกนว่า "ยูเรก้า!" (พบแล้ว!) และวิ่งเปลือยกายผ่านเมืองซีราคิวส์ ดังนั้นตำนานกล่าว การค้นพบนี้สำคัญมาก ตำนานยังกล่าวอีกว่าอาร์คิมิดีสค้นพบหลักการเมื่อเขาสังเกตเห็นว่าน้ำในอ่างอาบน้ำจะเพิ่มขึ้นเมื่อร่างกายจุ่มอยู่ในนั้น

ตามหลักการลอยตัวของอาร์คิมิดีส แรงที่กระทำต่อวัตถุที่จมอยู่ใต้น้ำหรือบางส่วนที่จมอยู่ใต้น้ำจะมีค่าเท่ากับมวลของของไหลที่วัตถุนั้นเคลื่อนที่ หลักการนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการคำนวณความหนาแน่น ตลอดจนในการออกแบบเรือดำน้ำและเรือเดินทะเลอื่นๆ

วิวัฒนาการและการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

ตอนนี้เราได้กำหนดแนวคิดพื้นฐานบางประการว่าจักรวาลเริ่มต้นอย่างไร และกฎทางกายภาพส่งผลต่อชีวิตประจำวันของเราอย่างไร มาสนใจรูปร่างมนุษย์และค้นหาว่าเรามาถึงจุดนี้ได้อย่างไร ตามที่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ ทุกชีวิตบนโลกมีบรรพบุรุษร่วมกัน แต่เพื่อที่จะสร้างความแตกต่างอย่างมากระหว่างสิ่งมีชีวิตทั้งหมด บางส่วนของพวกเขาต้องกลายเป็นสายพันธุ์ที่แยกจากกัน

ในความหมายทั่วไป ความแตกต่างนี้ได้เกิดขึ้นในกระบวนการวิวัฒนาการ ประชากรของสิ่งมีชีวิตและลักษณะของพวกมันได้ผ่านกลไกต่างๆ เช่น การกลายพันธุ์ ผู้ที่มีลักษณะการเอาชีวิตรอดมากกว่า เช่น กบสีน้ำตาลที่พรางตัวในหนองน้ำ จะถูกคัดเลือกเพื่อความอยู่รอดโดยธรรมชาติ นี่คือที่มาของคำว่าการคัดเลือกโดยธรรมชาติ

คุณสามารถคูณสองทฤษฎีนี้หลาย ๆ ครั้ง และที่จริงดาร์วินทำสิ่งนี้ในศตวรรษที่ 19 วิวัฒนาการและการคัดเลือกโดยธรรมชาติอธิบายความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตบนโลก

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Albert Einstein ยังคงเป็นการค้นพบครั้งสำคัญที่เปลี่ยนมุมมองของเราเกี่ยวกับจักรวาลไปตลอดกาล ความก้าวหน้าครั้งสำคัญของไอน์สไตน์คือคำกล่าวที่ว่าพื้นที่และเวลาไม่แน่นอน และแรงโน้มถ่วงไม่ได้เป็นเพียงแรงที่ใช้กับวัตถุหรือมวล แรงโน้มถ่วงเกี่ยวข้องกับข้อเท็จจริงที่ว่ามวลบิดเบือนอวกาศและเวลาเอง (กาลอวกาศ)

เพื่อให้เข้าใจถึงสิ่งนี้ ลองจินตนาการว่าคุณกำลังขับรถข้ามโลกเป็นเส้นตรงไปในทิศทางตะวันออกจากซีกโลกเหนือ หลังจากนั้นไม่นาน หากมีคนต้องการระบุตำแหน่งของคุณอย่างแม่นยำ คุณจะอยู่ทางใต้และตะวันออกของตำแหน่งเดิมของคุณมาก ทั้งนี้เพราะว่าโลกมีลักษณะโค้ง ในการขับตรงไปทางตะวันออก คุณต้องคำนึงถึงรูปร่างของโลกและขับในมุมทางเหนือเล็กน้อย เปรียบเทียบลูกบอลกลมกับกระดาษแผ่นหนึ่ง

พื้นที่ค่อนข้างเหมือนกัน ตัวอย่างเช่น ผู้โดยสารของจรวดที่บินรอบโลกจะเห็นได้ชัดว่าพวกเขากำลังบินเป็นเส้นตรงในอวกาศ แต่ในความเป็นจริง กาล-อวกาศรอบๆ พวกมันโค้งงอภายใต้แรงโน้มถ่วงของโลก ทำให้ทั้งคู่เคลื่อนไปข้างหน้าและอยู่ในวงโคจรของโลก

ทฤษฎีของไอน์สไตน์มีผลกระทบอย่างมากต่ออนาคตของดาราศาสตร์ฟิสิกส์และจักรวาลวิทยา เธออธิบายความผิดปกติเล็กๆ น้อยๆ ที่คาดไม่ถึงในวงโคจรของดาวพุธ แสดงให้เห็นว่าแสงดาวโค้งงออย่างไร และวางรากฐานทางทฤษฎีสำหรับหลุมดำ

หลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก

การขยายตัวของสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์สอนเรามากขึ้นเกี่ยวกับวิธีการทำงานของจักรวาล และช่วยวางรากฐานสำหรับฟิสิกส์ควอนตัม ซึ่งนำไปสู่ความลำบากใจอย่างคาดไม่ถึงของวิทยาศาสตร์เชิงทฤษฎี ในปี ค.ศ. 1927 การตระหนักว่ากฎทั้งหมดของจักรวาลมีความยืดหยุ่นในบางบริบท นำไปสู่การค้นพบที่น่าตกใจของนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน แวร์เนอร์ ไฮเซนเบิร์ก

ด้วยสมมติฐานหลักการความไม่แน่นอนของเขา ไฮเซนเบิร์กตระหนักว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะทราบคุณสมบัติสองประการของอนุภาคพร้อมๆ กันที่มีความแม่นยำสูง คุณสามารถทราบตำแหน่งของอิเล็กตรอนได้อย่างแม่นยำในระดับสูง แต่ไม่ใช่โมเมนตัม และในทางกลับกัน

ต่อมา Niels Bohr ได้ค้นพบที่ช่วยอธิบายหลักการของไฮเซนเบิร์ก บอร์พบว่าอิเล็กตรอนมีคุณสมบัติเป็นอนุภาคและคลื่น แนวคิดนี้กลายเป็นที่รู้จักในนามความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่น และสร้างพื้นฐานของฟิสิกส์ควอนตัม ดังนั้น เมื่อเราวัดตำแหน่งของอิเล็กตรอน เรากำหนดให้มันเป็นอนุภาค ณ จุดหนึ่งในอวกาศโดยมีความยาวคลื่นไม่แน่นอน เมื่อเราวัดโมเมนตัม เราจะถือว่าอิเล็กตรอนเป็นคลื่น ซึ่งหมายความว่าเราสามารถรู้แอมพลิจูดของความยาวได้ แต่ไม่ทราบตำแหน่ง