กฎพื้นฐานของฟิสิกส์ แนวคิดพื้นฐานและกฎฟิสิกส์และสมบัติของอนุภาคมูลฐานของสสาร

กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์

ตามกฎหมายนี้ กระบวนการซึ่งผลลัพธ์เพียงอย่างเดียวคือการถ่ายโอนพลังงานในรูปของความร้อนจากร่างกายที่เย็นกว่าไปยังวัตถุที่ร้อนกว่านั้นเป็นไปไม่ได้หากไม่มีการเปลี่ยนแปลงในตัวระบบและสิ่งแวดล้อม กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์แสดงออกถึงแนวโน้มของระบบที่ประกอบด้วยอนุภาคที่เคลื่อนที่แบบสุ่มจำนวนมากไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นเองจากสถานะที่มีความเป็นไปได้น้อยกว่าไปสู่สถานะที่มีความเป็นไปได้มากกว่า ห้ามสร้างเครื่องเคลื่อนที่ถาวรประเภทที่สอง

กฎของอาโวการ์โด
ก๊าซในอุดมคติที่มีปริมาตรเท่ากันที่อุณหภูมิและความดันเท่ากันจะมีจำนวนโมเลกุลเท่ากัน กฎหมายถูกค้นพบในปี 1811 โดยนักฟิสิกส์ชาวอิตาลี A. Avogadro (1776–1856)

กฎของแอมแปร์
กฎของการทำงานร่วมกันของกระแสสองกระแสที่ไหลในตัวนำที่อยู่ห่างจากกันเล็กน้อย: ตัวนำขนานที่มีกระแสในทิศทางเดียวดึงดูดและด้วยกระแสในทิศทางตรงกันข้ามพวกมันจะผลักกัน กฎหมายถูกค้นพบในปี 1820 โดย A. M. Ampère

กฎของอาร์คิมิดีส

กฎของอุทกศาสตร์และแอโรสแตติกส์: บนวัตถุที่จมอยู่ในของเหลวหรือก๊าซ แรงลอยตัวจะกระทำในแนวดิ่งขึ้นด้านบน เท่ากับน้ำหนักของของเหลวหรือก๊าซที่ร่างกายเคลื่อนที่ไป และกระทำที่จุดศูนย์ถ่วงของส่วนที่จมอยู่ใต้น้ำ ของร่างกาย. FA = gV โดยที่ g คือความหนาแน่นของของเหลวหรือก๊าซ V คือปริมาตรของส่วนที่จมอยู่ใต้น้ำ มิฉะนั้น กฎหมายสามารถกำหนดได้ดังนี้: วัตถุที่แช่อยู่ในของเหลวหรือก๊าซจะสูญเสียน้ำหนักได้มากเท่ากับของเหลว (หรือก๊าซ) ที่แทนที่ด้วยน้ำหนัก จากนั้น P = mg - FA กฎหมายถูกค้นพบโดยอาร์คิมีดีสนักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณเมื่อ 212 ปีก่อนคริสตกาล อี เป็นพื้นฐานของทฤษฎีวัตถุลอยน้ำ

กฎแรงดึงดูด

กฎของความโน้มถ่วงสากลหรือกฎแรงโน้มถ่วงของนิวตัน: วัตถุทั้งหมดถูกดึงดูดเข้าหากันด้วยแรงที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของมวลของวัตถุเหล่านี้และแปรผกผันกับกำลังสองของระยะห่างระหว่างวัตถุเหล่านั้น

กฎของบอยล์ - Mariotte

หนึ่งในกฎของแก๊สในอุดมคติ: ที่อุณหภูมิคงที่ ผลคูณของความดันแก๊สและปริมาตรของแก๊สจะมีค่าคงที่ สูตร: pV = const อธิบายถึงกระบวนการไอโซเทอร์มอล

กฎของฮุค
ตามกฎข้อนี้ การเสียรูปแบบยืดหยุ่นของวัตถุที่เป็นของแข็งจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอิทธิพลภายนอกที่ก่อให้เกิด

กฎของดาลตัน
หนึ่งในกฎหลักของแก๊ส: ความดันของส่วนผสมของแก๊สในอุดมคติที่ไม่ทำปฏิกิริยาทางเคมีจะเท่ากับผลรวมของความดันบางส่วนของแก๊สเหล่านี้ เปิดในปี 1801 โดย J. Dalton

กฎของจูล-เลนซ์

อธิบายผลกระทบทางความร้อนของกระแสไฟฟ้า: ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาในตัวนำเมื่อไฟฟ้ากระแสตรงผ่านจะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกำลังสองของความแรงของกระแส ความต้านทานของตัวนำ และเวลาที่ผ่าน ค้นพบโดย Joule และ Lenz โดยอิสระในศตวรรษที่ 19

กฎของคูลอมบ์

กฎพื้นฐานของไฟฟ้าสถิต ซึ่งแสดงการพึ่งพาอาศัยกันของแรงอันตรกิริยาของประจุแบบจุดคงที่สองประจุที่ระยะห่างระหว่างประจุทั้งสอง: ประจุแบบจุดคงที่สองประจุจะทำปฏิกิริยากับแรงที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลคูณของขนาดของประจุเหล่านี้และแปรผกผันกับ กำลังสองของระยะห่างระหว่างพวกมันกับการอนุญาตของตัวกลางที่มีประจุอยู่ ค่านี้เป็นตัวเลขเท่ากับแรงที่กระทำระหว่างประจุที่มีจุดคงที่ 1 C สองประจุ ซึ่งแต่ละประจุจะอยู่ในสุญญากาศที่ระยะห่างจากกัน 1 เมตร กฎของคูลอมบ์เป็นหนึ่งในหลักฐานเชิงทดลองของอิเล็กโทรไดนามิกส์ เปิดทำการในปี 1785

กฎของเลนซ์
ตามกฎหมายนี้ กระแสเหนี่ยวนำจะมีทิศทางที่ฟลักซ์แม่เหล็กของตัวเองชดเชยการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กภายนอกที่ทำให้เกิดกระแสนี้เสมอ กฎของ Lenz เป็นผลมาจากกฎการอนุรักษ์พลังงาน ก่อตั้งในปี 1833 โดย E. H. Lenz

กฎของโอห์ม

หนึ่งในกฎพื้นฐานของกระแสไฟฟ้า: ความแรงของกระแสไฟฟ้าตรงในส่วนวงจรเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่ส่วนท้ายของส่วนนี้และแปรผกผันกับความต้านทาน ใช้ได้สำหรับตัวนำที่เป็นโลหะและอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งอุณหภูมิของตัวนำจะคงที่ ในกรณีของวงจรสมบูรณ์ มีสูตรดังนี้ ความแรงของกระแสไฟฟ้าตรงในวงจรเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า และแปรผกผันกับอิมพีแดนซ์ของวงจรไฟฟ้า เปิดในปี 1826 โดย G. S. Ohm

กฎการสะท้อนของคลื่น

ลำแสงตกกระทบ ลำแสงสะท้อน และแนวตั้งฉากที่ยกขึ้นจนถึงจุดตกกระทบของลำแสงอยู่ในระนาบเดียวกัน และมุมตกกระทบเท่ากับมุมหักเห กฎหมายมีผลบังคับใช้สำหรับการสะท้อนของกระจก

กฎของปาสคาล
กฎพื้นฐานของไฮโดรสแตติกส์: แรงดันที่เกิดจากแรงภายนอกบนพื้นผิวของของเหลวหรือก๊าซจะถูกส่งอย่างเท่าเทียมกันในทุกทิศทาง

กฎการหักเหของแสง

ลำแสงตกกระทบ ลำแสงหักเห และแนวตั้งฉากที่ยกขึ้นจนถึงจุดตกกระทบของลำแสงอยู่ในระนาบเดียวกัน และสำหรับสื่อทั้งสองนี้ อัตราส่วนของค่าไซน์ของมุมตกกระทบต่อค่าไซน์ของมุมหักเหคือ ค่าคงที่ เรียกว่าดัชนีการหักเหสัมพัทธ์ของตัวกลางตัวที่สองที่สัมพันธ์กับตัวแรก

กฎการแพร่กระจายของแสงเป็นเส้นตรง

กฎของทัศนศาสตร์ทางเรขาคณิต ซึ่งระบุว่าแสงเดินทางเป็นเส้นตรงในตัวกลางที่เป็นเนื้อเดียวกัน อธิบาย เช่น การก่อตัวของเงาและเงามัว

กฎการอนุรักษ์ประจุ
หนึ่งในกฎพื้นฐานของธรรมชาติ: ผลรวมเชิงพีชคณิตของประจุไฟฟ้าของระบบที่แยกด้วยไฟฟ้าใดๆ ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง ในระบบที่แยกด้วยไฟฟ้า กฎการอนุรักษ์ประจุช่วยให้สามารถปรากฏอนุภาคที่มีประจุใหม่ได้ แต่ประจุไฟฟ้าทั้งหมดของอนุภาคที่ปรากฏจะต้องเท่ากับศูนย์เสมอ

กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม
หนึ่งในกฎพื้นฐานของกลศาสตร์: โมเมนตัมของระบบปิดใดๆ สำหรับกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในระบบจะคงที่ (อนุรักษ์ไว้) และสามารถกระจายซ้ำได้เฉพาะระหว่างส่วนต่างๆ ของระบบอันเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกัน

กฎของชาร์ลส์
หนึ่งในกฎพื้นฐานของแก๊ส: ความดันของมวลของแก๊สในอุดมคติที่กำหนดที่ปริมาตรคงที่เป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิ

กฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

อธิบายปรากฏการณ์การปรากฏตัวของสนามไฟฟ้าเมื่อสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลง (ปรากฏการณ์ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า): แรงเคลื่อนไฟฟ้าของการเหนี่ยวนำเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็ก ค่าสัมประสิทธิ์ของสัดส่วนถูกกำหนดโดยระบบของหน่วย เครื่องหมายถูกกำหนดโดยกฎ Lenz กฎหมายถูกค้นพบโดย M. Faraday

กฎการอนุรักษ์และการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน
กฎทั่วไปของธรรมชาติ: พลังงานของระบบปิดสำหรับกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในระบบจะคงที่ (อนุรักษ์ไว้) พลังงานสามารถแปลงจากรูปแบบหนึ่งไปยังอีกรูปแบบหนึ่งและแจกจ่ายต่อระหว่างส่วนต่างๆ ของระบบเท่านั้น สำหรับระบบเปิด การเพิ่ม (ลดลง) ของพลังงานจะเท่ากับการลดลง (เพิ่มขึ้น) ของพลังงานของร่างกายและสนามทางกายภาพที่มีปฏิสัมพันธ์กับมัน

กฎของนิวตัน
กลศาสตร์คลาสสิกอิงกฎ 3 ข้อของนิวตัน กฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน (กฎแห่งความเฉื่อย): จุดของวัสดุจะอยู่ในสภาพเป็นเส้นตรงและเคลื่อนที่สม่ำเสมอหรือหยุดนิ่งหากไม่มีวัตถุอื่นใดมากระทำกับจุดนั้นหรือการกระทำของวัตถุเหล่านี้ได้รับการชดเชย กฎข้อที่สองของนิวตัน (กฎพื้นฐานของพลศาสตร์): ความเร่งที่วัตถุได้รับนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับผลลัพธ์ของแรงทั้งหมดที่กระทำต่อร่างกาย และแปรผกผันกับมวลของร่างกาย กฎข้อที่สามของนิวตัน: การกระทำของสองวัตถุมีขนาดเท่ากันเสมอและไปในทิศทางตรงกันข้าม

กฎของฟาราเดย์
กฎข้อที่หนึ่งของฟาราเดย์: มวลของสารที่ปล่อยออกมาบนอิเล็กโทรดระหว่างทางเดินของกระแสไฟฟ้าเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณไฟฟ้า (ประจุ) ที่ผ่านอิเล็กโทรไลต์ (m = kq = kIt) กฎข้อที่สองของฟาราเดย์: อัตราส่วนของมวลของสารต่างๆ ที่อยู่ระหว่างการเปลี่ยนแปลงทางเคมีบนอิเล็กโทรดเมื่อประจุไฟฟ้าเดียวกันผ่านอิเล็กโทรไลต์จะเท่ากับอัตราส่วนของสารเคมีที่เทียบเท่า กฎหมายนี้ตั้งขึ้นในปี ค.ศ. 1833–1834 โดยเอ็ม. ฟาราเดย์

กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์
กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์คือกฎการอนุรักษ์พลังงานสำหรับระบบอุณหพลศาสตร์: ปริมาณความร้อน Q ที่สื่อสารไปยังระบบจะถูกใช้ในการเปลี่ยนพลังงานภายในของระบบ U และการทำงาน A กับแรงภายนอกโดยระบบ สูตร Q \u003d U + A รองรับการทำงานของเครื่องยนต์ความร้อน

สัจพจน์ของบอร์

สัจพจน์ข้อแรกของบอร์: ระบบปรมาณูจะเสถียรเฉพาะในสถานะหยุดนิ่ง ซึ่งสอดคล้องกับค่าพลังงานปรมาณูที่ไม่ต่อเนื่อง การเปลี่ยนแปลงในพลังงานนี้แต่ละครั้งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงที่สมบูรณ์ของอะตอมจากสถานะหยุดนิ่งหนึ่งไปยังอีกสถานะหนึ่ง สัจพจน์ที่สองของบอร์: การดูดซับและการปล่อยพลังงานโดยอะตอมเกิดขึ้นตามกฎซึ่งการแผ่รังสีที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงนั้นเป็นสีเดียวและมีความถี่: h = Ei – Ek โดยที่ h คือค่าคงที่ของพลังค์ และ Ei และ Ek คือพลังงานของอะตอมในสถานะหยุดนิ่ง

กฎมือซ้าย
กำหนดทิศทางของแรงที่กระทำต่อตัวนำด้วยกระแสในสนามแม่เหล็ก (หรืออนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่) กฎบอกว่า: ถ้ามือซ้ายอยู่ในตำแหน่งที่นิ้วที่ยื่นออกมาแสดงทิศทางของกระแส (ความเร็วของอนุภาค) และเส้นแรงของสนามแม่เหล็ก (เส้นของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก) เข้าสู่ฝ่ามือ จากนั้นให้หดกลับ นิ้วหัวแม่มือจะแสดงทิศทางของแรงที่กระทำต่อตัวนำ (อนุภาคบวก ในกรณีของอนุภาคลบ ทิศทางของแรงจะตรงกันข้าม)

กฎมือขวา
กำหนดทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำในตัวนำที่เคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก: หากฝ่ามือของมือขวาอยู่ในตำแหน่งที่รวมเส้นของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก และนิ้วหัวแม่มืองอชี้ไปตามการเคลื่อนไหวของตัวนำ จากนั้นสี่ นิ้วที่ยื่นออกมาจะแสดงทิศทางของกระแสเหนี่ยวนำ

หลักการของฮอยเกนส์
ให้คุณกำหนดตำแหน่งของหน้าคลื่นได้ตลอดเวลา ตามหลักการของ Huygens จุดทั้งหมดที่หน้าคลื่นผ่านในเวลา t คือแหล่งกำเนิดของคลื่นทุติยภูมิทุติยภูมิ และตำแหน่งที่ต้องการของหน้าคลื่น ณ เวลา t ตรงกับพื้นผิวที่ห่อหุ้มคลื่นทุติยภูมิทั้งหมด หลักการของ Huygens อธิบายกฎของการสะท้อนและการหักเหของแสง

หลักการของ Huygens–Fresnel
ตามหลักการนี้ ณ จุดใดๆ ภายนอกพื้นผิวปิดโดยพลการที่ล้อมรอบแหล่งกำเนิดแสง คลื่นแสงที่กระตุ้นโดยแหล่งกำเนิดนี้สามารถแสดงเป็นผลของการแทรกสอดของคลื่นทุติยภูมิที่ปล่อยออกมาจากทุกจุดของพื้นผิวปิดที่ระบุ หลักการนี้ช่วยให้สามารถแก้ปัญหาการเลี้ยวเบนของแสงที่ง่ายที่สุดได้

หลักการสัมพัทธภาพ
ในกรอบอ้างอิงเฉื่อยใดๆ ปรากฏการณ์ทางกายภาพทั้งหมด (เชิงกล แม่เหล็กไฟฟ้า ฯลฯ) ดำเนินไปในลักษณะเดียวกันภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน เป็นหลักการทั่วไปของหลักการสัมพัทธภาพของกาลิเลโอ

หลักการสัมพัทธภาพของกาลิเลโอ

หลักการเชิงกลของทฤษฎีสัมพัทธภาพ หรือหลักการของกลศาสตร์คลาสสิก: ในกรอบอ้างอิงเฉื่อยใดๆ ปรากฏการณ์เชิงกลทั้งหมดดำเนินไปในลักษณะเดียวกันภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน

เสียง
เสียงเรียกว่าคลื่นยืดหยุ่นที่แพร่กระจายในของเหลว ก๊าซ และของแข็ง และหูของมนุษย์และสัตว์สามารถรับรู้ได้ บุคคลมีความสามารถในการได้ยินเสียงที่มีความถี่ในช่วง 16-20 kHz เสียงที่มีความถี่สูงถึง 16 Hz เรียกว่าอินฟราซาวด์ ด้วยความถี่ 2 104-109 Hz - อัลตร้าซาวด์และความถี่ 109-1013 Hz - ไฮเปอร์ซาวด์ วิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเสียงเรียกว่าอะคูสติก

แสงสว่าง
แสงในความหมายแคบของคำนี้เรียกว่าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงความถี่ที่ตามนุษย์รับรู้: 7.5 '1014–4.3 '1014 Hz ความยาวคลื่นแตกต่างกันไปตั้งแต่ 760 นาโนเมตร (แสงสีแดง) ถึง 380 นาโนเมตร (แสงสีม่วง)

บทความนี้สร้างขึ้นจากเนื้อหาจากอินเทอร์เน็ต ตำราฟิสิกส์ และความรู้ของฉันเอง

ฉันไม่เคยชอบฟิสิกส์ ฉันไม่รู้และพยายามหลีกเลี่ยงมันให้ได้มากที่สุด อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็ว ๆ นี้ ฉันเข้าใจมากขึ้นเรื่อย ๆ ว่าทั้งชีวิตของเราขึ้นอยู่กับกฎง่าย ๆ ของฟิสิกส์

1) กฎที่ง่ายที่สุด แต่สำคัญที่สุดคือกฎการอนุรักษ์และการแปลงพลังงาน

ดูเหมือนว่า: "พลังงานของระบบปิดใด ๆ คงที่สำหรับกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นในระบบ" และเราอยู่ในระบบดังกล่าว เหล่านั้น. เราให้เท่าไร เราก็ได้มากเท่านั้น อยากได้อะไรต้องให้เท่าเดิมก่อน และไม่มีอะไรอื่น! และแน่นอนเราต้องการได้รับเงินเดือนมาก แต่ไม่ไปทำงาน บางครั้งภาพลวงตาถูกสร้างขึ้นว่า "คนโง่โชคดี" และหลายคนมีความสุข อ่านเทพนิยายใด ๆ ฮีโร่ต้องเอาชนะความยากลำบากอย่างต่อเนื่อง! ตอนนี้ว่ายน้ำในน้ำเย็นแล้วในน้ำต้ม ผู้ชายดึงดูดความสนใจของผู้หญิงด้วยการเกี้ยวพาราสี ในทางกลับกันผู้หญิงก็ดูแลผู้ชายและเด็กเหล่านี้ และอื่น ๆ ดังนั้นหากอยากได้สิ่งใด จงสร้างปัญหาในการให้ก่อน ภาพยนตร์เรื่อง "Pay It Forward" สะท้อนถึงกฎฟิสิกส์นี้ได้อย่างชัดเจน

มีเรื่องตลกอีกเรื่อง:
กฎการอนุรักษ์พลังงาน:
หากคุณมาทำงานในตอนเช้าอย่างกระฉับกระเฉงและกระฉับกระเฉงเหมือนได้บีบมะนาวแล้วล่ะก็
1. มีคนอื่นเข้ามาเหมือนบีบมะนาวแล้วทิ้งความกระปรี้กระเปร่า
2. คุณเคยชินกับการทำให้ห้องร้อน

2) กฎข้อต่อไปคือ: "แรงของการกระทำเท่ากับแรงของปฏิกิริยา"

กฎของฟิสิกส์นี้สะท้อนถึงกฎข้อก่อนหน้าในหลักการ หากบุคคลกระทำการในทางลบ ไม่ว่าจะรู้ตัวหรือไม่ก็ตาม เขาจะได้รับการตอบสนอง เช่น ฝ่ายค้าน. บางครั้งเหตุและผลก็กระจัดกระจายไปตามกาลเวลา และคุณอาจไม่เข้าใจในทันทีว่าลมพัดมาจากไหน เราต้องจำไว้ว่าไม่มีอะไรเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น เราสามารถอ้างถึงการศึกษาของผู้ปกครอง ซึ่งหลังจากนั้นหลายทศวรรษก็ปรากฏให้เห็น

3) กฎต่อไปคือกฎของคันโยก อาร์คิมิดีสอุทานว่า: "ขอแรงสนับสนุนหน่อย แล้วฉันจะพลิกโลก!" สามารถบรรทุกน้ำหนักใด ๆ ได้หากคุณเลือกคันโยกที่เหมาะสม คุณต้องคิดเสมอว่าต้องใช้คันโยกนานแค่ไหนเพื่อให้บรรลุเป้าหมายเฉพาะและสรุปผลด้วยตัวคุณเองจัดลำดับความสำคัญ ทำความเข้าใจวิธีคำนวณความแข็งแกร่งของคุณ ไม่ว่าคุณจะต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการสร้างเลเวอเรจที่เหมาะสมและเคลื่อนย้ายน้ำหนักนี้ หรือง่ายกว่าที่จะปล่อยไว้ตามลำพังและทำกิจกรรมอื่นๆ

4) สิ่งที่เรียกว่ากฎของกิมเลต ซึ่งเป็นตัวระบุทิศทางของสนามแม่เหล็ก กฎนี้ตอบคำถามนิรันดร์: ใครจะตำหนิ? และเขาชี้ให้เห็นว่าเราต้องโทษตัวเองสำหรับทุกสิ่งที่เกิดขึ้นกับเรา ไม่ว่าจะดูหมิ่นเหยียดหยามเพียงใด ลำบากเพียงใด มองแวบแรกอาจดูไม่ยุติธรรมอย่างไร เราต้องตระหนักอยู่เสมอว่าตัวเราเองเป็นต้นเหตุตั้งแต่ต้น

5) แน่นอนว่ามีคนจำกฎของการบวกความเร็วได้ ฟังดูเหมือนนี้: "ความเร็วของวัตถุที่สัมพันธ์กับกรอบอ้างอิงคงที่เท่ากับผลรวมเวกเตอร์ของความเร็วของวัตถุนี้เทียบกับกรอบอ้างอิงที่เคลื่อนที่ และความเร็วของกรอบอ้างอิงที่เคลื่อนที่ส่วนใหญ่ที่สัมพันธ์กับ a กรอบคงที่" ฟังดูซับซ้อน? ทีนี้ลองคิดดู
หลักการของการเพิ่มความเร็วไม่มีอะไรมากไปกว่าผลรวมเลขคณิตของเงื่อนไขของความเร็ว ตามแนวคิดหรือคำจำกัดความทางคณิตศาสตร์

ความเร็วเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์สำคัญที่เกี่ยวข้องกับจลนพลศาสตร์ จลนพลศาสตร์ศึกษากระบวนการถ่ายโอนพลังงาน โมเมนตัม ประจุ และสสารในระบบทางกายภาพต่างๆ และอิทธิพลของสนามภายนอกที่มีต่อระบบเหล่านั้น อาจเป็นความเกรงใจ แต่จากมุมมองของจลนพลศาสตร์ เราสามารถพิจารณากระบวนการทางสังคมได้หลายอย่าง เช่น ความขัดแย้ง

ดังนั้นเมื่อมีวัตถุสองชิ้นที่ขัดแย้งกันและการสัมผัสกัน กฎที่คล้ายกับกฎการอนุรักษ์ความเร็ว (ตามข้อเท็จจริงของการถ่ายโอนพลังงาน) ควรใช้งานได้หรือไม่ ซึ่งหมายความว่าความแข็งแกร่งและความก้าวร้าวของความขัดแย้งขึ้นอยู่กับระดับความขัดแย้งระหว่างสอง (สาม, สี่) ฝ่าย ยิ่งพวกเขาก้าวร้าวและแข็งแกร่งมากเท่าไหร่ความขัดแย้งก็ยิ่งรุนแรงและทำลายล้างมากขึ้นเท่านั้น หากฝ่ายใดฝ่ายหนึ่งไม่ขัดแย้งกัน ระดับความก้าวร้าวก็จะไม่เพิ่มขึ้น

ทุกอย่างง่ายมาก และถ้าคุณไม่สามารถมองเข้าไปในตัวเองเพื่อทำความเข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างเหตุและผลของปัญหาของคุณ ก็แค่เปิดตำราฟิสิกส์เกรด 8

บทนำ

1. กฎของนิวตัน

1.1. กฎแห่งความเฉื่อย (กฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน)

1.2 กฎการเคลื่อนที่

1.3. กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม (กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม)

1.4. แรงเฉื่อย

1.5. กฎหมายความหนืด

2.1. กฎของอุณหพลศาสตร์

1. 
   กฎแรงดึงดูด

3.2. ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง

3.3. กลศาสตร์ของท้องฟ้า

1. 
   สนามแรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่ง

3.5. ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงสมัยใหม่คลาสสิก

บทสรุป

วรรณกรรม

บทนำ

กฎพื้นฐานของฟิสิกส์อธิบายปรากฏการณ์ที่สำคัญที่สุดในธรรมชาติและจักรวาล ช่วยให้เราสามารถอธิบายและทำนายปรากฏการณ์ต่างๆได้ ดังนั้น โดยอาศัยเพียงกฎพื้นฐานของฟิสิกส์คลาสสิก (กฎของนิวตัน กฎของอุณหพลศาสตร์ ฯลฯ) มนุษยชาติจึงประสบความสำเร็จในการสำรวจอวกาศ ส่งยานอวกาศไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น

ฉันต้องการพิจารณากฎที่สำคัญที่สุดของฟิสิกส์และความสัมพันธ์ในการทำงานนี้ กฎที่สำคัญที่สุดของกลศาสตร์คลาสสิกคือกฎของนิวตันซึ่งเพียงพอที่จะอธิบายปรากฏการณ์ในมหภาค (โดยไม่คำนึงถึงค่าความเร็วหรือมวลสูงซึ่งศึกษาใน GR - ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปหรือ SRT - ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ)

1. 
   กฎของนิวตัน

กฎกลศาสตร์ของนิวตัน -กฎหมายสามฉบับที่อยู่ภายใต้สิ่งที่เรียกว่า กลศาสตร์คลาสสิก คิดค้นโดย I. Newton (1687) กฎข้อที่หนึ่ง: “ร่างกายทุกส่วนยังคงอยู่ในสภาพหยุดนิ่งหรือเคลื่อนไหวสม่ำเสมอและเป็นเส้นตรง จนกว่าและตราบเท่าที่มันถูกบังคับโดยกองกำลังที่ใช้บังคับเพื่อเปลี่ยนสถานะนี้” กฎข้อที่สอง: "การเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมเป็นสัดส่วนกับแรงผลักดันที่ใช้และเกิดขึ้นในทิศทางของเส้นตรงที่แรงนี้กระทำ" กฎข้อที่สาม: "มีปฏิกิริยาที่เท่าเทียมกันและตรงกันข้ามกับการกระทำเสมอ มิฉะนั้น ปฏิกิริยาของสองวัตถุต่อกันจะเท่ากันและไปในทิศทางตรงกันข้าม"

1.1. ซาโกะ ́ ไม่เป็นไร ́ rtion (กฎข้อที่หนึ่งใหม่ ́ โทน) : วัตถุอิสระซึ่งไม่ได้รับผลกระทบจากแรงจากวัตถุอื่น อยู่ในสภาพหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงอย่างสม่ำเสมอ (แนวคิดของความเร็วในที่นี้ใช้กับจุดศูนย์กลางมวลของร่างกายในกรณีของการเคลื่อนที่แบบไม่แปล) กล่าวอีกนัยหนึ่งร่างกายมีลักษณะเฉพาะด้วยความเฉื่อย (จากภาษาละตินความเฉื่อย - "ไม่ใช้งาน", "ความเฉื่อย") นั่นคือปรากฏการณ์ของการรักษาความเร็วหากมีการชดเชยอิทธิพลภายนอกที่มีต่อพวกมัน

กรอบอ้างอิงที่เป็นไปตามกฎความเฉื่อยเรียกว่า กรอบอ้างอิงเฉื่อย (ISR)

กฎของความเฉื่อยถูกกำหนดขึ้นครั้งแรกโดยกาลิเลโอ กาลิเลอี ซึ่งหลังจากการทดลองหลายครั้ง สรุปได้ว่าวัตถุอิสระเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ไม่จำเป็นต้องใช้สาเหตุภายนอก ก่อนหน้านี้มุมมองที่แตกต่างกัน (ย้อนหลังไปถึงอริสโตเติล) เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไป: ร่างกายที่เป็นอิสระนั้นหยุดนิ่งและเพื่อที่จะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่จำเป็นต้องใช้แรงคงที่

ต่อจากนั้น นิวตันได้กำหนดกฎแห่งความเฉื่อยเป็นกฎข้อแรกจากสามกฎที่มีชื่อเสียงของเขา

หลักการสัมพัทธภาพของกาลิเลโอ: ในกรอบอ้างอิงเฉื่อยทั้งหมด กระบวนการทางกายภาพทั้งหมดดำเนินไปในลักษณะเดียวกัน ในกรอบอ้างอิงที่นำไปสู่สภาวะหยุดนิ่งหรือการเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงสม่ำเสมอเมื่อเทียบกับกรอบอ้างอิงเฉื่อย (ตามเงื่อนไข “ขณะหยุดนิ่ง”) กระบวนการทั้งหมดดำเนินไปในลักษณะเดียวกับในกรอบที่วางนิ่ง

ควรสังเกตว่าแนวคิดของกรอบอ้างอิงเฉื่อยเป็นแบบจำลองนามธรรม (วัตถุในอุดมคติบางอย่างถูกพิจารณาแทนวัตถุจริง ร่างกายที่แข็งอย่างยิ่งหรือเกลียวไร้น้ำหนักทำหน้าที่เป็นตัวอย่างของแบบจำลองนามธรรม) กรอบอ้างอิงจริงคือ เกี่ยวข้องกับวัตถุบางอย่างเสมอและความสอดคล้องของการเคลื่อนไหวของร่างกายที่สังเกตได้จริงในระบบดังกล่าวกับผลลัพธ์ของการคำนวณจะไม่สมบูรณ์

1.2 กฎการเคลื่อนที่ - สูตรทางคณิตศาสตร์ของการเคลื่อนไหวร่างกายหรือการเคลื่อนไหวของรูปแบบทั่วไปที่เกิดขึ้น

ในกลศาสตร์คลาสสิกของจุดวัตถุ กฎการเคลื่อนที่คือการพึ่งพาสามพิกัดของพิกัดเชิงพื้นที่สามพิกัดตามเวลา หรือการพึ่งพาปริมาณเวกเตอร์หนึ่งปริมาณ (เวกเตอร์รัศมี) ตามเวลา ของรูปแบบ

กฎการเคลื่อนที่สามารถพบได้ ขึ้นอยู่กับงาน ไม่ว่าจะจากกฎเชิงอนุพันธ์ของกลศาสตร์หรือจากกฎอินทิกรัล

กฎการอนุรักษ์พลังงาน - กฎพื้นฐานของธรรมชาติซึ่งประกอบด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าพลังงานของระบบปิดถูกอนุรักษ์ไว้ทันเวลา กล่าวอีกนัยหนึ่ง พลังงานไม่สามารถเกิดขึ้นจากความว่างเปล่าและไม่สามารถหายไปในที่ใดได้ มันสามารถส่งผ่านจากรูปแบบหนึ่งไปยังอีกรูปแบบหนึ่งเท่านั้น

กฎการอนุรักษ์พลังงานพบได้ในสาขาต่างๆ ของฟิสิกส์ และแสดงให้เห็นในการอนุรักษ์พลังงานประเภทต่างๆ ตัวอย่างเช่น ในกลศาสตร์คลาสสิก กฎแสดงออกมาในการอนุรักษ์พลังงานกล (ผลรวมของพลังงานศักย์และพลังงานจลน์) ในอุณหพลศาสตร์ กฎการอนุรักษ์พลังงานเรียกว่ากฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ และพูดถึงการอนุรักษ์พลังงานรวมกับพลังงานความร้อน

เนื่องจากกฎการอนุรักษ์พลังงานไม่ได้อ้างถึงปริมาณและปรากฏการณ์เฉพาะ แต่สะท้อนถึงรูปแบบทั่วไปที่ใช้ได้ทุกที่และตลอดเวลา จึงถูกต้องกว่าที่จะเรียกว่าไม่ใช่กฎหมาย แต่เป็นหลักการของการอนุรักษ์พลังงาน

กรณีพิเศษ - กฎการอนุรักษ์พลังงานกล - พลังงานกลของระบบเครื่องกลเชิงอนุรักษ์ได้รับการอนุรักษ์ตามเวลา พูดง่ายๆ ก็คือ ในกรณีที่ไม่มีแรง เช่น แรงเสียดทาน (แรงกระจาย) พลังงานกลจะไม่เกิดขึ้นจากความว่างเปล่าและไม่สามารถหายไปได้ทุกที่

Ek1+Ep1=Ek2+Ep2

กฎการอนุรักษ์พลังงานเป็นกฎสำคัญ ซึ่งหมายความว่ามันถูกสร้างขึ้นจากการกระทำของกฎหมายที่แตกต่างและเป็นคุณสมบัติของการกระทำที่รวมกัน ตัวอย่างเช่น บางครั้งมีการกล่าวว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างเครื่องจักรที่มีการเคลื่อนไหวตลอดเวลาเนื่องจากกฎการอนุรักษ์พลังงาน แต่มันไม่ใช่ ในความเป็นจริง ในทุกโครงการของเครื่องจักรที่มีการเคลื่อนที่ตลอดเวลา กฎข้อแตกต่างข้อหนึ่งจะถูกกระตุ้น และเป็นผู้ที่ทำให้เครื่องยนต์ใช้งานไม่ได้ กฎแห่งการอนุรักษ์พลังงานเพียงแค่สรุปข้อเท็จจริงนี้

ตามทฤษฎีบทของ Noether กฎการอนุรักษ์พลังงานกลเป็นผลมาจากความเป็นเนื้อเดียวกันของเวลา

1.3. ซาโกะ ́ บันทึก ́ และ ́ พัลส์ (ซาโกะ ́ บันทึก ́ ถ้า ́ คุณภาพการเคลื่อนไหว) ยืนยันว่าผลรวมของโมเมนต์ของร่างกาย (หรืออนุภาค) ทั้งหมดของระบบปิดเป็นค่าคงที่

จากกฎของนิวตัน แสดงให้เห็นว่าเมื่อเคลื่อนที่ในที่ว่าง โมเมนตัมจะถูกรักษาไว้ตามเวลา และเมื่อมีอันตรกิริยา อัตราการเปลี่ยนแปลงจะถูกกำหนดโดยผลรวมของแรงที่กระทำ ในกลศาสตร์คลาสสิก กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมมักจะได้รับผลสืบเนื่องจากกฎของนิวตัน อย่างไรก็ตาม กฎการอนุรักษ์นี้ยังเป็นจริงในกรณีที่กลศาสตร์แบบนิวตันใช้ไม่ได้ (ฟิสิกส์เชิงสัมพัทธภาพ กลศาสตร์ควอนตัม)

เช่นเดียวกับกฎการอนุรักษ์ใดๆ กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมอธิบายความสมมาตรพื้นฐานประการหนึ่ง ความเหมือนกันของอวกาศ

กฎข้อที่สามของนิวตัน อธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นกับสองร่างที่โต้ตอบกัน ยกตัวอย่าง ระบบปิดที่ประกอบด้วยสองส่วน ร่างแรกสามารถทำหน้าที่ที่สองด้วยแรง F12 และร่างที่สอง - ในร่างแรกด้วยแรง F21 กองกำลังเกี่ยวข้องกันอย่างไร? กฎข้อที่สามของนิวตันกล่าวว่าแรงกระทำมีขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้ามกับแรงปฏิกิริยา เราเน้นย้ำว่าแรงเหล่านี้ใช้กับร่างกายที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงไม่ได้รับการชดเชยเลย

กฎหมายเอง:

วัตถุต่างๆ กระทำต่อกันโดยมีแรงชี้นำในแนวเส้นตรงเดียวกัน ขนาดเท่ากันและมีทิศทางตรงกันข้าม: .

1.4. แรงเฉื่อย

พูดอย่างเคร่งครัด กฎของนิวตัน ใช้ได้เฉพาะในกรอบอ้างอิงเฉื่อยเท่านั้น หากเราเขียนสมการการเคลื่อนที่ของวัตถุอย่างตรงไปตรงมาในกรอบอ้างอิงที่ไม่เฉื่อย ก็จะมีลักษณะที่แตกต่างจากกฎข้อที่สองของนิวตัน อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งเพื่อให้การพิจารณาง่ายขึ้น จึงมีการนำ "แรงเฉื่อย" ที่สมมติขึ้นมาใช้ จากนั้นจึงเขียนสมการการเคลื่อนที่เหล่านี้ใหม่ในรูปแบบที่คล้ายกับกฎข้อที่สองของนิวตันมาก ในทางคณิตศาสตร์ ทุกสิ่งที่นี่ถูกต้อง (ถูกต้อง) แต่จากมุมมองของฟิสิกส์ แรงสมมติใหม่ไม่สามารถถือเป็นของจริงได้ อันเป็นผลมาจากการโต้ตอบจริงบางอย่าง เราเน้นย้ำอีกครั้ง: "แรงเฉื่อย" เป็นเพียงการกำหนดพารามิเตอร์ที่สะดวกว่ากฎของการเคลื่อนที่แตกต่างกันอย่างไรในกรอบอ้างอิงเฉื่อยและไม่เฉื่อย

1.5. กฎหมายความหนืด

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

(อัตราความเครียด) สำหรับของเหลว (ของเหลวและก๊าซ):

โดยที่ค่าของηเรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานภายในหรือค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิก (หน่วย CGS - ทรงตัว) ค่าสัมประสิทธิ์จลน์ของความหนืดคือค่า μ = η / ρ (หน่วย CGS คือ Stokes, ρ คือความหนาแน่นของตัวกลาง)

กฎของนิวตันสามารถวิเคราะห์ได้โดยวิธีของจลนพลศาสตร์ทางกายภาพ ซึ่งโดยปกติแล้วความหนืดจะพิจารณาพร้อมกันกับค่าการนำความร้อนและกฎฟูเรียร์ที่สอดคล้องกันสำหรับค่าการนำความร้อน ในทฤษฎีจลนพลศาสตร์ของก๊าซ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานภายในคำนวณโดยสูตร

โดยที่ความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุล λ คือเส้นทางที่ไม่มีค่าเฉลี่ย

2.1. กฎของอุณหพลศาสตร์

อุณหพลศาสตร์ขึ้นอยู่กับกฎสามข้อซึ่งกำหนดขึ้นจากข้อมูลการทดลอง ดังนั้นจึงสามารถยอมรับได้ว่าเป็นสมมุติฐาน

* กฎข้อที่ 1 ของอุณหพลศาสตร์ เป็นการกำหนดกฎทั่วไปของการอนุรักษ์พลังงานสำหรับกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดสามารถเขียนเป็น δQ \u003d δA + d "U โดยที่ dU คือส่วนต่างทั้งหมดของพลังงานภายในของระบบและ δQ และ δA คือปริมาณความร้อนเบื้องต้นและงานเบื้องต้นที่ทำบน ระบบ ตามลำดับ ควรระลึกไว้เสมอว่า δA และ δQ ไม่สามารถพิจารณาว่าเป็นดิฟเฟอเรนเชียลในความหมายปกติของแนวคิดนี้ได้ จากมุมมองของ แนวคิดควอนตัม กฎนี้สามารถตีความได้ดังนี้: dU คือการเปลี่ยนแปลงของพลังงาน ของระบบควอนตัมที่กำหนด δA คือการเปลี่ยนแปลงพลังงานของระบบเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของจำนวนประชากรในระดับพลังงานของระบบ และ δQ คือการเปลี่ยนแปลงพลังงานของระบบควอนตัมเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของ ระดับพลังงาน

* กฎข้อที่ 2 ของอุณหพลศาสตร์: กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ไม่รวมถึงความเป็นไปได้ในการสร้างเครื่องเคลื่อนที่ถาวรประเภทที่สอง มีหลายสูตรที่แตกต่างกัน แต่ในขณะเดียวกันก็มีสูตรที่เทียบเท่ากันของกฎหมายนี้ 1 - สมมุติฐานของ Clausius กระบวนการที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ เกิดขึ้น ยกเว้นการถ่ายเทความร้อนจากวัตถุที่ร้อนไปยังวัตถุที่เย็น จะย้อนกลับไม่ได้ กล่าวคือ ความร้อนไม่สามารถเคลื่อนที่จากวัตถุที่เย็นไปยังวัตถุที่ร้อนได้ โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอื่นๆ ในระบบ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการกระจายพลังงานหรือการกระจายตัว 2 - สมมติฐานของเคลวิน กระบวนการที่งานถูกแปลงเป็นความร้อนโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ในระบบนั้นไม่สามารถย้อนกลับได้ นั่นคือเป็นไปไม่ได้ที่จะแปลงความร้อนทั้งหมดที่นำมาจากแหล่งที่มีอุณหภูมิสม่ำเสมอในการทำงานโดยไม่ทำการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ในระบบ

* กฎข้อที่ 3 ของอุณหพลศาสตร์: ทฤษฎีบทของเนิร์นส์: เอนโทรปีของระบบใดๆ ที่อุณหภูมิศูนย์สัมบูรณ์สามารถมีค่าเท่ากับศูนย์เสมอ

3.1. กฎแรงดึงดูด

แรงโน้มถ่วง (ความโน้มถ่วงสากล, ความโน้มถ่วง) (จากภาษาละติน ความโน้มถ่วง - "ความโน้มถ่วง") เป็นปฏิกิริยาพื้นฐานระยะยาวในธรรมชาติ ซึ่งวัตถุทั้งหมดอยู่ภายใต้ ตามข้อมูลสมัยใหม่ มันคือปฏิสัมพันธ์สากลในแง่ที่ว่าไม่เหมือนกับแรงอื่นใด มันให้ความเร่งเท่ากันกับวัตถุทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้น โดยไม่คำนึงถึงมวลของพวกมัน โดยพื้นฐานแล้วแรงโน้มถ่วงมีบทบาทชี้ขาดในระดับจักรวาล คำว่าแรงโน้มถ่วงยังใช้เป็นชื่อของสาขาฟิสิกส์ที่ศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วง ทฤษฎีฟิสิกส์สมัยใหม่ที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในฟิสิกส์คลาสสิกที่อธิบายแรงโน้มถ่วงคือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทฤษฎีควอนตัมของอันตรกิริยาโน้มถ่วงยังไม่ถูกสร้างขึ้น

3.2. ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง

อันตรกิริยาจากแรงโน้มถ่วงเป็นหนึ่งในสี่อันตรกิริยาพื้นฐานในโลกของเรา ในกรอบของกลศาสตร์คลาสสิก ปฏิสัมพันธ์ความโน้มถ่วงอธิบายโดยกฎความโน้มถ่วงสากลของนิวตัน ซึ่งระบุว่าแรงดึงดูดระหว่างจุดวัสดุสองจุดที่มีมวล m1 และ m2 ซึ่งคั่นด้วยระยะทาง R คือ

โดยที่ G คือค่าคงที่แรงโน้มถ่วง เท่ากับ m³ / (kg s²) เครื่องหมายลบหมายความว่าแรงที่กระทำต่อร่างกายจะมีทิศทางเท่ากันเสมอกับเวกเตอร์รัศมีที่ส่งไปยังร่างกาย นั่นคือ อันตรกิริยาของความโน้มถ่วงจะนำไปสู่การดึงดูดของวัตถุใดๆ เสมอ

สนามแรงโน้มถ่วงมีศักยภาพ ซึ่งหมายความว่าเป็นไปได้ที่จะแนะนำพลังงานศักย์ของแรงดึงดูดของวัตถุคู่หนึ่ง และพลังงานนี้จะไม่เปลี่ยนแปลงหลังจากเคลื่อนย้ายวัตถุไปตามรูปร่างปิด ศักยภาพของสนามโน้มถ่วงทำให้เกิดกฎการอนุรักษ์ผลรวมของพลังงานจลน์และพลังงานศักย์ และเมื่อศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุในสนามโน้มถ่วง มักจะทำให้การแก้ปัญหาง่ายขึ้นอย่างมาก ในกรอบของกลศาสตร์นิวตัน อันตรกิริยาของแรงโน้มถ่วงเป็นพิสัยไกล ซึ่งหมายความว่าไม่ว่าวัตถุขนาดใหญ่จะเคลื่อนที่อย่างไร ณ จุดใดก็ตามในอวกาศ ศักย์โน้มถ่วงขึ้นอยู่กับตำแหน่งของร่างกาย ณ ช่วงเวลาหนึ่งเท่านั้น

วัตถุในอวกาศขนาดใหญ่ - ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ และกาแล็กซีมีมวลมหาศาล ดังนั้นจึงสร้างสนามแรงโน้มถ่วงที่สำคัญ แรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่อ่อนแอที่สุด อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมันทำงานในทุกระยะทางและมวลทั้งหมดเป็นบวก มันจึงเป็นพลังที่สำคัญมากในจักรวาล สำหรับการเปรียบเทียบ: ประจุไฟฟ้าทั้งหมดของวัตถุเหล่านี้เป็นศูนย์ เนื่องจากสารโดยรวมเป็นกลางทางไฟฟ้า นอกจากนี้ แรงโน้มถ่วงซึ่งแตกต่างจากปฏิสัมพันธ์อื่น ๆ คือมีผลเป็นสากลในสสารและพลังงานทั้งหมด ไม่พบวัตถุใดๆ ที่ไม่มีปฏิสัมพันธ์กับแรงโน้มถ่วงเลย

เนื่องจากธรรมชาติของโลก แรงโน้มถ่วงมีส่วนรับผิดชอบต่อผลกระทบขนาดใหญ่ เช่น โครงสร้างของกาแล็กซี หลุมดำ และการขยายตัวของเอกภพ และสำหรับปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์เบื้องต้น - วงโคจรของดาวเคราะห์ และแรงดึงดูดอย่างง่ายต่อพื้นผิวโลกและ ร่างกายล้ม

แรงโน้มถ่วงเป็นปฏิสัมพันธ์แรกที่อธิบายโดยทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ ในสมัยโบราณ อริสโตเติลเชื่อว่าวัตถุที่มีมวลต่างกันจะตกด้วยความเร็วต่างกัน หลังจากนั้นไม่นาน กาลิเลโอ กาลิเลอิได้ทำการทดลองว่านี่ไม่ใช่กรณี - หากขจัดแรงต้านอากาศ วัตถุทั้งหมดจะเร่งความเร็วเท่าๆ กัน กฎแรงโน้มถ่วงของ Isaac Newton (1687) เป็นคำอธิบายที่ดีเกี่ยวกับพฤติกรรมทั่วไปของแรงโน้มถ่วง ในปี พ.ศ. 2458 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้สร้างทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งอธิบายแรงโน้มถ่วงได้แม่นยำยิ่งขึ้นในแง่ของรูปทรงเรขาคณิตของกาลอวกาศ

3.3. กลศาสตร์ท้องฟ้าและปัญหาบางประการ

ส่วนของกลศาสตร์ที่ศึกษาการเคลื่อนที่ของวัตถุในพื้นที่ว่างภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงเท่านั้นเรียกว่ากลศาสตร์ท้องฟ้า

งานที่ง่ายที่สุดของกลศาสตร์ท้องฟ้าคือปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วงของวัตถุสองชิ้นในอวกาศ ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขอย่างวิเคราะห์จนจบ ผลลัพธ์ของการแก้ปัญหามักถูกกำหนดในรูปของกฎสามข้อของเคปเลอร์

เมื่อจำนวนเนื้อหาที่มีปฏิสัมพันธ์เพิ่มขึ้น ปัญหาก็จะซับซ้อนมากขึ้น ดังนั้น ปัญหาสามวัตถุที่มีชื่อเสียงอยู่แล้ว (นั่นคือ การเคลื่อนที่ของวัตถุสามชิ้นที่มีมวลไม่เป็นศูนย์) จึงไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยการวิเคราะห์ในรูปแบบทั่วไป ด้วยโซลูชันที่เป็นตัวเลข ความไม่เสถียรของโซลูชันที่เกี่ยวข้องกับเงื่อนไขเริ่มต้นจะค่อนข้างเร็ว เมื่อนำมาใช้กับระบบสุริยะ ความไม่เสถียรนี้ทำให้ไม่สามารถทำนายการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ในระดับที่เกินร้อยล้านปีได้

ในกรณีพิเศษบางอย่าง คุณสามารถค้นหาวิธีแก้ปัญหาโดยประมาณได้ สิ่งที่สำคัญที่สุดคือกรณีที่มวลของวัตถุหนึ่งมีมากกว่ามวลของวัตถุอื่นอย่างมีนัยสำคัญ (ตัวอย่าง: ระบบสุริยะและการเปลี่ยนแปลงของวงแหวนของดาวเสาร์) ในกรณีนี้ ในการประมาณครั้งแรก เราสามารถสรุปได้ว่าวัตถุที่เบาไม่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันและเคลื่อนที่ไปตามวิถีโคจรของเคปเลียนรอบวัตถุขนาดใหญ่ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างพวกเขาสามารถนำมาพิจารณาภายใต้กรอบของทฤษฎีการก่อกวนและหาค่าเฉลี่ยเมื่อเวลาผ่านไป ในกรณีนี้ ปรากฏการณ์ที่ไม่สำคัญสามารถเกิดขึ้นได้ เช่น การสั่นพ้อง การดึงดูด การสุ่ม ฯลฯ ตัวอย่างที่ดีของปรากฏการณ์ดังกล่าวคือโครงสร้างที่ไม่น่ารำคาญของวงแหวนดาวเสาร์

แม้จะมีความพยายามที่จะอธิบายพฤติกรรมของระบบที่มีวัตถุดึงดูดจำนวนมากซึ่งมีมวลเท่ากันโดยประมาณ แต่ก็ไม่สามารถทำได้เนื่องจากปรากฏการณ์ของความโกลาหลแบบไดนามิก

3.4. สนามแรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่ง

ในสนามแรงโน้มถ่วงที่รุนแรง เมื่อเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสัมพัทธภาพ ผลกระทบของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปจะเริ่มปรากฏขึ้น:

การเบี่ยงเบนของกฎแรงโน้มถ่วงจากนิวตัน

ความล่าช้าของศักยภาพที่เกี่ยวข้องกับความเร็วจำกัดของการแพร่กระจายของความโน้มถ่วงรบกวน; การปรากฏตัวของคลื่นความโน้มถ่วง

ผลกระทบแบบไม่เชิงเส้น: คลื่นความโน้มถ่วงมีแนวโน้มที่จะมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ดังนั้นหลักการซ้อนทับของคลื่นในสนามแรงจึงใช้ไม่ได้อีกต่อไป

การเปลี่ยนรูปทรงเรขาคณิตของกาลอวกาศ

การเกิดขึ้นของหลุมดำ

3.5. ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงสมัยใหม่คลาสสิก

เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าผลกระทบทางควอนตัมของแรงโน้มถ่วงมีขนาดเล็กมากแม้ภายใต้สภาวะการทดลองและการสังเกตการณ์ที่รุนแรงที่สุด จึงยังไม่มีข้อสังเกตที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้ การประมาณเชิงทฤษฎีแสดงให้เห็นว่าในกรณีส่วนใหญ่อย่างท่วมท้น เราสามารถจำกัดตัวเองให้อยู่ในคำอธิบายแบบดั้งเดิมของอันตรกิริยาโน้มถ่วง

มีทฤษฎีแรงโน้มถ่วงแบบคลาสสิกสมัยใหม่ที่ยอมรับได้ - ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป และสมมติฐานมากมายที่ขัดเกลามันและทฤษฎีของระดับการพัฒนาที่แตกต่างกันซึ่งแข่งขันกันเอง (ดูบทความ ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงทางเลือก) ทฤษฎีทั้งหมดเหล่านี้ให้การคาดการณ์ที่คล้ายกันมากในการประมาณซึ่งการทดสอบเชิงทดลองกำลังดำเนินอยู่ ต่อไปนี้คือทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่สำคัญบางส่วนที่ได้รับการพัฒนาและเป็นที่รู้จักมากที่สุด

ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันมีพื้นฐานมาจากแนวคิดของแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นแรงที่มีพิสัยไกล: มันกระทำทันทีในทุกระยะ ธรรมชาติของการกระทำที่เกิดขึ้นทันทีทันใดนี้ไม่สอดคล้องกับกระบวนทัศน์ภาคสนามของฟิสิกส์ยุคใหม่ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษที่สร้างขึ้นในปี 1905 โดยไอน์สไตน์ ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากผลงานของปวงกาเรและลอเรนซ์ ในทฤษฎีของไอน์สไตน์ ไม่มีข้อมูลใดสามารถเดินทางได้เร็วกว่าความเร็วแสงในสุญญากาศ

ในทางคณิตศาสตร์ แรงโน้มถ่วงของนิวตันได้มาจากพลังงานศักย์ของร่างกายในสนามโน้มถ่วง ศักย์โน้มถ่วงที่สอดคล้องกับพลังงานศักย์นี้เป็นไปตามสมการปัวซอง ซึ่งไม่แปรผันภายใต้การแปลงลอเรนซ์ เหตุผลของการไม่แปรผันคือพลังงานในทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษไม่ใช่ปริมาณสเกลาร์ แต่เข้าไปในองค์ประกอบเวลาของเวกเตอร์ 4 ตัว ทฤษฎีเวกเตอร์ของแรงโน้มถ่วงมีความคล้ายคลึงกับทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของแมกซ์เวลล์ และนำไปสู่พลังงานเชิงลบของคลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งสัมพันธ์กับธรรมชาติของอันตรกิริยา เช่น ประจุ (มวล) ในแรงโน้มถ่วงจะดึงดูดและไม่ผลักกัน ดังเช่น ในแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้น ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตันจึงไม่สอดคล้องกับหลักการพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ซึ่งก็คือความไม่แปรเปลี่ยนของกฎของธรรมชาติในกรอบอ้างอิงเฉื่อยใดๆ และการทำให้เป็นเวกเตอร์ทั่วไปของทฤษฎีของนิวตัน ซึ่งเสนอครั้งแรกโดยปวงกาเรในปี 1905 งาน "เกี่ยวกับไดนามิกของอิเล็กตรอน" นำไปสู่ผลลัพธ์ที่ไม่น่าพอใจทางร่างกาย .

ไอน์สไตน์เริ่มค้นหาทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่จะเข้ากันได้กับหลักการความไม่แปรเปลี่ยนของกฎธรรมชาติโดยคำนึงถึงกรอบอ้างอิงใดๆ ผลลัพธ์ของการค้นหานี้คือทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปตามหลักการเอกลักษณ์ของมวลโน้มถ่วงและมวลเฉื่อย

หลักการความเท่าเทียมกันของมวลความโน้มถ่วงและแรงเฉื่อย

ในกลศาสตร์นิวตันคลาสสิก มีสองแนวคิดเกี่ยวกับมวล: แนวคิดแรกอ้างถึงกฎข้อที่สองของนิวตัน และแนวคิดที่สองเกี่ยวกับกฎความโน้มถ่วงสากล มวลแรก - เฉื่อย (หรือเฉื่อย) - คืออัตราส่วนของแรงที่ไม่ใช่แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อร่างกายต่อการเร่งความเร็ว มวลที่สอง - แรงโน้มถ่วง (หรือบางครั้งเรียกว่าหนัก) - กำหนดแรงดึงดูดของร่างกายโดยวัตถุอื่นและแรงดึงดูดของมันเอง โดยทั่วไปแล้ว มวลทั้งสองนี้วัดได้ในการทดลองต่างๆ ดังที่เห็นได้จากคำอธิบาย ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องเป็นสัดส่วนซึ่งกันและกันเลย สัดส่วนที่เข้มงวดช่วยให้เราสามารถพูดถึงมวลกายเดียวทั้งในปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ใช้แรงโน้มถ่วงและแรงโน้มถ่วง โดยการเลือกหน่วยที่เหมาะสม มวลเหล่านี้สามารถทำให้เท่ากันได้

หลักการนี้เสนอโดย Isaac Newton และเขาได้ตรวจสอบความเท่าเทียมกันของมวลด้วยการทดลองด้วยความแม่นยำสัมพัทธ์ที่ 10−3 ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 Eötvösได้ทำการทดลองที่ละเอียดยิ่งขึ้น ทำให้ความแม่นยำในการยืนยันหลักการเป็น 10−9 ในช่วงศตวรรษที่ 20 เทคนิคการทดลองทำให้สามารถยืนยันความเท่าเทียมกันของมวลได้ด้วยความแม่นยำสัมพัทธ์ที่ 10−12-10−13 (Braginsky, Dicke เป็นต้น)

บางครั้งหลักการความเท่าเทียมกันของมวลโน้มถ่วงและมวลเฉื่อยเรียกว่าหลักการสมมูลแบบอ่อน อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ กล่าวถึงพื้นฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป

หลักการเคลื่อนที่ตามแนวธรณี

หากมวลความโน้มถ่วงเท่ากับมวลเฉื่อย ดังนั้นในนิพจน์ของความเร่งของวัตถุซึ่งมีเพียงแรงโน้มถ่วงเท่านั้นที่กระทำ มวลทั้งสองจะลดลง ดังนั้นความเร่งของร่างกายและวิถีการเคลื่อนที่จึงไม่ขึ้นอยู่กับมวลและโครงสร้างภายในของร่างกาย หากวัตถุทั้งหมดที่จุดเดียวกันในอวกาศได้รับความเร่งเท่ากัน การเร่งความเร็วนี้อาจไม่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของวัตถุ แต่กับคุณสมบัติของอวกาศ ณ จุดนี้

ดังนั้น คำอธิบายของอันตรกริยาแรงดึงดูดระหว่างวัตถุสามารถลดลงเป็นคำอธิบายของกาล-อวกาศที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ เป็นเรื่องธรรมดาที่จะสันนิษฐานเหมือนที่ไอน์สไตน์ทำ ว่าวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเฉื่อย นั่นคือในลักษณะที่ความเร่งในกรอบอ้างอิงของพวกมันเป็นศูนย์ จากนั้นเส้นโคจรของวัตถุจะเป็นเส้นธรณี ซึ่งเป็นทฤษฎีที่นักคณิตศาสตร์พัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 19

เส้นจีโอเดสิกสามารถหาได้จากการระบุระยะห่างระหว่างสองเหตุการณ์ในกาล-อวกาศ เรียกตามธรรมเนียมว่า ช่วงเวลา หรือ ฟังก์ชันโลก ช่วงเวลาในปริภูมิสามมิติและเวลาหนึ่งมิติ (กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในปริภูมิ-เวลาสี่มิติ) กำหนดโดยส่วนประกอบอิสระ 10 ชิ้นของเมตริกเทนเซอร์ ตัวเลข 10 ตัวเหล่านี้สร้างหน่วยวัดพื้นที่ มันกำหนด "ระยะทาง" ระหว่างจุดใกล้ชิดสองจุดของกาลอวกาศในทิศทางที่ต่างกัน เส้นพิภพที่สอดคล้องกับเส้นโลกของวัตถุที่มีความเร็วน้อยกว่าความเร็วแสงกลายเป็นเส้นของเวลาที่เหมาะสมที่สุด นั่นคือเวลาที่วัดโดยนาฬิกาที่ยึดแน่นกับร่างกายตามวิถีโคจรนี้

การทดลองสมัยใหม่ยืนยันการเคลื่อนที่ของวัตถุตามแนวพื้นผิวโลกด้วยความแม่นยำเท่ากันกับความเท่ากันของมวลโน้มถ่วงและมวลเฉื่อย

บทสรุป

ข้อสรุปที่น่าสนใจบางอย่างเกิดขึ้นทันทีจากกฎของนิวตัน ดังนั้น กฎข้อที่สามของนิวตันกล่าวว่า ไม่ว่าร่างกายจะมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร พวกมันก็ไม่สามารถเปลี่ยนโมเมนตัมทั้งหมดได้ กฎการอนุรักษ์โมเมนตัมจึงเกิดขึ้น นอกจากนี้ มีความจำเป็นที่จะต้องกำหนดว่าศักยภาพในการโต้ตอบของวัตถุทั้งสองขึ้นอยู่กับโมดูลัสของความแตกต่างในพิกัดของวัตถุเหล่านี้เท่านั้น U(|r1-r2|) จากนั้นกฎการอนุรักษ์พลังงานกลทั้งหมดของร่างกายที่มีปฏิสัมพันธ์เกิดขึ้น:

กฎของนิวตันเป็นกฎพื้นฐานของกลศาสตร์ กฎกลศาสตร์อื่น ๆ ทั้งหมดสามารถหาได้จากกฎเหล่านั้น

ในขณะเดียวกัน กฎของนิวตันก็ไม่ใช่ระดับที่ลึกที่สุดในการกำหนดสูตรของกลศาสตร์คลาสสิก ภายในกรอบของกลศาสตร์ลากรองจ์ มีเพียงสูตรเดียว (บันทึกการกระทำทางกล) และหนึ่งสมมุติฐานเดียว (ร่างกายเคลื่อนไหวในลักษณะที่การกระทำน้อยที่สุด) และสามารถรับกฎของนิวตันได้จากสิ่งนี้ นอกจากนี้ ภายในกรอบของพิธีการลากรองจ์ เราสามารถพิจารณาสถานการณ์สมมุติที่การกระทำมีรูปแบบอื่นได้อย่างง่ายดาย ในกรณีนี้ สมการการเคลื่อนที่จะไม่คล้ายกับกฎของนิวตันอีกต่อไป แต่กลศาสตร์ดั้งเดิมจะยังคงใช้ได้ ...

คำตอบของสมการการเคลื่อนที่

สมการ F = ma (นั่นคือกฎข้อที่สองของนิวตัน) เป็นสมการเชิงอนุพันธ์: ความเร่งเป็นอนุพันธ์อันดับสองของพิกัดเทียบกับเวลา ซึ่งหมายความว่าวิวัฒนาการของระบบกลไกตามเวลาสามารถกำหนดได้อย่างชัดเจนหากมีการระบุพิกัดเริ่มต้นและความเร็วเริ่มต้น โปรดทราบว่าหากสมการที่อธิบายโลกของเราเป็นสมการอันดับหนึ่ง ปรากฏการณ์เช่น ความเฉื่อย การสั่น และคลื่นจะหายไปจากโลกของเรา

การศึกษากฎพื้นฐานของฟิสิกส์ยืนยันว่าวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาก้าวหน้า: แต่ละขั้นตอน แต่ละกฎที่ค้นพบคือขั้นตอนของการพัฒนา แต่ไม่ได้ให้คำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถามทั้งหมด

วรรณกรรม:

1. 
   สารานุกรมแห่งสหภาพโซเวียตผู้ยิ่งใหญ่ (กฎกลศาสตร์ของนิวตันและบทความอื่น ๆ ), 2520, "สารานุกรมโซเวียต"
2. 
   สารานุกรมออนไลน์ www.wikipedia.com

3. ห้องสมุด “Detlaf A.A. , Yavorsky B.M. , Milkovskaya L.B. - รายวิชาฟิสิกส์ (เล่ม 1) กลศาสตร์. พื้นฐานของฟิสิกส์โมเลกุลและอุณหพลศาสตร์

หน่วยงานกลางเพื่อการศึกษา

GOU VPO Rybinsk สถาบันการบินแห่งรัฐ ป.ล. Solovyova

ภาควิชาฟิสิกส์ทั่วไปและเทคนิค

เรียงความ

ในระเบียบวินัย "แนวคิดของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่"

หัวข้อ: “กฎพื้นฐานของฟิสิกส์”

กลุ่ม ZKS-07

นักเรียน Balshin A.N.

อาจารย์: Vasilyuk O.V.

7: กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน

โพสต์ที่แล้วจบลงด้วยกฎแรงโน้มถ่วงสากลจากเซอร์ไอแซก นิวตัน บทความนี้จะเริ่มต้นด้วยนิวตันเช่นกัน แต่ด้วยกฎอื่นๆ ของเขา กฎสามข้อของการเคลื่อนที่ด้วยความเร่งอย่างสม่ำเสมอ (มักเรียกสั้นๆ ว่า "กฎสามข้อของนิวตัน") เป็นองค์ประกอบที่สำคัญ ของฟิสิกส์สมัยใหม่ และเช่นเดียวกับกฎทางกายภาพส่วนใหญ่ กฎเหล่านี้มีความสง่างามในความเรียบง่าย

กฎข้อที่หนึ่งของนิวตันระบุว่าวัตถุที่อยู่ในสถานะของการเคลื่อนที่สม่ำเสมอ (หรือหยุดนิ่ง) จะอยู่ในสภาพของการเคลื่อนที่ (หรือหยุดนิ่ง) ดังกล่าวจนกว่าจะได้รับอิทธิพลจากภายนอก (แรง) มากระทำกับวัตถุนั้น ดังนั้น ลูกบอลที่กลิ้งบนพื้นจะหยุดการเคลื่อนที่ในที่สุดเนื่องจากได้รับผลกระทบจากแรงเสียดทานหรือเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่อันเป็นผลมาจากการเตะที่ประสบความสำเร็จหรือเพียงแค่ชนกำแพง

กฎข้อที่สองของนิวตันกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างมวลของวัตถุ (m) กับความเร่ง (a) กฎนี้แสดงโดยสูตรทางคณิตศาสตร์ F = m × a ซึ่ง F คือแรงที่แสดงเป็นนิวตัน แรงและความเร่งเป็นปริมาณเวกเตอร์ นั่นคือ ปริมาณที่นอกจากค่าแล้ว ยังแสดงลักษณะตามทิศทางอีกด้วย ค่าความเร่งสามารถใช้กำหนดแรงและในทางกลับกัน

กฎข้อที่สามของนิวตันอาจเป็นกฎที่มีชื่อเสียงที่สุดในบรรดากฎการเคลื่อนที่ทั้งสามข้อของเขา ส่วนใหญ่มักจะจำได้ในรูปแบบ "แรงของการกระทำเท่ากับแรงของปฏิกิริยา" แม้ว่ามันจะถูกต้องกว่า: "จุดวัสดุโต้ตอบซึ่งกันและกันโดยกองกำลังที่มีลักษณะเดียวกันซึ่งกำกับไปตามเส้นตรงที่เชื่อมต่อกัน จุดเหล่านี้เท่ากันในค่าสัมบูรณ์และมีทิศทางตรงกันข้าม” บนพื้นฐานของกฎข้อที่สาม เราสามารถสรุปได้ว่าในระบบแรงโน้มถ่วงของวัตถุสองชิ้น ไม่เพียงแต่อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของวัตถุที่หนักกว่าที่กระทำต่อวัตถุที่เบากว่าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัตถุที่เบากว่าที่ดึงดูดวัตถุที่หนักกว่าด้วย ดังนั้นในระบบ Earth / Moon อิทธิพลของดวงจันทร์บนโลกจึงปรากฏให้เห็นในการขึ้นลงและกระแสน้ำ

6: กฎของอุณหพลศาสตร์

สโนว์นักฟิสิกส์และนักเขียนชาวอังกฤษเคยกล่าวไว้ว่าคนที่ไม่ทำวิทยาศาสตร์ซึ่งไม่รู้กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์คือคนที่มีการศึกษาครึ่งหนึ่งเช่นเดียวกับนักวิทยาศาสตร์ที่ไม่เคยอ่านเช็คสเปียร์ คติพจน์นี้ไม่เพียง แต่เน้นย้ำถึงความสำคัญของอุณหพลศาสตร์ในระบบวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงความจริงที่ว่าทุกคนที่ไม่ต้องการคิดว่าตัวเองออกกลางคันควรรู้พื้นฐานของมัน

โดยทั่วไปแล้ว เทอร์โมไดนามิกส์คือการศึกษาว่าพลังงานก่อให้เกิดงานอย่างไรในระบบต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นเครื่องยนต์หรือแกนกลางของดาวเคราะห์ เทอร์โมไดนามิกส์ขึ้นอยู่กับหลักการสามประการ ซึ่งในสูตรของ Snow นั้น มีลักษณะดังนี้:

คุณไม่สามารถชนะได้
คุณไม่สามารถหยุดพักจากเกมได้
คุณไม่สามารถออกจากเกมได้

จะเข้าใจได้อย่างไร? เมื่อพูดถึงความจริงที่ว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะชนะ Snow ตั้งข้อสังเกตว่าเราไม่สามารถได้รับโดยไม่ยอมแพ้ - เพื่อให้ระบบทำงานได้จำเป็นต้องจัดหาพลังงาน (ความร้อน) มิฉะนั้นระบบดังกล่าวจะไม่ทำงาน สำหรับกรณีที่แยกได้อย่างสมบูรณ์ ยิ่งไปกว่านั้น ในโลกแห่งความเป็นจริงนั้นไม่มีระบบใดที่แยกออกจากกันได้อย่างสมบูรณ์แบบ และในกรณีจริง พลังงานส่วนหนึ่งที่เราถ่ายโอนไปยังระบบเพื่อทำงานจะถูกถ่ายโอนไปยังสิ่งแวดล้อม และกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ก็เข้ามามีบทบาท

คำแถลงที่สองของ Snow เกี่ยวกับความเป็นไปไม่ได้ที่จะหยุดพักจากเกมหมายความว่าเนื่องจากการเพิ่มขึ้นของเอนโทรปีในระบบปิดโดยปราศจากอิทธิพลจากภายนอก เราจึงไม่สามารถกลับไปสู่สถานะพลังงานก่อนหน้าได้ง่ายๆ เราสามารถพูดได้ว่าพลังงานที่กระจุกตัวอยู่ในปริมาตรเดียวจะถูกแจกจ่ายไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นของพลังงานต่ำกว่า

ประการสุดท้าย กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์ เกี่ยวกับการไม่สามารถออกจากเกมได้ หมายถึงศูนย์สัมบูรณ์ สถานะของสสารอยู่ที่ศูนย์เคลวินหรือลบ 273.15°C เมื่อระบบถึงจุดศูนย์สัมบูรณ์ การเคลื่อนที่ของโมเลกุลทั้งหมดจะต้องหยุดลง ซึ่งหมายถึงการไม่มีพลังงานจลน์ การทำให้ค่าเอนโทรปีเป็นศูนย์ และการก่อตัวของระบบที่มีคำสั่งอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม ศูนย์สัมบูรณ์เป็นสภาวะในอุดมคติทางกายภาพ ในโลกแห่งความเป็นจริง แม้แต่ในพื้นที่ที่หนาวที่สุดของอวกาศ การไปถึงศูนย์สัมบูรณ์นั้นเป็นไปไม่ได้ - คุณสามารถเข้าใกล้ค่าสถานะ / อุณหภูมินี้เท่านั้น

5: กฎของความคงตัวขององค์ประกอบและคุณสมบัติของสารเคมี

นักเคมีชาวฝรั่งเศส Joseph Louis Proust เขียนในปี 1808: “จากขั้วหนึ่งของโลกไปยังอีกขั้วหนึ่ง สารประกอบมีองค์ประกอบเหมือนกันและมีคุณสมบัติเหมือนกัน ไม่มีความแตกต่างระหว่างเหล็กออกไซด์จากซีกโลกใต้และซีกโลกเหนือ มาลาไคต์จากไซบีเรียมีองค์ประกอบเหมือนกับมาลาไคต์จากสเปน มีสีแดงเพียงหนึ่งเดียวในโลกทั้งใบ”นี่เป็นกฎข้อแรกขององค์ประกอบและคุณสมบัติของสารเคมี

ทฤษฎีอะตอม-โมเลกุลทำให้สามารถอธิบายกฎแห่งความคงที่ขององค์ประกอบได้ เนื่องจากอะตอมมีมวลคงที่ องค์ประกอบโดยรวมของสสารจึงคงที่ การพัฒนาทางเคมีแสดงให้เห็นว่าพร้อมกับสารประกอบที่มีองค์ประกอบคงที่มีสารประกอบที่มีองค์ประกอบแปรผัน ตามคำแนะนำของ N.S. Kurnakov คนแรกเรียกว่า daltonides (ในความทรงจำของนักเคมีและนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ Dalton สารทั้งหมดของโครงสร้างโมเลกุลเป็นของ daltonides) ที่สอง - berthollides (ในความทรงจำของ Berthollet นักเคมีชาวฝรั่งเศสผู้มองเห็นสารประกอบดังกล่าว เหล่านี้เป็นสาร ด้วยแลตทิซของอะตอม ไอออนิก และเมทัลลิก) ตอนนี้เรากำหนดกฎหมายนี้ดังนี้: "สารบริสุทธิ์ที่มีโครงสร้างโมเลกุล ไม่ว่าจะเตรียมด้วยวิธีใดก็ตาม จะมีองค์ประกอบเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณที่คงที่เสมอ"

เนื่องจากสารส่วนใหญ่ที่เข้าสู่ร่างกายของเราไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง (กับอาหาร เครื่องสำอาง ยา) มีโครงสร้างโมเลกุล ความสำคัญของกฎแห่งความคงตัวขององค์ประกอบและคุณสมบัติของสารเคมีจึงอยู่ที่ความจริงที่ว่า ตัวอย่างเช่น , รสชาติ "ธรรมชาติ" และเครื่องปรุง "เหมือนกันกับธรรมชาติ" เป็นสารชนิดเดียวกัน - ส่วนประกอบของเอทิลอะซิเตตที่เป็นสาระสำคัญของผลไม้ซึ่งลงทะเบียนเป็นสารเติมแต่งอาหาร E1504 จะเหมือนกันหากได้รับในขวดอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเอสเทอริฟิเคชันและ แยกได้จากแอปเปิ้ล คาร์บาไมด์ (ยูเรีย) ซึ่งใช้ในยาสีฟันหรือหมากฝรั่ง มีโครงสร้างและคุณสมบัติเหมือนกันไม่ว่าจะแยกออกจากปัสสาวะหรือสังเคราะห์ทางเคมีก็ตาม

4: กฎการลอยตัวของอาร์คิมิดีส

ตามตำนาน นักคิด นักคณิตศาสตร์ และวิศวกรชาวกรีกโบราณ อาร์คิมิดีส ค้นพบกฎโดยการกระโดดลงไปในอ่างและเห็นว่าน้ำบางส่วนกระเซ็นออกมา หลังจากนั้นก็มีเสียงร้องว่า "ยูเรก้า!" วิ่งไปตามถนนในเมืองซีราคิวส์ในชุดที่เขาสวมระหว่างอาบน้ำ (นั่นคือไม่มีอะไรเลย)

ตามกฎของอาร์คิมิดีส วัตถุที่แช่อยู่ในของเหลว (หรือก๊าซ) จะได้รับผลกระทบจากแรงลอยตัวเท่ากับน้ำหนักของของเหลว (หรือก๊าซ) ที่วัตถุนี้เคลื่อนที่ไป กฎหมายนี้ใช้เพื่อกำหนดความหนาแน่นของสารที่ไม่รู้จัก (เนื่องจากความหนาแน่นของสารละลายถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของส่วนประกอบ เครื่องวัดแอลกอฮอล์ในครัวเรือนซึ่งขายในร้านขายของใช้ในครัวเรือนก็ทำงานตามหลักการของกฎหมายของอาร์คิมิดีสเช่นกัน)

หลักการของอาร์คิมีดีสขาดไม่ได้สำหรับการพัฒนาเครื่องบินดำน้ำและเครื่องบินเบากว่าอากาศ (บอลลูน เรือเหาะ เรือเหาะ และเรือเหาะ) และแน่นอน กฎของอาร์คิมิดีสเตือนเราไม่ให้ปีนลงไปในอ่างอาบน้ำที่มีน้ำเต็ม เว้นแต่เราต้องการเช็ดพื้นในห้องน้ำแล้วรอการมาเยือนของเพื่อนบ้านที่ก้าวร้าวจากด้านล่าง

เป็นเรื่องปกติและถูกต้องที่จะสนใจโลกรอบตัวและกฎของการทำงานและการพัฒนาของมัน นั่นคือเหตุผลว่าทำไมจึงมีเหตุผลที่จะให้ความสนใจกับวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ เช่น ฟิสิกส์ ซึ่งอธิบายสาระสำคัญของการก่อตัวและการพัฒนาของจักรวาล กฎพื้นฐานทางฟิสิกส์นั้นเข้าใจง่าย ในวัยเด็ก โรงเรียนได้แนะนำหลักการเหล่านี้ให้กับเด็กๆ

สำหรับหลาย ๆ คน วิทยาศาสตร์นี้เริ่มต้นด้วยหนังสือเรียน "ฟิสิกส์ (เกรด 7)" แนวคิดพื้นฐานของและและอุณหพลศาสตร์จะถูกเปิดเผยแก่เด็กนักเรียน พวกเขาได้ทำความคุ้นเคยกับแกนหลักของกฎทางกายภาพหลัก แต่ความรู้ควรถูก จำกัด ไว้ที่ม้านั่งในโรงเรียนหรือไม่? กฎทางกายภาพใดที่ทุกคนควรรู้ สิ่งนี้จะกล่าวถึงในบทความต่อไป

ฟิสิกส์วิทยาศาสตร์

ทุกคนคุ้นเคยกับความแตกต่างของวิทยาศาสตร์ที่อธิบายไว้ตั้งแต่เด็กปฐมวัย และนี่คือความจริงที่ว่าโดยพื้นฐานแล้วฟิสิกส์เป็นหนึ่งในสาขาวิทยาศาสตร์ธรรมชาติ มันบอกเกี่ยวกับกฎของธรรมชาติ การกระทำที่ส่งผลกระทบต่อชีวิตของทุกคน และในหลายๆ ทางยังให้ข้อมูลเกี่ยวกับคุณลักษณะของสสาร โครงสร้างและรูปแบบการเคลื่อนที่ของสสาร

คำว่า "ฟิสิกส์" ถูกบันทึกครั้งแรกโดยอริสโตเติลในศตวรรษที่สี่ก่อนคริสต์ศักราช ในขั้นต้นมีความหมายเหมือนกันกับแนวคิดของ "ปรัชญา" ท้ายที่สุดแล้ววิทยาศาสตร์ทั้งสองมีเป้าหมายร่วมกัน - เพื่ออธิบายกลไกการทำงานของจักรวาลทั้งหมดอย่างถูกต้อง แต่ในศตวรรษที่ 16 อันเป็นผลมาจากการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์ ฟิสิกส์กลายเป็นอิสระ

กฎหมายทั่วไป

กฎพื้นฐานทางฟิสิกส์บางข้อถูกนำไปใช้ในสาขาวิทยาศาสตร์ต่างๆ นอกจากนี้ยังมีสิ่งที่ถือว่าเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับธรรมชาติทั้งหมด เป็นเรื่องเกี่ยวกับ

พลังงานของระบบปิดแต่ละระบบ เมื่อมีปรากฏการณ์ใด ๆ เกิดขึ้นในนั้น จำเป็นต้องอนุรักษ์ไว้ อย่างไรก็ตาม มันสามารถแปลงเป็นรูปแบบอื่นและเปลี่ยนเนื้อหาเชิงปริมาณได้อย่างมีประสิทธิภาพในส่วนต่างๆ ของระบบที่มีชื่อ ในขณะเดียวกัน ในระบบเปิด พลังงานจะลดลง โดยมีเงื่อนไขว่าพลังงานของวัตถุและสนามใดๆ ที่มีปฏิสัมพันธ์กับมันจะเพิ่มขึ้น

นอกเหนือจากหลักการทั่วไปข้างต้นแล้ว ฟิสิกส์ยังมีแนวคิดพื้นฐาน สูตร กฎหมายที่จำเป็นสำหรับการตีความกระบวนการที่เกิดขึ้นในโลกโดยรอบ การสำรวจพวกมันน่าตื่นเต้นอย่างไม่น่าเชื่อ ดังนั้นในบทความนี้จะพิจารณากฎพื้นฐานของฟิสิกส์โดยสังเขป และเพื่อให้เข้าใจกฎเหล่านี้อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น สิ่งสำคัญคือต้องให้ความสนใจอย่างเต็มที่กับกฎเหล่านี้

กลศาสตร์

มีการเปิดเผยกฎพื้นฐานทางฟิสิกส์หลายข้อแก่นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ในเกรด 7-9 ของโรงเรียน ซึ่งมีการศึกษาสาขาวิทยาศาสตร์อย่างกลศาสตร์อย่างเต็มที่ หลักการพื้นฐานของมันอธิบายไว้ด้านล่าง

1. กฎสัมพัทธภาพของกาลิเลโอ (เรียกอีกอย่างว่ากฎกลศาสตร์สัมพัทธภาพ หรือพื้นฐานของกลศาสตร์คลาสสิก) สาระสำคัญของหลักการอยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ว่าภายใต้เงื่อนไขที่คล้ายคลึงกัน กระบวนการเชิงกลในกรอบอ้างอิงเฉื่อยใดๆ จะเหมือนกันทุกประการ
2. กฎของฮุค สาระสำคัญของมันคือยิ่งผลกระทบต่อตัวยืดหยุ่น (สปริง, แกน, คาน, คาน) จากด้านข้างมากเท่าไหร่ การเสียรูปก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

กฎของนิวตัน (แสดงถึงพื้นฐานของกลศาสตร์คลาสสิก):

1. หลักการของความเฉื่อยกล่าวว่าร่างกายใดๆ ก็ตามสามารถอยู่นิ่งหรือเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอและเป็นเส้นตรงได้ก็ต่อเมื่อไม่มีร่างกายอื่นใดมามีอิทธิพลต่อมันในทางใดทางหนึ่ง หรือหากพวกมันชดเชยการกระทำของกันและกัน ในการเปลี่ยนความเร็วในการเคลื่อนที่จำเป็นต้องกระทำกับร่างกายด้วยแรงบางอย่างและแน่นอนว่าผลของแรงเดียวกันกับวัตถุที่มีขนาดต่างกันก็จะแตกต่างกันเช่นกัน
2. รูปแบบหลักของไดนามิกระบุว่ายิ่งผลลัพธ์ของแรงที่กระทำกับวัตถุนั้นมากเท่าใด ความเร่งที่ได้รับก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และยิ่งน้ำหนักตัวมากเท่าใดตัวบ่งชี้นี้ก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น
3. กฎข้อที่สามของนิวตันระบุว่าวัตถุสองก้อนใดๆ ก็ตามจะมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันในรูปแบบที่เหมือนกันเสมอ: แรงของวัตถุทั้งสองมีลักษณะเดียวกัน มีขนาดเท่ากัน และจำเป็นต้องมีทิศทางตรงกันข้ามตามแนวเส้นตรงที่เชื่อมต่อวัตถุเหล่านี้
4. หลักการของสัมพัทธภาพระบุว่าปรากฏการณ์ทั้งหมดที่เกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขเดียวกันในกรอบอ้างอิงเฉื่อยดำเนินไปในลักษณะที่เหมือนกันทุกประการ

เทอร์โมไดนามิกส์

หนังสือเรียนซึ่งเปิดเผยกฎพื้นฐานแก่นักเรียน ("ฟิสิกส์ ป.7") แนะนำให้นักเรียนรู้จักพื้นฐานของอุณหพลศาสตร์ เราจะทบทวนหลักการสั้นๆ ด้านล่างนี้

กฎของอุณหพลศาสตร์ซึ่งเป็นพื้นฐานในวิทยาศาสตร์สาขานี้มีลักษณะทั่วไปและไม่เกี่ยวข้องกับรายละเอียดของโครงสร้างของสสารเฉพาะในระดับอะตอม อย่างไรก็ตาม หลักการเหล่านี้มีความสำคัญไม่เพียงแต่สำหรับฟิสิกส์เท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญต่อเคมี ชีววิทยา วิศวกรรมการบินและอวกาศ ฯลฯ

ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรมที่มีชื่อมีกฎที่ไม่สามารถระบุได้อย่างมีเหตุผลว่าในระบบปิด เงื่อนไขภายนอกที่ไม่เปลี่ยนแปลง สถานะสมดุลจะถูกสร้างขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป และกระบวนการที่ดำเนินต่อไปจะชดเชยซึ่งกันและกันอย่างสม่ำเสมอ

กฎอีกข้อหนึ่งของอุณหพลศาสตร์ยืนยันความต้องการของระบบ ซึ่งประกอบด้วยอนุภาคจำนวนมหาศาลที่มีลักษณะการเคลื่อนที่แบบอลหม่าน ไปสู่การเปลี่ยนผ่านที่เป็นอิสระจากสถานะที่มีความเป็นไปได้น้อยกว่าสำหรับระบบไปสู่สถานะที่มีความเป็นไปได้มากกว่า

และกฎของเกย์-ลูสแซก (เรียกอีกอย่างว่ากฎของแก๊ส) ระบุว่าสำหรับแก๊สที่มีมวลจำนวนหนึ่งภายใต้สภาวะความดันคงที่ ผลของการหารปริมาตรด้วยอุณหภูมิสัมบูรณ์จะกลายเป็นค่าคงที่

กฎที่สำคัญอีกข้อหนึ่งของอุตสาหกรรมนี้คือกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าหลักการอนุรักษ์และการเปลี่ยนแปลงพลังงานสำหรับระบบอุณหพลศาสตร์ ตามที่เขาพูดปริมาณความร้อนใด ๆ ที่สื่อสารกับระบบจะถูกใช้เฉพาะกับการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในและประสิทธิภาพการทำงานที่เกี่ยวข้องกับแรงภายนอกที่กระทำ ความสม่ำเสมอนี้กลายเป็นพื้นฐานสำหรับการก่อตัวของโครงร่างสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์ความร้อน

ความสม่ำเสมอของก๊าซอีกอย่างคือกฎของชาร์ลส์ มันระบุว่ายิ่งความดันของมวลของก๊าซในอุดมคติมีค่ามากขึ้น ในขณะที่รักษาปริมาตรให้คงที่ อุณหภูมิของก๊าซก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

ไฟฟ้า

เปิดสำหรับนักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ กฎพื้นฐานที่น่าสนใจของฟิสิกส์ ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10 ขณะนี้มีการศึกษาหลักการสำคัญของธรรมชาติและกฎของการกระทำของกระแสไฟฟ้าตลอดจนความแตกต่างอื่น ๆ

ตัวอย่างเช่น กฎของแอมแปร์ ระบุว่าตัวนำที่เชื่อมต่อแบบขนานโดยที่กระแสไหลในทิศทางเดียวกันจะดึงดูดอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ และในกรณีที่มีทิศทางตรงกันข้ามของกระแสตามลำดับ จะผลักกัน บางครั้งชื่อเดียวกันนี้ใช้สำหรับกฎทางกายภาพที่กำหนดแรงที่กระทำในสนามแม่เหล็กที่มีอยู่ในส่วนเล็ก ๆ ของตัวนำที่กำลังนำกระแสไฟฟ้า เรียกว่า - พลังของแอมแปร์ การค้นพบนี้ทำโดยนักวิทยาศาสตร์ในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่สิบเก้า (กล่าวคือในปี พ.ศ. 2363)

กฎการอนุรักษ์ประจุเป็นหนึ่งในหลักการพื้นฐานของธรรมชาติ มันระบุว่าผลรวมเชิงพีชคณิตของประจุไฟฟ้าทั้งหมดที่เกิดขึ้นในระบบที่แยกด้วยไฟฟ้าใด ๆ จะถูกสงวนไว้เสมอ (กลายเป็นค่าคงที่) อย่างไรก็ตาม หลักการที่มีชื่อนี้ไม่ได้ยกเว้นการปรากฏตัวของอนุภาคที่มีประจุใหม่ในระบบดังกล่าวอันเป็นผลมาจากกระบวนการบางอย่าง อย่างไรก็ตาม ประจุไฟฟ้าทั้งหมดของอนุภาคที่เกิดขึ้นใหม่ทั้งหมดจะต้องเท่ากับศูนย์

กฎของคูลอมบ์เป็นหนึ่งในกฎพื้นฐานของไฟฟ้าสถิต แสดงหลักการของแรงอันตรกิริยาระหว่างประจุไฟฟ้าจุดคงที่ และอธิบายการคำนวณเชิงปริมาณของระยะทางระหว่างประจุเหล่านั้น กฎของคูลอมบ์ทำให้สามารถพิสูจน์หลักการพื้นฐานของอิเล็กโทรไดนามิกส์ด้วยวิธีการทดลองได้ มันบอกว่าประจุที่จุดคงที่จะมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันอย่างแน่นอนด้วยแรงที่ยิ่งสูง ผลคูณของขนาดของพวกมันก็จะยิ่งมากขึ้น และดังนั้น ระยะห่างระหว่างประจุที่อยู่ระหว่างการพิจารณากับตัวกลางก็จะยิ่งเล็กลง ซึ่งปฏิสัมพันธ์ที่อธิบายไว้เกิดขึ้น

กฎของโอห์มเป็นหนึ่งในหลักการพื้นฐานของไฟฟ้า มันบอกว่ายิ่งความแรงของกระแสไฟฟ้าโดยตรงที่กระทำต่อบางส่วนของวงจรมากเท่าไหร่ แรงดันไฟฟ้าที่ปลายก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

พวกเขาเรียกหลักการที่ช่วยให้คุณกำหนดทิศทางในตัวนำของกระแสที่เคลื่อนที่ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง ในการทำเช่นนี้จำเป็นต้องวางตำแหน่งมือขวาเพื่อให้เส้นของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กสัมผัสกับฝ่ามือที่เปิดโดยเป็นรูปเป็นร่างและขยายนิ้วหัวแม่มือไปตามทิศทางของตัวนำ ในกรณีนี้ นิ้วที่เหยียดตรงที่เหลืออีกสี่นิ้วจะกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ของกระแสเหนี่ยวนำ

นอกจากนี้หลักการนี้ยังช่วยในการค้นหาตำแหน่งที่แน่นอนของเส้นการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของตัวนำตรงที่นำกระแสในขณะนั้น มันทำงานในลักษณะนี้: วางนิ้วหัวแม่มือของมือขวาในลักษณะที่ชี้และจับตัวนำด้วยอีกสี่นิ้ว ตำแหน่งของนิ้วเหล่านี้จะแสดงทิศทางที่แน่นอนของเส้นการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นรูปแบบที่อธิบายขั้นตอนการทำงานของหม้อแปลง เครื่องกำเนิดไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้า กฎนี้มีดังต่อไปนี้: ในวงจรปิด การเหนี่ยวนำที่สร้างขึ้นจะยิ่งมากขึ้น อัตราการเปลี่ยนแปลงของฟลักซ์แม่เหล็กก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

เลนส์

สาขา "ทัศนศาสตร์" ยังสะท้อนถึงส่วนหนึ่งของหลักสูตรของโรงเรียน (กฎพื้นฐานของฟิสิกส์: เกรด 7-9) ดังนั้น หลักการเหล่านี้จึงเข้าใจได้ไม่ยากอย่างที่คิด การศึกษาของพวกเขาไม่เพียง แต่นำมาซึ่งความรู้เพิ่มเติมเท่านั้น แต่ยังมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับความเป็นจริงโดยรอบ กฎหลักของฟิสิกส์ที่สามารถนำมาประกอบกับการศึกษาด้านทัศนศาสตร์มีดังนี้:

1. หลักการของ Huynes เป็นวิธีการที่ช่วยให้คุณระบุตำแหน่งที่แน่นอนของหน้าคลื่นได้อย่างมีประสิทธิภาพ ณ เสี้ยววินาทีใดก็ตาม สาระสำคัญมีดังนี้: ทุกจุดที่อยู่ในเส้นทางของคลื่นด้านหน้าในเสี้ยววินาทีในความเป็นจริงกลายเป็นแหล่งกำเนิดของคลื่นทรงกลม (ทุติยภูมิ) ในตัวเองในขณะที่ตำแหน่งของหน้าคลื่นในเศษส่วนเดียวกัน ของวินาทีจะเหมือนกับพื้นผิว ซึ่งไปรอบ ๆ คลื่นทรงกลมทั้งหมด (ทุติยภูมิ) หลักการนี้ใช้เพื่ออธิบายกฎหมายที่มีอยู่ที่เกี่ยวข้องกับการหักเหของแสงและการสะท้อนของแสง
2. หลักการของ Huygens-Fresnel สะท้อนถึงวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการแก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการแพร่กระจายคลื่น ช่วยอธิบายปัญหาพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับการเลี้ยวเบนของแสง
3. คลื่น ใช้สำหรับการสะท้อนในกระจกอย่างเท่าเทียมกัน สาระสำคัญของมันอยู่ที่ความจริงที่ว่าทั้งลำแสงที่ตกกระทบและลำแสงที่สะท้อนออกมา ตลอดจนเส้นตั้งฉากที่สร้างขึ้นจากจุดตกกระทบของลำแสงนั้นอยู่ในระนาบเดียว สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าในกรณีนี้มุมที่ลำแสงตกกระทบจะเท่ากับมุมหักเหเสมอ
4. หลักการหักเหของแสง นี่คือการเปลี่ยนแปลงในวิถีการเคลื่อนที่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (แสง) ในช่วงเวลาของการเคลื่อนที่จากตัวกลางที่เป็นเนื้อเดียวกันหนึ่งไปยังอีกตัวกลางหนึ่ง ซึ่งแตกต่างอย่างมากจากดัชนีหักเหของแสงตัวแรก ความเร็วของการแพร่กระจายของแสงในนั้นแตกต่างกัน
5. กฎการแพร่กระจายของแสงเป็นเส้นตรง แก่นแท้ของมันคือกฎที่เกี่ยวข้องกับสนามทัศนศาสตร์เชิงเรขาคณิต และมีดังนี้: ในสื่อที่เป็นเนื้อเดียวกันใดๆ (โดยไม่คำนึงถึงธรรมชาติของมัน) แสงจะกระจายเป็นเส้นตรงอย่างเคร่งครัดตามระยะทางที่สั้นที่สุด กฎนี้อธิบายการก่อตัวของเงาอย่างเรียบง่ายและชัดเจน

ฟิสิกส์อะตอมและนิวเคลียร์

กฎพื้นฐานของฟิสิกส์ควอนตัม ตลอดจนพื้นฐานของฟิสิกส์อะตอมและนิวเคลียร์ มีการศึกษาในโรงเรียนมัธยมและสถาบันอุดมศึกษา

ดังนั้น สมมุติฐานของบอร์จึงเป็นชุดของสมมติฐานพื้นฐานที่กลายเป็นพื้นฐานของทฤษฎี สาระสำคัญของมันคือระบบปรมาณูใด ๆ สามารถคงอยู่ได้เฉพาะในสถานะหยุดนิ่งเท่านั้น การปล่อยหรือการดูดซับพลังงานใดๆ โดยอะตอมจำเป็นต้องเกิดขึ้นโดยใช้หลักการ ซึ่งมีสาระสำคัญดังต่อไปนี้: การแผ่รังสีที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งจะกลายเป็นสีเดียว

สมมติฐานเหล่านี้อ้างถึงหลักสูตรโรงเรียนมาตรฐานที่ศึกษากฎพื้นฐานของฟิสิกส์ (เกรด 11) ความรู้ของพวกเขาเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับผู้สำเร็จการศึกษา

กฎพื้นฐานทางฟิสิกส์ที่บุคคลควรรู้

หลักการทางกายภาพบางอย่างแม้ว่าจะอยู่ในสาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์นี้ แต่ก็ยังมีลักษณะทั่วไปและทุกคนควรรู้ เราแสดงรายการกฎพื้นฐานของฟิสิกส์ที่บุคคลควรรู้:

• กฎของอาร์คิมิดีส (ใช้กับพื้นที่ของอุทก- เช่นเดียวกับการบิน) หมายความว่าวัตถุใด ๆ ที่ถูกแช่อยู่ในสารที่เป็นก๊าซหรือในของเหลวนั้นอยู่ภายใต้แรงลอยตัวชนิดหนึ่ง ซึ่งจำเป็นต้องพุ่งขึ้นในแนวตั้ง แรงนี้จะมีค่าเท่ากับน้ำหนักของของเหลวหรือก๊าซที่ร่างกายเคลื่อนย้าย
• สูตรอื่นของกฎนี้มีดังต่อไปนี้: ร่างกายที่แช่อยู่ในก๊าซหรือของเหลวจะสูญเสียน้ำหนักมากเท่ากับมวลของของเหลวหรือก๊าซที่แช่อยู่ กฎหมายนี้กลายเป็นสมมติฐานพื้นฐานของทฤษฎีวัตถุลอยน้ำ
• กฎความโน้มถ่วงสากล (ค้นพบโดยนิวตัน) สาระสำคัญของมันอยู่ที่ความจริงที่ว่าร่างกายทั้งหมดถูกดึงดูดเข้าหากันอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ด้วยแรงที่มากขึ้น ผลคูณของมวลของร่างกายเหล่านี้ก็จะยิ่งมากขึ้น และดังนั้นระยะห่างระหว่างกำลังสองก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น .

นี่คือกฎพื้นฐานทางฟิสิกส์ 3 ข้อที่ทุกคนที่ต้องการเข้าใจกลไกการทำงานของโลกโดยรอบและคุณสมบัติของกระบวนการที่เกิดขึ้นในนั้นควรรู้ มันค่อนข้างง่ายที่จะเข้าใจวิธีการทำงาน

คุณค่าของความรู้ดังกล่าว

กฎพื้นฐานของฟิสิกส์ต้องอยู่ในกระเป๋าความรู้ของบุคคลโดยไม่คำนึงถึงอายุและประเภทของกิจกรรม สิ่งเหล่านี้สะท้อนถึงกลไกการดำรงอยู่ของความเป็นจริงทั้งหมดในปัจจุบัน และโดยเนื้อแท้แล้ว เป็นสิ่งเดียวที่คงที่ในโลกที่เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง

กฎพื้นฐาน แนวคิดของฟิสิกส์เปิดโอกาสใหม่สำหรับการศึกษาโลกรอบตัวเรา ความรู้ของพวกเขาช่วยให้เข้าใจกลไกการดำรงอยู่ของจักรวาลและการเคลื่อนไหวของร่างกายในจักรวาลทั้งหมด มันเปลี่ยนเราไม่ใช่แค่ผู้สังเกตการณ์เหตุการณ์และกระบวนการประจำวันเท่านั้น แต่ช่วยให้เรารับรู้ถึงสิ่งเหล่านี้ เมื่อบุคคลเข้าใจกฎพื้นฐานของฟิสิกส์อย่างชัดเจน ซึ่งก็คือกระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นรอบตัวเขา เขาจะได้รับโอกาสในการควบคุมกฎเหล่านั้นอย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด ค้นพบและทำให้ชีวิตของเขาสะดวกสบายขึ้น

ผลลัพธ์

บางคนถูกบังคับให้ศึกษากฎพื้นฐานของฟิสิกส์ในเชิงลึกเพื่อการสอบ บางคนถูกบังคับให้เรียนตามอาชีพ และบางคนถูกบังคับให้เรียนด้วยความอยากรู้อยากเห็นทางวิทยาศาสตร์ โดยไม่คำนึงถึงเป้าหมายของการศึกษาวิทยาศาสตร์นี้ ประโยชน์ของความรู้ที่ได้รับแทบจะประเมินค่าไม่ได้ ไม่มีอะไรน่าพึงพอใจไปกว่าการเข้าใจกลไกพื้นฐานและกฎของการดำรงอยู่ของโลกโดยรอบ

ไม่นิ่งดูดาย-พัฒนา!