Je přirozené a správné zajímat se o okolní svět a zákonitosti jeho fungování a vývoje. Proto je rozumné věnovat pozornost přírodním vědám, například fyzice, která vysvětluje samotnou podstatu vzniku a vývoje vesmíru. Základní fyzikální zákony jsou snadno pochopitelné. Ve velmi mladém věku škola tyto zásady dětem představuje.
Pro mnohé tato věda začíná učebnicí "Fyzika (7. ročník)". Školákům jsou odhaleny základní pojmy a zákony mechaniky a termodynamiky, seznámí se s jádrem hlavních fyzikálních zákonů. Ale měly by být znalosti omezeny na školní lavici? Jaké fyzikální zákony by měl znát každý člověk? O tom bude řeč později v článku.
Science Physics
Mnoho nuancí popsané vědy zná každý z raného dětství. A je to dáno tím, že ve své podstatě je fyzika jednou z oblastí přírodních věd. Vypráví o přírodních zákonech, jejichž působeníovlivňuje život každého a v mnoha ohledech ho dokonce poskytuje o vlastnostech hmoty, její struktuře a vzorcích pohybu.
Pojem „fyzika“poprvé zaznamenal Aristoteles ve čtvrtém století před naším letopočtem. Zpočátku to bylo synonymem pro pojem „filosofie“. Obě vědy měly koneckonců společný cíl – správně vysvětlit všechny mechanismy fungování Vesmíru. Ale již v šestnáctém století se v důsledku vědecké revoluce fyzika osamostatnila.
Obecné právo
Některé základní fyzikální zákony platí pro různá odvětví vědy. Kromě nich existují i takové, které jsou považovány za společné celé přírodě. Jde o zákon zachování a přeměny energie.
Z toho vyplývá, že energie každého uzavřeného systému, když v něm nastanou nějaké jevy, je jistě zachována. Přesto se dokáže transformovat do jiné podoby a efektivně měnit svůj kvantitativní obsah v různých částech jmenovaného systému. Zároveň se v otevřeném systému energie snižuje za předpokladu, že se zvyšuje energie jakýchkoli těles a polí, která s ní interagují.
Kromě výše uvedeného obecného principu obsahuje fyzika základní pojmy, vzorce, zákony, které jsou nezbytné pro výklad procesů probíhajících ve světě. Jejich zkoumání může být neuvěřitelně vzrušující. Proto se v tomto článku stručně zamyslíme nad základními fyzikálními zákony a abychom jim porozuměli hlouběji, je důležité jim věnovat plnou pozornost.
Mechanika
Mnoho základních fyzikálních zákonů je odhaleno mladým vědcům v 7. až 9. ročníku školy, kde se takové vědní odvětví, jako je mechanika, více studuje. Jeho základní principy jsou popsány níže.
- Galileův zákon relativity (nazývaný také mechanický zákon relativity nebo základ klasické mechaniky). Podstata principu spočívá v tom, že za podobných podmínek jsou mechanické procesy v jakýchkoli inerciálních vztažných soustavách zcela identické.
- Hookeův zákon. Jeho podstatou je, že čím větší je náraz na pružné těleso (pružina, tyč, konzola, nosník) ze strany, tím větší je jeho deformace.
Newtonovy zákony (představují základ klasické mechaniky):
- Princip setrvačnosti říká, že každé těleso je schopno být v klidu nebo se pohybovat rovnoměrně a přímočaře pouze tehdy, pokud na něj žádná jiná tělesa žádným způsobem neovlivňují, nebo pokud se nějak vzájemně kompenzují. Pro změnu rychlosti pohybu je nutné působit na těleso nějakou silou a samozřejmě se bude lišit i výsledek působení stejné síly na tělesa různých velikostí.
- Hlavní vzorec dynamiky říká, že čím větší je výslednice sil, které aktuálně působí na dané těleso, tím větší zrychlení obdrží. Čím vyšší je tělesná hmotnost, tím nižší je tento ukazatel.
- Třetí Newtonův zákon to říkájakákoli dvě tělesa spolu vždy interagují v identickém vzoru: jejich síly jsou stejné povahy, jsou ekvivalentní co do velikosti a nutně mají opačný směr podél přímky, která tato tělesa spojuje.
- Princip relativity říká, že všechny jevy vyskytující se za stejných podmínek v inerciálních vztažných soustavách procházejí absolutně identickým způsobem.
Termodynamika
Školní učebnice, která studentům odhaluje základní zákony ("Fyzika. 7. ročník"), seznamuje je se základy termodynamiky. Níže si krátce zopakujeme jeho principy.
Zákony termodynamiky, které jsou základní v tomto oboru vědy, jsou obecné povahy a nesouvisí s detaily struktury konkrétní látky na atomové úrovni. Mimochodem, tyto principy jsou důležité nejen pro fyziku, ale také pro chemii, biologii, letecké inženýrství atd.
Například ve jmenovaném odvětví existuje pravidlo, které nelze logicky určit, že v uzavřeném systému, jehož vnější podmínky se nemění, se v průběhu času ustavuje rovnovážný stav. A procesy, které v něm pokračují, se vždy navzájem kompenzují.
Další pravidlo termodynamiky potvrzuje touhu systému, který se skládá z kolosálního množství částic charakterizovaných chaotickým pohybem, nezávisle přecházet z méně pravděpodobných stavů systému do stavů pravděpodobnějších.
A Gay-Lussacův zákon (také nazývaný plynový zákon) říká, že pro plyn o určité hmotnosti za podmínek stabilního tlaku je výsledek dělení jeho objemuabsolutní teplota se nutně stává konstantní hodnotou.
Dalším důležitým pravidlem tohoto odvětví je první termodynamický zákon, kterému se také říká princip zachování a přeměny energie pro termodynamický systém. Jakékoli množství tepla, které bylo systému sděleno, bude podle něj vynaloženo výhradně na metamorfózu jeho vnitřní energie a její vykonávání práce ve vztahu k jakýmkoli působícím vnějším silám. Právě tato pravidelnost se stala základem pro vytvoření schématu provozu tepelných motorů.
Další pravidelnost plynu je Charlesův zákon. Říká, že čím větší je tlak určité hmotnosti ideálního plynu při zachování konstantního objemu, tím větší je jeho teplota.
Elektřina
Objevuje zajímavé základní fyzikální zákony pro 10. třídu školy pro mladé vědce. V této době se studují hlavní přírodní principy a zákony působení elektrického proudu, stejně jako další nuance.
Ampérův zákon například říká, že paralelně zapojené vodiče, kterými protéká proud stejným směrem, se nevyhnutelně přitahují a v případě opačného směru proudu se odpuzují. Někdy se stejný název používá pro fyzikální zákon, který určuje sílu působící v existujícím magnetickém poli na malou část vodiče, který právě vede proud. Říká se tomu tak – síla Ampere. Tento objev učinil jeden vědec v první polovině devatenáctého století (konkrétně v roce 1820).
Zákonzachování náboje je jedním ze základních principů přírody. Uvádí, že algebraický součet všech elektrických nábojů vznikajících v jakékoli elektricky izolované soustavě je vždy zachován (stane se konstantní). Navzdory tomu uvedený princip nevylučuje výskyt nových nabitých částic v takových systémech v důsledku určitých procesů. Nicméně celkový elektrický náboj všech nově vzniklých částic musí být nutně roven nule.
Coulombův zákon je jedním ze základních v elektrostatice. Vyjadřuje princip síly vzájemného působení mezi pevnými bodovými náboji a vysvětluje kvantitativní výpočet vzdálenosti mezi nimi. Coulombův zákon umožňuje experimentálním způsobem doložit základní principy elektrodynamiky. Říká, že nepohyblivé bodové náboje na sebe budou jistě interagovat silou, která je tím vyšší, čím větší je součin jejich velikostí, a tedy čím menší, tím menší je druhá mocnina vzdálenosti mezi uvažovanými náboji a permitivita médium, ve kterém k popsané interakci dochází.
Ohmův zákon je jedním ze základních principů elektřiny. Říká, že čím větší je síla stejnosměrného elektrického proudu působícího v určité části obvodu, tím větší je napětí na jeho koncích.
"Pravidlo pravé ruky" je princip, který umožňuje určit směr ve vodiči proudu pohybujícího se určitým způsobem pod vlivem magnetického pole. K tomu je nutné umístit pravou ruku tak, aby čáry magnetické indukcese obrazně dotkl otevřené dlaně a natáhl palec ve směru vodiče. V tomto případě zbývající čtyři narovnané prsty určí směr indukčního proudu.
Tento princip také pomáhá zjistit přesné umístění čar magnetické indukce přímého vodiče, který v daném okamžiku vede proud. Stane se to takto: položte palec pravé ruky tak, aby ukazoval směr proudu, a dalšími čtyřmi prsty obrazně uchopte vodič. Umístění těchto prstů bude demonstrovat přesný směr magnetických indukčních čar.
Princip elektromagnetické indukce je vzorec, který vysvětluje proces činnosti transformátorů, generátorů, elektromotorů. Tento zákon je následující: v uzavřeném obvodu je generovaná elektromotorická síla indukce tím větší, čím větší je rychlost změny magnetického toku.
Optika
Obor "Optika" také odráží část školních osnov (základní fyzikální zákony: ročníky 7-9). Tyto principy proto nejsou tak těžké na pochopení, jak by se na první pohled mohlo zdát. Jejich studium s sebou přináší nejen další znalosti, ale i lepší porozumění okolní realitě. Základní fyzikální zákony, které lze přiřadit oboru optiky, jsou následující:
- Guynesův princip. Je to metoda, která vám umožňuje efektivně určit v jakémkoli daném zlomku sekundy přesnou polohu čela vlny. Jeho podstata je následující:všechny body, které jsou v určitém zlomku sekundy v dráze čela vlny, se v podstatě stávají samy o sobě zdroji kulových vln (sekundárních), přičemž umístění čela vlny ve stejném zlomku sekundy je totožné s povrch, který obíhá všechny sférické vlny (sekundární). Tento princip se používá k vysvětlení stávajících zákonů souvisejících s lomem světla a jeho odrazem.
- Huygens-Fresnelův princip odráží efektivní metodu pro řešení problémů souvisejících s šířením vln. Pomáhá vysvětlit základní problémy spojené s difrakcí světla.
- Zákon odrazu vln. Stejně tak se používá pro odraz v zrcadle. Jeho podstata spočívá v tom, že jak dopadající paprsek, tak ten, který se odrazil, stejně jako kolmice sestrojená z místa dopadu paprsku, jsou umístěny v jedné rovině. Je také důležité mít na paměti, že úhel, pod kterým paprsek dopadá, je vždy absolutně stejný jako úhel lomu.
- Princip lomu světla. Jedná se o změnu trajektorie elektromagnetické vlny (světla) v okamžiku pohybu z jednoho homogenního prostředí do druhého, které se od prvního výrazně liší v řadě indexů lomu. Rychlost šíření světla v nich je různá.
- Zákon přímočarého šíření světla. V jádru je to zákon související s oblastí geometrické optiky a je následující: v jakémkoli homogenním prostředí (bez ohledu na jeho povahu) se světlo šíří přísně přímočaře, na nejkratší vzdálenost. Tento zákon vysvětluje vzdělávání jednoduchým a srozumitelným způsobem.stíny.
Atomová a jaderná fyzika
Základní zákony kvantové fyziky, stejně jako základy atomové a jaderné fyziky, se studují na středních a univerzitách.
Bohrovy postuláty jsou tedy řadou základních hypotéz, které se staly základem teorie. Jeho podstatou je, že jakýkoli atomový systém může zůstat stabilní pouze ve stacionárních stavech. Jakékoli záření nebo absorpce energie atomem nutně nastává pomocí principu, jehož podstata je následující: záření spojené s transportem se stává monochromatickým.
Tyto postuláty odkazují na standardní školní osnovy, které studují základní fyzikální zákony (11. ročník). Jejich znalosti jsou pro absolventa povinné.
Základní fyzikální zákony, které by měl člověk znát
Některé fyzikální principy, i když patří do jednoho z odvětví této vědy, jsou nicméně obecné povahy a měly by být známy každému. Uvádíme základní fyzikální zákony, které by měl člověk znát:
- Archimédův zákon (týká se oblastí hydro- a také aerostatiky). Znamená to, že každé těleso, které bylo ponořeno do plynné látky nebo do kapaliny, je vystaveno jakési vztlakové síle, která nutně směřuje svisle nahoru. Tato síla je vždy číselně rovna váze kapaliny nebo plynu vytlačené tělesem.
- Další formulace tohoto zákona zní takto: tělo ponořené do plynu nebo kapaliny jistě ztratí na váze jakobyla hmotnost kapaliny nebo plynu, ve kterém byl ponořen. Tento zákon se stal základním postulátem teorie plaveckých těles.
- Zákon univerzální gravitace (objevený Newtonem). Jeho podstata spočívá v tom, že absolutně všechna tělesa jsou k sobě nevyhnutelně přitahována silou, která je tím větší, čím větší je součin hmotností těchto těles, a tedy čím menší, čím menší je čtverec vzdálenosti mezi nimi..
Toto jsou 3 základní fyzikální zákony, které by měl znát každý, kdo chce porozumět mechanismu fungování okolního světa a rysům procesů v něm probíhajících. Pochopení principu jejich činnosti je docela jednoduché.
Hodnota takových znalostí
Základní fyzikální zákony musí být v zavazadle znalostí člověka bez ohledu na jeho věk a povolání. Odrážejí mechanismus existence veškeré dnešní reality a v podstatě jsou jedinou konstantou v neustále se měnícím světě.
Základní zákony, pojmy fyziky otevírají nové možnosti pro studium světa kolem nás. Jejich znalosti pomáhají pochopit mechanismus existence Vesmíru a pohybu všech vesmírných těles. Dělá z nás nejen přihlížející každodenní události a procesy, ale umožňuje nám si je uvědomovat. Když člověk jasně porozumí základním fyzikálním zákonům, tedy všem procesům, které se kolem něj odehrávají, dostane příležitost je řídit tím nejefektivnějším způsobem, objevovat, a tím si zpříjemnit život.
Výsledky
Někteří jsou nuceni se prohloubitstudovat základní fyzikální zákony pro Jednotnou státní zkoušku, jiní - podle povolání a někteří - z vědecké zvědavosti. Bez ohledu na cíle studia této vědy lze jen stěží docenit přínosy získaných znalostí. Není nic uspokojivějšího než pochopení základních mechanismů a vzorců existence okolního světa.
Nebuďte lhostejní – vyvíjejte se!
