Фізіка: асноўныя паняцці, формулы, законы. Асноўныя законы фізікі, якія павінен ведаць чалавек

Цікавіцца навакольным светам і заканамернасцямі яго функцыянавання і развіцця прыродна і правільна. Менавіта таму разумна звяртаць сваю ўвагу на натуральныя навукі, напрыклад, фізіку, якая тлумачыць саму сутнасць фарміравання і развіцця Сусвету. Асноўныя фізічныя законы нескладана зразумець. Ужо ў вельмі юным узросце школа знаёміць дзяцей з гэтымі прынцыпамі.

Для многіх пачынаецца гэтая навука з падручніка "Фізіка (7 клас)". Асноўныя паняцці і законы механікі і тэрмадынамікі адкрываюцца перад школьнікамі, яны знаёмяцца з ядром галоўных фізічных заканамернасцяў. Але ці павінна веданне абмяжоўвацца школьнай лавай? Якія фізічныя законы павінен ведаць кожны чалавек? Пра гэта і пойдзе гаворка далей у артыкуле.

навука фізіка

Многія нюансы апісванай навукі знаёмыя ўсім з ранняга дзяцінства. А звязана гэта з тым, што, па сутнасці, фізіка ўяўляе сабой адну з абласцей прыродазнаўства. Яна апавядае пра законы прыроды, дзеянне якіх аказвае ўплыў на жыццё кожнага, а шмат у чым нават забяспечвае яе, пра асаблівасці матэрыі, яе структуры і заканамернасцях руху.

Тэрмін «фізіка» быў упершыню зафіксаваны Арыстоцелем яшчэ ў чацвёртым стагоддзі да нашай эры. Першапачаткова ён з'яўляўся сінонімам паняцця "філасофія". Бо абедзве навукі мелі адзіную мэту - правільным чынам растлумачыць усе механізмы функцыянавання Сусвету. Але ўжо ў шаснаццатым стагоддзі з прычыны навуковай рэвалюцыі фізіка стала самастойнай.

агульны закон

Некаторыя асноўныя законы фізікі прымяняюцца ў разнастайных галінах навукі. Акрамя іх існуюць такія, якія прынята лічыць агульнымі для ўсёй прыроды. Гаворка ідзе пра закон захавання і ператварэння энергіі.

Ён мае на ўвазе, што энергія кожнай замкнёнай сістэмы пры праходжанні ў ёй любых з'яў абавязкова захоўваецца. Тым не менш яна здольная трансфармавацца ў іншую форму і эфектыўна мяняць сваё колькаснае ўтрыманне ў розных частках названай сістэмы. У той жа час у незамкнутой сістэме энергія памяншаецца пры ўмове павелічэння энергіі любых целаў і палёў, якія ўступаюць ва ўзаемадзеянне з ёй.

Акрамя прыведзенага агульнага прынцыпу, змяшчае фізіка асноўныя паняцці, формулы, законы, якія неабходныя для тлумачэння працэсаў, якія адбываюцца ў навакольным свеце. Іх даследаванне можа стаць неверагодна займальным заняткам. Таму ў гэтым артыкуле будуць разгледжаны асноўныя законы фізікі коратка, а каб разабрацца ў іх глыбей, важна надаць ім паўнавартаснае ўвагу.

механіка

Адкрываюць юным вучоным многія асноўныя законы фізікі 7-9 класы школы, дзе больш поўна вывучаецца такая галіна навукі, як механіка. Яе базавыя прынцыпы апісаны ніжэй.

1. Закон адноснасці Галілея (таксама яго называюць механічнай заканамернасцю адноснасці, або базісам класічнай механікі). Сутнасць прынцыпу заключаецца ў тым, што ў аналагічных умовах механічныя працэсы ў любых інерцыйных сістэмах адліку праходзяць зусім ідэнтычна.
2. Закон Гука. Яго сутнасць у тым, што чым вялікім з'яўляецца ўздзеянне на пругкае цела (спружыну, стрыжань, кансоль, бэльку) з боку, тым большай аказваецца яго дэфармацыя.

Законы Ньютана (ўяўляюць сабой базіс класічнай механікі):

1. Прынцып інэрцыі паведамляе, што любое цела здольна складацца ў спакоі або рухацца раўнамерна і прамалінейна толькі ў тым выпадку, калі ніякія іншыя цела ніякім чынам на яго не ўздзейнічаюць, альбо ж калі яны якім-небудзь чынам кампенсуюць дзеянне адзін аднаго. Каб змяніць хуткасць руху, на цела неабходна ўздзейнічаць з якой-небудзь сілай, і, вядома, вынік ўздзеяння аднолькавай сілы на розныя па велічыні цела будзе таксама адрознівацца.
2. Галоўная заканамернасць дынамікі сцвярджае, што чым больш раўнадзейная сіл, якія ў бягучы момант ўздзейнічаюць на дадзенае цела, тым больш атрыманае ім паскарэнне. І, адпаведна, чым больш маса цела, тым гэты паказчык меншы.
3. Трэці закон Ньютана паведамляе, што любыя два целы заўсёды ўзаемадзейнічаюць адзін з адным па ідэнтычнай схеме: іх сілы маюць адну прыроду, з'яўляюцца эквівалентнымі па велічыні і абавязкова маюць супрацьлеглае кірунак ўздоўж прамой, якая злучае гэтыя цела.
4. Прынцып адноснасці сцвярджае, што ўсе з'явы, якія праходзяць пры адных і тых жа ўмовах у інерцыйных сістэмах адліку, праходзяць абсалютна ідэнтычнай выявай.

тэрмадынаміка

Школьны падручнік, які адкрывае вучням асноўныя законы ( "Фізіка. 7 клас"), знаёміць іх і з асновамі тэрмадынамікі. Яе прынцыпы мы коратка разгледзім далей.

Законы тэрмадынамікі, якія з'яўляюцца базавымі ў дадзенай галіне навукі, маюць агульны характар і не звязаны з дэталямі будынкі канкрэтнага рэчывы на ўзроўні атамаў. Дарэчы, гэтыя прынцыпы важныя не толькі для фізікі, але і для хіміі, біялогіі, аэракасмічнай тэхнікі і т. Д.

Напрыклад, у названай галіне існуе не якое паддаецца лагічнаму вызначэнню правіла, што ў замкнёнай сістэме, вонкавыя ўмовы для якой нязменныя, з часам усталёўваецца раўнаважны стан. І працэсы, якія працягваюцца ў ёй, нязменна кампенсуюць адзін аднаго.

Яшчэ адно правіла тэрмадынамікі пацвярджае імкненне сістэмы, якая складаецца з каласальнага ліку часціц, якія характарызуюцца хаатычныя рухам, да самастойнага пераходу з менш верагодных для сістэмы станаў ў больш верагодныя.

А закон Гей-Люссака (яго таксама называюць газавым законам) сцвярджае, што для газу пэўнай масы ва ўмовах стабільнага ціску вынік дзялення яго аб'ёму на абсалютную тэмпературу абавязкова становіцца велічынёй сталай.

Яшчэ адно важнае правіла гэтай галіны - першы закон тэрмадынамікі, які таксама прынята называць прынцыпам захавання і ператварэння энергіі для тэрмадынамічнай сістэмы. Згодна з ім, любую колькасць цеплыні, якое было паведамлена сістэме, будзе выдаткавана выключна на метамарфозу яе ўнутранай энергіі і здзяйсненне ёю працы ў адносінах да любых дзеючым знешнім сілам. Менавіта гэтая заканамернасць і стала базісам для фарміравання схемы работы цеплавых машын.

Іншая газавая заканамернасць - гэта закон Шарля. Ён абвяшчае, што чым больш ціск пэўнай масы ідэальнага газу ва ўмовах захавання пастаяннага аб'ёму, тым больш яго тэмпература.

электрычнасць

Адкрывае юным навукоўцам цікавыя асноўныя законы фізікі 10 клас школы. У гэты час вывучаюцца галоўныя прынцыпы прыроды і заканамернасці дзеянні электрычнага току, а таксама іншыя нюансы.

Закон Ампера, напрыклад, сцвярджае, што правадыры, злучаныя паралельна, па якіх цячэ ток у аднолькавым кірунку, непазбежна прыцягваюцца, а ў выпадку процілеглага кірунку току, адпаведна, адштурхваюцца. Часам такую ж назву выкарыстоўваюць для фізічнага закона, які вызначае сілу, якая дзейнічае ў існуючым магнітным полі на невялікі ўчастак правадыра, у дадзены момант якая праводзiць ток. Яе так і называюць - сіла Ампера. Гэта адкрыццё было зроблена вучоным у першай палове дзевятнаццатага стагоддзя (а менавіта у 1820 г.).

Закон захавання зараду з'яўляецца адным з базавых прынцыпаў прыроды. Ён абвяшчае, што алгебраічная сума ўсіх электрычных зарадаў, якія ўзнікаюць у любой з электрічным ізаляванай сістэме, заўсёды захоўваецца (становіцца пастаяннай). Нягледзячы на гэта, названы прынцып не выключае і ўзнікнення ў такіх сістэмах новых зараджаных часціц у выніку праходжанні некаторых працэсаў. Тым не менш агульны электрычны зарад ўсіх новаўтвораных часціц абавязкова павінен раўняцца нулю.

Закон Кулона з'яўляецца адным з асноўных у электрастатыцы. Ён выказвае прынцып сілы ўзаемадзеяння паміж нерухомымі кропкавымі зарадамі і тлумачыць колькаснае падлік адлегласці паміж імі. Закон Кулона дазваляе абгрунтаваць базавыя прынцыпы электрадынамікі эксперыментальным чынам. Ён абвяшчае, што нерухомыя кропкавыя зарады абавязкова ўзаемадзейнічаюць паміж сабой з сілай, якая тым вышэй, чым больш твор іх велічынь і, адпаведна, тым менш, чым менш квадрат адлегласці паміж разгляданымі зарадамі і дыэлектрычная пранікальнасць асяроддзя, у якой і адбываецца апісванае ўзаемадзеянне.

Закон Ома з'яўляецца адным з базавых прынцыпаў электрычнасці. Ён абвяшчае, што чым больш сіла пастаяннага электрычнага току, які дзейнічае на пэўным участку ланцуга, тым больш напружанне на яе канцах.

"Правілам правай рукі" называюць прынцып, які дазваляе вызначыць кірунак ў правадыру току, які рухаецца ва ўмовах уздзеяння магнітнага поля пэўным чынам. Для гэтага неабходна размясціць пэндзаль правай рукі так, каб лініі магнітнай індукцыі вобразна тычыліся раскрытай далоні, а вялікі палец выцягнуць па кірунку руху правадыра. У такім выпадку астатнія чатыры выпрямленных пальца вызначаць кірунак руху індукцыйнага току.

Таксама гэты прынцып дапамагае высветліць дакладнае размяшчэнне ліній магнітнай індукцыі прамалінейнага правадыра, які ладзіць ток ў дадзены момант. Гэта адбываецца так: змесціце вялікі палец правай рукі такім чынам, каб ён паказваў кірунак току, а астатнімі чатырма пальцамі вобразна абхапіце правадыр. Размяшчэнне гэтых пальцаў і прадэманструе дакладнае кірунак ліній магнітнай індукцыі.

Прынцып электрамагнітнай індукцыі ўяўляе сабой заканамернасць, якая тлумачыць працэс працы трансфарматараў, генератараў, электрарухавікоў. Дадзены закон складаецца ў наступным: у замкнёным контуры генераваная электрарухаючая сіла індукцыі тым больш, чым больш хуткасць змены магнітнага патоку.

оптыка

Галіна "Оптыка" таксама адлюстроўвае частка школьнай праграмы (асноўныя законы фізікі: 7-9 класы). Таму гэтыя прынцыпы не так складаныя для разумення, як можа здацца на першы погляд. Іх вывучэнне прыносіць з сабой не проста дадатковыя веды, але лепшае разуменне навакольнай рэчаіснасці. Асноўныя законы фізікі, якія можна аднесці да вобласці вывучэння оптыкі, наступныя:

1. Прынцып Гюйнеса. Ён уяўляе сабой метад, які дазваляе эфектыўна вызначыць у кожную канкрэтную долю секунды дакладнае становішча фронту хвалі. Сутнасць яго складаецца ў наступным: усе кропкі, якія аказваюцца на шляху ў фронту хвалі ў пэўную долю секунды, у сутнасці, самі па сабе становяцца крыніцамі сферычных хваль (другасных), у той час як размяшчэнне фронту хвалі ў тую ж долю секунду з'яўляецца ідэнтычным паверхні , якая абгінае ўсе сферычныя хвалі (другасныя). Дадзены прынцып выкарыстоўваецца з мэтай тлумачэння існуючых законаў, звязаных з праламленне святла і яго адлюстраваннем.
2. Прынцып Гюйгенса-Фрэнэля адлюстроўвае эфектыўны метад дазволу пытанняў, звязаных з распаўсюджваннем хваль. Ён дапамагаць растлумачыць элементарныя задачы, звязаныя з дыфракцыі святла.
3. Закон адлюстравання хваль. Ўжываецца ў роўнай ступені і для адлюстравання ў люстэрку. Яго сутнасць складаецца ў тым, што як спадальны прамень, так і той, які быў адлюстраваны, а таксама перпендыкуляр, пабудаваны з пункту падзення прамяня, размяшчаюцца ў адзінай плоскасці. Важна таксама памятаць, што пры гэтым кут, пад якім падае прамень, заўсёды абсалютна роўны куце праламлення.
4. Прынцып праламлення святла. Гэта змяненне траекторыі руху электрамагнітнай хвалі (святла) у момант руху з адной аднастайнай асяроддзя ў іншую, якая значна адрозніваецца ад першай па шэрагу паказчыкаў праламлення. Хуткасць распаўсюджвання святла ў іх розная.
5. Закон прамалінейнага распаўсюджвання святла. Па сваёй сутнасці ён з'яўляецца законам, якія адносяцца да вобласці геаметрычнай оптыкі, і складаецца ў наступным: у любой аднародным асяроддзі (па-за залежнасці ад яе прыроды) святло распаўсюджваецца строга прамалінейна, па самым кароткім адлегласці. Дадзены закон проста і даступна тлумачыць адукацыю цені.

Атамная і ядзерная фізіка

Асноўныя законы квантавай фізікі, а таксама асновы атамнай і ядзернай фізікі вывучаюцца ў старэйшых класах сярэдняй школы і вышэйшых навучальных установах.

Так, пастулаты Бора ўяўляюць сабой шэраг базавых гіпотэз, якія сталі асновай тэорыі. Яе сутнасць складаецца ў тым, што любая атамная сістэма можа заставацца ўстойлівай выключна ў стацыянарных станах. Любое выпраменьванне або паглынанне энергіі атамам абавязкова адбываецца з выкарыстаннем прынцыпу, сутнасць якога наступная: выпраменьванне, звязанае з транспортацией, становіцца манахраматычнага.

Гэтыя пастулаты ставяцца да стандартнай школьнай праграме, якая вывучае асноўныя законы фізікі (11 клас). Іх веданне з'яўляецца абавязковым для выпускніка.

Асноўныя законы фізікі, якія павінен ведаць чалавек

Некаторыя фізічныя прынцыпы, хоць і ставяцца да адной з галін дадзенай навукі, тым не менш носяць агульны характар і павінны быць вядомыя ўсім. Пералічым асноўныя законы фізікі, якія павінен ведаць чалавек:

• Закон Архімеда (адносіцца да абласцей гідра-, а таксама аэростатики). Ён мае на ўвазе, што на любое цела, якое было пагружана ў газападобнае рэчыва або ў вадкасць, дзейнічае свайго роду выштурхвае сіла, якая абавязкова накіравана вертыкальна ўверх. Гэтая сіла заўсёды лікава роўная вазе выцесненай целам вадкасці або газу.
• Іншая фармулёўка гэтага закона наступная: цела, пагружанае ў газ або вадкасць, абавязкова губляе ў вазе столькі ж, колькі склала маса вадкасці або газу, у які яно было пагружана. Гэты закон і стаў базавым пастулатам тэорыі плавання тэл.
• Закон сусветнага прыцягнення (адкрыты Ньютанам). Яго сутнасць складаецца ў тым, што абсалютна ўсе цела непазбежна прыцягваюцца адзін да аднаго з сілай, якая тым больш, чым больш твор мас дадзеных целаў і, адпаведна, тым менш, чым менш квадрат адлегласці паміж імі.

Гэта і ёсць 3 асноўных закона фізікі, якія павінен ведаць кожны, хто пажадае разабрацца ў механізме функцыянавання навакольнага свету і асаблівасцях выканання працэсаў, якія адбываюцца ў ім. Зразумець прынцып іх дзеяння досыць проста.

Каштоўнасць падобных ведаў

Асноўныя законы фізікі абавязаны быць у багажы ведаў чалавека, незалежна ад яго ўзросту і роду дзейнасці. Яны адлюстроўваюць механізм існавання ўсёй сённяшняй рэчаіснасці, і, у сутнасці, з'яўляюцца адзінай канстантай ў бесперапынна зменлівым свеце.

Асноўныя законы, паняцці фізікі адкрываюць новыя магчымасці для вывучэння навакольнага свету. Іх веданне дапамагае разумець механізм існавання Сусвету і руху ўсіх касмічных тэл. Яно ператварае нас не ў проста віжоў штодзённых падзей і працэсаў, а дазваляе ўсведамляць іх. Калі чалавек ясна разумее асноўныя законы фізікі, то ёсць усе падзеі, якія адбываюцца вакол яго працэсы, ён атрымлівае магчымасць кіраваць імі найбольш эфектыўным чынам, здзяйсняючы адкрыцця і робячы тым самым сваё жыццё больш камфортнай.

вынікі

Некаторыя вымушаныя паглыблена вывучаць асноўныя законы фізікі для ЕГЭ, іншыя - па родзе дзейнасці, а некаторыя - з навуковага цікаўнасці. Незалежна ад мэтаў вывучэння дадзенай навукі, карысць атрыманых ведаў цяжка пераацаніць. Няма нічога больш задавальняе, чым разуменне асноўных механізмаў і заканамернасцяў існавання навакольнага свету.

Не заставайцеся абыякавымі - развівайцеся!