Физические законы и теории конспект

Обновлено: 06.07.2024

Физика изучает мир, в котором мы живем, явления, в нем происходящие, открывает законы, которым подчиняются все эти явления, устанавливает их взаимосвязи.

Возникновение физики.

Каждый школьник знаком теперь с истинами, за которые Архимед отдал бы жизнь.
Научный дух зародился в Древней Греции

Ученый, положивший начало физике, как науке

Материя

Все то, что существует во Вселенной, независимо от нашего сознания. Материя в нашем мире существует в виде вещества и поля

Что и как изучает физика

Эволюция взгляда на физическую картину мира

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ВСЕЛЕННОЙ

Старинный рефрактор линзовый
Рефлектор Ньютона зеркальный
Вершина потухшего вулкана Мауна-Кеа высотой 4200 м (остров Гавайи)

Радиотелескоп в Аресибо Пуэрто-Рико
Современная спутниковая обсерватория, работающая в инфракрасном диапазоне

ЭТАПЫ НАУЧНОГО ПОЗНАНИЯ

Научная гипотеза

научная гипотеза является предположением о том, что существует связь между известным и вновь объясняемым явлением. Но те гипотезы, которые не нашли подтверждения в экспериментах, считаются ложными и отвергаются

Теория

Галилей
Свободное падение тел
Ньютон
Закон Всемирного тяготения

Результаты теории проверяются постоянно экспериментом, который является критериемправильности теории

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ

Особенность фундаментальных физических теорий – в их преемственности:

более общая теория включает частные, уже известные законы
определяет границы использования предыдущей теории.

Физические законы и теории, границы их применимости

В результате обобщения экспериментальных фактов, а также результатов деятельности людей устанавливаются физические законы- устойчивые повторяющиеся объективные закономерности, существующие в природе. Наиболее важные законы устанавливают связь между физическими величинами, для чего необходимо эти величины измерять.
Научный метод, опираясь на опыт, отыскивают количественные (математически формулируемые) законы природы; открытые законы проверяются практикой;

ЗАДАЧА

РЕШЕНИЕ

ПРИЗМЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА ДОЛЖНЫ БЫТЬ ОДИНАКОВЫМИ, Т.Е. УГОЛ ПРИ ВЕРШИНЕ РАВНЫМ.
СООТЕТСВЕННО УГЛЫ ПАДЕНИЯ БУДУТ РАЗЛЧИНЫ В СЛУЧАЕ А И Б.
ВСПОМНИТЕ, КАК ПОСТРОИТЬ УГОЛ ПАДЕНИЯ.

ЗАДАЧА

ЕГЭ 2009,А7 НА ФОТОГРАФИИ ПОКАЗАНА УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РАВНОУС-КОРЕННОГО СКОЛЬЖЕНИЯ КАРЕТКИ (1) МАССОЙ 0,1 КГ ПО НАКЛОННОЙ ПЛОСКОСТИ, УСТАНОВЛЕННОЙ ПОД УГЛОМ 300 К ГОРИЗОНТУ.

В момент начала движения верхний датчик (А) включает секундомер (2), а при прохождении каретки мимо нижнего датчика (В) секундомер выключается. Числа на линейке обозначают длину в см. Какое выражение описывает зависимость скорости каретки от времени?

Ʋ = 1,25t
Ʋ = 0,5t
Ʋ = 2,5t
Ʋ = 1,9t

РЕШЕНИЕ

ИСПОЛЬЗУЙТЕ ФОРМУЛУ РАВНОУСКОРЕННОГО ДВИЖЕНИЯ БЕЗ НАЧАЛЬНОЙ СКОРОСТИ. S=ɑt2/2
НАХОДИТЕ УСКОРЕНИЕ 1,25 м/с2
ЗАПИСЫВАЕТЕ УРАВНЕНИЕ СКОРОСТИ ОТ ВРЕМЕНИ Ʋ = Ʋ0 +ɑt, Ʋ = 1,25t

ЗАДАЧА

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

Все бесконечное разнообразие физических процессов, происходящих в нашем мире, можно объяснить существованием в природе очень малого количества фундаментальных взаимодействий

ГРАВИТАЦИОННОЕ

Место взаимодействия -Между телами, имеющими массу
Переносчик взаимодействия
Гравитоны

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ

Радиус действия, м -Бесконечно большой
Место взаимодействия -Между телами, имеющими заряд
Переносчик взаимодействия
Фотоны

СИЛЬНОЕ (ЯДЕРНОЕ)

Радиус действия, м – 1 фм (фемтометр, 10-15м)
Место взаимодействия -Между нуклонами, эл. частицами
Переносчик взаимодействия
Глюоны(эл. частицы)

КОРТКОДЕЙСТВУЮЩЕЕ СТАБИЛЬНОСТЬ ЯДРА АТОМА

СЛАБОЕ (ЯДЕРНОЕ)

Радиус действия, м – 1 ам (аттометр), 10-17м
Место взаимодействия –Между кварками
Переносчик взаимодействия
Бозоны

Радиоактивный распад урана, реакции термоядерного синтеза на Солнце

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

Длина–мера для измерения расстояния
Метр – единица длины, равная расстоянию, которое проходит свет в вакууме за время ½ 99 792 458 с

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

Время – мера измерение разных промежутков времени

Секунда – эта единица времени, равная 9 192 631 770 периодам излучения изотопа атома цезия – 133

Масса
Мера количества вещества и энергии
Мера инертности
Мера гравитационных свойств материи
Килограмм – единица массы, равная массе международного эталона килограмма приблизительно равен массе 1 л чистой воды при 15 0С

ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Измерение физических величин есть действие, выполняемое с помощью средств измерений для нахождения значения физической величины в принятых единицах.
Прямое измерение- измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. Например: измерение напряжения при помощи вольтметра.

Косвенное измерение- измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Использовать весы с разновесом (m) и мерный цилиндр (V)
Использовать амперметр и вольтметр для измерения силы тока и напряжения
Примеры – измерение сопротивления проводника и плотности вещества

ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Погрешность измерения - оценка отклонения величины измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой)

точности измерения.
Погрешность измерительного прибора- разность между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины

Погрешность измерения равна половине цены деления прибора

Абсолютная погрешность измерения (Δизм.) - разность между действительным и истинным значениями измеряемой величины:

Относительная погрешность измерения (δизм.) - отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины, выраженное в %:

Посмотреть все слайды

Физика – важнейший источник знаний об окружающем мире. Физика исследует наиболее общие свойства и формы движения материи. Физика ищет ответы на вопросы: как устроен окружающий мир; каким законам подчиняются происходящие в нем явления и процессы.

XVIII – XIX вв. сформирована механическая картина мира И. Ньютон Г. Галилей

Вторая половина XIXв. – начало XXв. электромагнитная картина мира Д. Максвелл М.Фарадей

Середина XX в. Современная физическая картина мира, включающая теорию относительности и квантовую теорию.

Возникли новые научные дисциплины.

Химическая физика исследует электронное строение атомов и молекул, физическую природу химических связей.

Астрофизика изучает многообразие физических явлений во Вселенной.

Биофизика Изучает физико-химические явления в живых организмах.

Геофизика Исследует внутреннее строение Земли (физика твердой Земли, физика моря, физика атмосферы).

Петрофизика исследует связь физических свойств горных пород с их структурой

Подписи к слайдам:

Физика и познание мира Вводный урок физики в 10 классе Сатонина И.В., учитель физики МАОУ СОШ№104 г. Челябинск

Физика- Наука о наиболее общих и фундаментальных закономерностях, определяющих структуру и эволюцию материального мира.

Материя - множество существующих в мире объектов и систем, общая основа всевозможных явлений Формы существования материи: вещество, поле Способ существования материи – движение: Механическое Тепловое

Любое изменение материи - явление Механические Тепловые Электрические Световые

Научный метод познания наблюдение Выдвижение научной гипотезы Введение ряда физических величин (качественных и количественных характеристик физического явления или объекта) Измерить физическую величину- найти опытным путем ее значение, т.е. число с указанием единицы измерения. Установление количественных зависимостей между физическими величинами

1 2 2. С помощью какого прибора можно измерить силу?

Измерение массы тел Определить экспериментально массу предложенных тел. № опыта предмет Масса предмета 1 ручка 2 яблоко 3 конфета

Ценность закона Описание изучаемого явления Описание ряда других явлений и экспериментов

Научная гипотеза – предположение, что существует связь между известным и вновь объясняемым явлением Научная теория – совокупность постулатов, определений, гипотез и законов, объясняющих наблюдаемое явление Эксперимент – критерий правильности теории

Физическая модель Упрощенная версия физической системы (процесса), сохраняющая его главные черты. Границы применимости физической теории определяются границами применимости используемой модели (математический маятник, абсолютно твердое тело, математический маятник. Идеальный проводник, изолятор и т.д.)

Инварианты Постоянные, не изменяющиеся в процессе эволюции системы, величины (симметрия системы)

Фундаментальные взаимодействия Гравитационное (универсально, в нем участвуют все элементарные частицы) Слабое (присуще всем частицам, кроме фотона) Электромагнитное (связывает только заряженные частицы) Сильное (определяет связи только между адронами: протонами и нейтронами)

Кинематика – раздел физики, изучающий способы описания движений Кинематика раздел физики, изучающий способы описания движений и связь между величинами, характеризующими эти движения Динамика Раздел физики,отвечающий на вопрос: почему тела совершают те или иные движения

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Физика и познание мира

Вспомогательный материал к первому уроку физики в 10 классе по теме "Физика и познание мира. Механика Ньютона и границы её применимости.Кинематика точки". Учебник авторов Г.Я Мякишева, Б.Б. Буховцева.

Словарь – инструмент познания мира. (Библиотечный урок 9 класс)

Цель. Познакомить детей со словарями, как одним из видов справочной литературы. Закрепить уже известные им знания о словарях. Познакомить с другими видами словарей. Научить детей пользоваться словаря.

МБОУ СОШ № 25

Учитель Хромова Н.Э.

Научные теории древнего мира.

Фалес

Гераклит

Все состоит из воды .

Все состоит из огня.

Эмпедокл

Анаксимен

Первоосновой являются 4 элемента: земля, вода, воздух, огонь .

Мир построен из воздуха.

Все тела состоят из одного и того же вещества, но это вещество может принимать различные свойства.
Всего 4 элемента: холод, тепло, влажность, сухость.

Соединяясь по два и будучи приданы веществу, элементы-свойства Аристотеля образуют элементы Эмпедокла:

Холод + сухость = земля

Сухость + тепло = огнь

Влажность + холод = вода

Влажность + тепло = воздух

Если мир состоит из 4 элементов, то взаимные превращения должны быть велики.

Нужно лишь найти секрет как сделать, чтобы из любого тела можно получить любое другое тело!

Архимед

Демокрит

Занимался проблемой определения расстояний до планет.

Архимед прославился многими механическими конструкциями.

Рычаг был известен и до Архимеда, но лишь Архимед изложил его полную теорию и успешно её применял на практике

Все тела состоят из атомов.

Галилео Галилей

Первый физический эксперимент и первое теоретическое обоснование.

Что изучает физика

Физика - это наука о материи, ее свойствах и движении.

Гравитационное

Электромаг-нитное

Органы чувств как источник информации об окружающем мире Наблюдение (через органы чувств)

Вкус : чувствителен к малому диапазону химических соединений

Обоняние: узкий диапазон восприятия газов и паров

Зрение : не воспринимает сверхвысокую интенсивность излучения

Слух: от 16 Гц до 20 КГц

Осязание : не различает слабые раздражители

Пятеро слепцов решили узнать как выглядит слон.

Первый, взобравшийся на спину, считал, что это стена.

Второй, щупавший ногу, решил, что это колонна.

Трений, взявший в руки хобот, принял его за трубу.

Слепой, дотронувшийся до бивня, подумал что это сабля, а слепой, державшийся за хвост, думал, что это верёвка.

А как думаешь ты, можно ли таким образом найти истину?

Делаем выводы

недостаточно!

Размышления

Органы чувств ограничивают возможности познания человеком природных явлений из-за сравнительно узкого диапазона воспринимаемых им информационных сигналов.

Научный эксперимент

Эксперимент как критерий истинности теории.

Эксперимент как критерий истинности теории

Галилей:

ЭКСПЕРИМЕНТ

все тела независимо от их

массы в отсутствие сил сопротивления воздуха падают на Землю с одинаковым ускорением

Ньютон:

НАУЧНАЯ ТЕОРИЯ

Высказал гипотезу, согласно которой причина падения тел- притяжение их к Земле.

Аристотель:

тяжёлые тела падают на Землю быстрее лёгких

Физические модели

Модель в физике - упрощенная версия физической системы (процесса), сохраняющая её (его) главные черты

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Урок 1/1. Что и как изучает физика. Физические законы и теории. Физическая картина мира.

Основной материал . Физика – наука о природе. Научные методы познания окружающего мира. Физические законы. Физические теории. Эволюция физической картины мира. Структура физической картины мира.

Демонстрации . Компьютерная презентация.

На дом. §1 – 3 вопр. 4 – 7 с 5 письменно, рис 2 в тетрадь.

Вводная часть.

Цели и задачи изучения физики в 10 кл

Основные темы, изучаемые в 10 кл.: классическая механика ( кинематика, динамика, законы сохранения), молекулярная физика ( МКТ, газовые законы, термодинамика, свойства твердых тел), электростатика

Что необходимо иметь : учебник, общая тетрадь, рабочая тетрадь, тетрадь для контрольных работ

Объяснение нового материала

Что и как изучает физика.

Физика – наука о природе. Изучает свойства объектов и физические явления, происходящие в материальном мире: микромир, макромир, мегамир.

Научные методы познания окружающего мира: наблюдения, гипотезы, модели, эксперименты, уточнение модели, применение на практике.

Физические законы: связь между величинами, которые характеризуют явление или свойства тел

Физическая теория – это система понятий, принципов и законов, позволяющих описывать определенный круг явлений.

Обобщенная и систематизированная совокупность знаний называется физической картиной мира. В ходе развития физики и других наук на смену одной физической картины мира приходит другая.

Практическая часть Повторение.

Координаты тела.

Одномерная система координат

Положение тела, изменение координаты, вектор перемещения

Двухмерная система координат

Положение тела, изменение координаты, вектор перемещения, проекция вектора перемещения

Приведите примеры физических явлений

Какова логика научного познания

Домашнее задание и его комментирование

§1 – 3 вопр. 4 – 7 с 5 письменно, рис 2 в тетрадь.

Краткое описание документа:

Конспект урока. Что и как изучает физика. Физические законы и теории. Физическая картина мира. Детальное описание урока, позволяющее учителю наиболее полно рассмотреть соответствующие понятия теории физики в данном уроке.

Основной материал. Физика – наука о природе. Научные методы познания окружающего мира. Физические законы. Физические теории. Эволюция физической картины мира. Структура физической картины мира.

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Сейчас обучается 933 человека из 80 регионов

Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

Курс добавлен 31.01.2022
Сейчас обучается 24 человека из 17 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

ЗП до 91 000 руб.
Гибкий график
Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 610 273 материала в базе

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

07.06.2015 1964
DOCX 211.9 кбайт
20 скачиваний
Рейтинг: 3 из 5
Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Волкович Наталья Васильевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

В приграничных пунктах Брянской области на день приостановили занятия в школах

Время чтения: 0 минут

Рособрнадзор предложил дать возможность детям из ДНР и ЛНР поступать в вузы без сдачи ЕГЭ

Время чтения: 1 минута

Время чтения: 2 минуты

Отчисленные за рубежом студенты смогут бесплатно учиться в России

Время чтения: 1 минута

Минтруд предложил упростить направление маткапитала на образование

Время чтения: 1 минута

Школы граничащих с Украиной районов Крыма досрочно уйдут на каникулы

Время чтения: 0 минут

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Интересоваться окружающим миром и закономерностями его функционирования и развития природно и правильно. Именно поэтому разумно обращать свое внимание на естественные науки, например, физику, которая объясняет саму сущность формирования и развития Вселенной. Основные физические законы несложно понять. Уже в очень юном возрасте школа знакомит детей с этими принципами.

Для многих начинается эта наука с учебника "Физика (7 класс)". Основные понятия и законы механики и термодинамики открываются перед школьниками, они знакомятся с ядром главных физических закономерностей. Но должно ли знание ограничиваться школьной скамьей? Какие физические законы должен знать каждый человек? Об этом и пойдет речь далее в статье.

Наука физика

Многие нюансы описываемой науки знакомы всем с раннего детства. А связано это с тем, что, в сущности, физика представляет собой одну из областей естествознания. Она повествует о законах природы, действие которых оказывает влияние на жизнь каждого, а во многом даже обеспечивает ее, об особенностях материи, ее структуре и закономерностях движения.

Общий закон

Некоторые основные законы физики применяются в разнообразных отраслях науки. Кроме них существуют такие, которые принято считать общими для всей природы. Речь идет о законе сохранения и превращения энергии.

Он подразумевает, что энергия каждой замкнутой системы при протекании в ней любых явлений непременно сохраняется. Тем не менее она способна трансформироваться в другую форму и эффективно менять свое количественное содержание в различных частях названной системы. В то же время в незамкнутой системе энергия уменьшается при условии увеличения энергии любых тел и полей, которые вступают во взаимодействие с ней.

Помимо приведенного общего принципа, содержит физика основные понятия, формулы, законы, которые необходимы для толкования процессов, происходящих в окружающем мире. Их исследование может стать невероятно увлекательным занятием. Поэтому в этой статье будут рассмотрены основные законы физики кратко, а чтобы разобраться в них глубже, важно уделить им полноценное внимание.

Механика

Открывают юным ученым многие основные законы физики 7-9 классы школы, где более полно изучается такая отрасль науки, как механика. Ее базовые принципы описаны ниже.

Закон относительности Галилея (также его называют механической закономерностью относительности, или базисом классической механики). Суть принципа заключается в том, что в аналогичных условиях механические процессы в любых инерциальных системах отсчета проходят совершенно идентично.
Закон Гука. Его суть в том, что чем большим является воздействие на упругое тело (пружину, стержень, консоль, балку) со стороны, тем большей оказывается его деформация.

Законы Ньютона (представляют собой базис классической механики):

Принцип инерции сообщает, что любое тело способно состоять в покое или двигаться равномерно и прямолинейно только в том случае, если никакие другие тела никаким образом на него не воздействуют, либо же если они каким-либо образом компенсируют действие друг друга. Чтобы изменить скорость движения, на тело необходимо воздействовать с какой-либо силой, и, конечно, результат воздействия одинаковой силы на разные по величине тела будет тоже различаться.
Главная закономерность динамики утверждает, что чем больше равнодействующая сил, которые в текущий момент воздействуют на данное тело, тем больше полученное им ускорение. И, соответственно, чем больше масса тела, тем этот показатель меньше.
Третий закон Ньютона сообщает, что любые два тела всегда взаимодействуют друг с другом по идентичной схеме: их силы имеют одну природу, являются эквивалентными по величине и обязательно имеют противоположное направление вдоль прямой, которая соединяет эти тела.
Принцип относительности утверждает, что все явления, протекающие при одних и тех же условиях в инерциальных системах отсчета, проходят абсолютно идентичным образом.

Термодинамика

Школьный учебник, открывающий ученикам основные законы ("Физика. 7 класс"), знакомит их и с основами термодинамики. Ее принципы мы коротко рассмотрим далее.

Законы термодинамики, являющиеся базовыми в данной отрасли науки, имеют общий характер и не связаны с деталями строения конкретного вещества на уровне атомов. Кстати, эти принципы важны не только для физики, но и для химии, биологии, аэрокосмической техники и т. д.

Например, в названной отрасли существует не поддающееся логическому определению правило, что в замкнутой системе, внешние условия для которой неизменны, со временем устанавливается равновесное состояние. И процессы, продолжающиеся в ней, неизменно компенсируют друг друга.

Еще одно правило термодинамики подтверждает стремление системы, которая состоит из колоссального числа частиц, характеризующихся хаотическим движением, к самостоятельному переходу из менее вероятных для системы состояний в более вероятные.

А закон Гей-Люссака (его также называют газовым законом) утверждает, что для газа определенной массы в условиях стабильного давления результат деления его объема на абсолютную температуру непременно становится величиной постоянной.

Еще одно важное правило этой отрасли - первый закон термодинамики, который также принято называть принципом сохранения и превращения энергии для термодинамической системы. Согласно ему, любое количество теплоты, которое было сообщено системе, будет израсходовано исключительно на метаморфозу ее внутренней энергии и совершение ею работы по отношению к любым действующим внешним силам. Именно эта закономерность и стала базисом для формирования схемы работы тепловых машин.

Другая газовая закономерность - это закон Шарля. Он гласит, что чем больше давление определенной массы идеального газа в условиях сохранения постоянного объема, тем больше его температура.

Электричество

Открывает юным ученым интересные основные законы физики 10 класс школы. В это время изучаются главные принципы природы и закономерности действия электрического тока, а также другие нюансы.

Закон Ампера, например, утверждает, что проводники, соединенные параллельно, по которым течет ток в одинаковом направлении, неизбежно притягиваются, а в случае противоположного направления тока, соответственно, отталкиваются. Порой такое же название используют для физического закона, который определяет силу, действующую в существующем магнитном поле на небольшой участок проводника, в данный момент проводящего ток. Ее так и называют – сила Ампера. Это открытие было сделано ученым в первой половине девятнадцатого века (а именно в 1820 г.).

Закон сохранения заряда является одним из базовых принципов природы. Он гласит, что алгебраическая сумма всех электрических зарядов, возникающих в любой электрически изолированной системе, всегда сохраняется (становится постоянной). Несмотря на это, названный принцип не исключает и возникновения в таких системах новых заряженных частиц в результате протекания некоторых процессов. Тем не менее общий электрический заряд всех новообразованных частиц непременно должен равняться нулю.

Закон Кулона является одним из основных в электростатике. Он выражает принцип силы взаимодействия между неподвижными точечными зарядами и поясняет количественное исчисление расстояния между ними. Закон Кулона позволяет обосновать базовые принципы электродинамики экспериментальным образом. Он гласит, что неподвижные точечные заряды непременно взаимодействуют между собой с силой, которая тем выше, чем больше произведение их величин и, соответственно, тем меньше, чем меньше квадрат расстояния между рассматриваемыми зарядами и диэлектрическая проницаемость среды, в которой и происходит описываемое взаимодействие.

Закон Ома является одним из базовых принципов электричества. Он гласит, что чем больше сила постоянного электрического тока, действующего на определенном участке цепи, тем больше напряжение на ее концах.

"Правилом правой руки" называют принцип, который позволяет определить направление в проводнике тока, движущегося в условиях воздействия магнитного поля определенным образом. Для этого необходимо расположить кисть правой руки так, чтобы линии магнитной индукции образно касались раскрытой ладони, а большой палец вытянуть по направлению движения проводника. В таком случае остальные четыре выпрямленных пальца определят направление движения индукционного тока.

Также этот принцип помогает выяснить точное расположение линий магнитной индукции прямолинейного проводника, проводящего ток в данный момент. Это происходит так: поместите большой палец правой руки таким образом, чтобы он указывал направление тока, а остальными четырьмя пальцами образно обхватите проводник. Расположение этих пальцев и продемонстрирует точное направление линий магнитной индукции.

Принцип электромагнитной индукции представляет собой закономерность, которая объясняет процесс работы трансформаторов, генераторов, электродвигателей. Данный закон состоит в следующем: в замкнутом контуре генерируемая электродвижущая сила индукции тем больше, чем больше скорость изменения магнитного потока.

Оптика

Отрасль "Оптика" также отражает часть школьной программы (основные законы физики: 7-9 классы). Поэтому эти принципы не так сложны для понимания, как может показаться на первый взгляд. Их изучение приносит с собой не просто дополнительные знания, но лучшее понимание окружающей действительности. Основные законы физики, которые можно отнести к области изучения оптики, следующие:

Принцип Гюйнеса. Он представляет собой метод, который позволяет эффективно определить в каждую конкретную долю секунды точное положение фронта волны. Суть его состоит в следующем: все точки, которые оказываются на пути у фронта волны в определенную долю секунды, в сущности, сами по себе становятся источниками сферических волн (вторичных), в то время как размещение фронта волны в ту же долю секунду является идентичным поверхности, которая огибает все сферические волны (вторичные). Данный принцип используется с целью объяснения существующих законов, связанных с преломлением света и его отражением.
Принцип Гюйгенса-Френеля отражает эффективный метод разрешения вопросов, связанных с распространением волн. Он помогать объяснить элементарные задачи, связанные с дифракцией света. волн. Применяется в равной степени и для отражения в зеркале. Его суть состоит в том, что как ниспадающий луч, так и тот, который был отражен, а также перпендикуляр, построенный из точки падения луча, располагаются в единой плоскости. Важно также помнить, что при этом угол, под которым падает луч, всегда абсолютно равен углу преломления.
Принцип преломления света. Это изменение траектории движения электромагнитной волны (света) в момент движения из одной однородной среды в другую, которая значительно отличается от первой по ряду показателей преломления. Скорость распространения света в них различна.
Закон прямолинейного распространения света. По своей сути он является законом, относящимся к области геометрической оптики, и заключается в следующем: в любой однородной среде (вне зависимости от ее природы) свет распространяется строго прямолинейно, по кратчайшему расстоянию. Данный закон просто и доступно объясняет образование тени.

Атомная и ядерная физика

Основные законы квантовой физики, а также основы атомной и ядерной физики изучаются в старших классах средней школы и высших учебных заведениях.

Так, постулаты Бора представляют собой ряд базовых гипотез, которые стали основой теории. Ее суть состоит в том, что любая атомная система может оставаться устойчивой исключительно в стационарных состояниях. Любое излучение или поглощение энергии атомом непременно происходит с использованием принципа, суть которого следующая: излучение, связанное с транспортацией, становится монохроматическим.

Эти постулаты относятся к стандартной школьной программе, изучающей основные законы физики (11 класс). Их знание является обязательным для выпускника.

Основные законы физики, которые должен знать человек

Некоторые физические принципы, хоть и относятся к одной из отраслей данной науки, тем не менее носят общий характер и должны быть известны всем. Перечислим основные законы физики, которые должен знать человек:

Закон Архимеда (относится к областям гидро-, а также аэростатики). Он подразумевает, что на любое тело, которое было погружено в газообразное вещество или в жидкость, действует своего рода выталкивающая сила, которая непременно направлена вертикально вверх. Эта сила всегда численно равна весу вытесненной телом жидкости или газа.
Другая формулировка этого закона следующая: тело, погруженное в газ или жидкость, непременно теряет в весе столько же, сколько составила масса жидкости или газа, в который оно было погружено. Этот закон и стал базовым постулатом теории плавания тел.
Закон всемирного тяготения (открыт Ньютоном). Его суть состоит в том, что абсолютно все тела неизбежно притягиваются друг к другу с силой, которая тем больше, чем больше произведение масс данных тел и, соответственно, тем меньше, чем меньше квадрат расстояния между ними.

Это и есть 3 основных закона физики, которые должен знать каждый, желающий разобраться в механизме функционирования окружающего мира и особенностях протекания процессов, происходящих в нем. Понять принцип их действия достаточно просто.

Ценность подобных знаний

Основные законы физики обязаны быть в багаже знаний человека, независимо от его возраста и рода деятельности. Они отражают механизм существования всей сегодняшней действительности, и, в сущности, являются единственной константой в непрерывно изменяющемся мире.

Основные законы, понятия физики открывают новые возможности для изучения окружающего мира. Их знание помогает понимать механизм существования Вселенной и движения всех космических тел. Оно превращает нас не в просто соглядатаев ежедневных событий и процессов, а позволяет осознавать их. Когда человек ясно понимает основные законы физики, то есть все происходящие вокруг него процессы, он получает возможность управлять ими наиболее эффективным образом, совершая открытия и делая тем самым свою жизнь более комфортной.

Итоги

Некоторые вынуждены углубленно изучать основные законы физики для ЕГЭ, другие - по роду деятельности, а некоторые - из научного любопытства. Независимо от целей изучения данной науки, пользу полученных знаний трудно переоценить. Нет ничего более удовлетворяющего, чем понимание основных механизмов и закономерностей существования окружающего мира.

Мы уже говорили об основах классической механики. Настала пора поговорить о них подробнее и затронуть в обсуждении чуть больше, чем просто основу. В этой статье мы подробно разберем основные законы классической механики. Как вы уже догадались, речь пойдет о законах Ньютона.

Ежедневная рассылка с полезной информацией для студентов всех направлений – на нашем телеграм-канале.

Был долго этот мир глубокой тьмой окутан
Да будет свет, и тут явился Ньютон.

Но сатана недолго ждал реванша -
Пришел Эйнштейн, и стало все как раньше.

(Эпиграмма 20-го века)

Что стало, когда пришел Эйнштейн, читайте в отдельном материале про релятивистскую динамику. А мы пока приведем формулировки и примеры решения задач на каждый закон Ньютона.

Первый закон Ньютона

Первый закон Ньютона гласит:

Существуют такие системы отсчета, называемые инерциальными, в которых тела движутся равномерно и прямолинейно, если на них не действуют никакие силы или действие других сил скомпенсировано.

Проще говоря, суть первого закона Ньютона можно сформулировать так: если мы на абсолютно ровной дороге толкнем тележку и представим, что можно пренебречь силами трения колес и сопротивления воздуха, то она будет катиться с одинаковой скоростью бесконечно долго.

Инерция – это способность тела сохранять скорость как по направлению, так и по величине, при отсутствии воздействий на тело. Первый закон Ньютона еще называют законом инерции.

Понятно, что таких систем, где тележку толкнули, а она покатилась без действия внешних сил, на самом деле не бывает. На тела всегда действуют силы, причем скомпенсировать действие этих сил полностью практически невозможно.

Например, все на Земле находится в постоянном поле силы тяжести. Когда мы передвигаемся (не важно, ходим пешком, ездим на машине или велосипеде), нам нужно преодолевать множество сил: силу трения качения и силу трения скольжения, силу тяжести, силу Кориолиса.

Второй закон Ньютона

Помните пример про тележку? В этот момент мы приложили к ней силу! Интуитивно понятно, что тележка покатится и вскоре остановится. Это значит, ее скорость изменится.

В реальном мире скорость тела чаще всего изменяется, а не остается постоянной. Другими словами, тело движется с ускорением. Если скорость нарастает или убывает равномерно, то говорят, что движение равноускоренное.

Если рояль падает с крыши дома вниз, то он движется равноускоренно под действием постоянного ускорения свободного падения g. Причем любой дугой предмет, выброшенный из окна на нашей планете, будет двигаться с тем же ускорением свободного падения.

Второй закон Ньютона устанавливает связь между массой, ускорением и силой, действующей на тело. Приведем формулировку второго закона Ньютона:

Ускорение тела (материальной точки) в инерциальной системе отсчета прямо пропорционально приложенной к нему силе и обратно пропорционально массе.

Если на тело действует сразу несколько сил, то в данную формулу подставляется равнодействующая всех сил, то есть их векторная сумма.

В такой формулировке второй закон Ньютона применим только для движения со скоростью, много меньшей, чем скорость света .

Существует более универсальная формулировка данного закона, так называемый дифференциальный вид.

В любой бесконечно малый промежуток времени dt сила, действующая на тело, равна производной импульса тела по времени.

Третий закон Ньютона

В чем состоит третий закон Ньютона? Этот закон описывает взаимодействие тел.

3 закон Ньютона говорит нам о том, что на любое действие найдется противодействие. Причем, в прямом смысле:

Два тела воздействуют друг на друга с силами, противоположными по направлению, но равными по модулю.

Формула, выражающая третий закон Ньютона:

Другими словами, третий закон Ньютона - это закон действия и противодействия.

Пример задачи на законы Ньютона

Вот типичная задачка на применение законов Ньютона. В ее решении используются первый и второй законы Ньютона.

Десантник раскрыл парашют и опускается вниз с постоянной скоростью. Какова сила сопротивления воздуха? Масса десантника – 100 килограмм.

Решение:

Движение парашютиста – равномерное и прямолинейное, поэтому, по первому закону Ньютона, действие сил на него скомпенсировано.

На десантника действуют сила тяжести и сила сопротивления воздуха. Силы направлены в противоположные стороны.

По второму закону Ньютона, сила тяжести равна ускорению свободного падения, умноженному на массу десантника.

Ответ: Сила сопротивления воздуха равна силе тяжести по модулю и противоположна направлена.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

А вот еще одна физическая задачка на понимание действия третьего закона Ньютона.

Комар ударяется о лобовое стекло автомобиля. Сравните силы, действующие на автомобиль и комара.

Решение:

По третьему закону Ньютона, силы, с которыми тела действуют друг на друга, равны по модулю и противоположны по направлению. Сила, с которой комар действует на автомобиль, равна силе, с которой автомобиль действует на комара.

Другое дело, что действие этих сил на тела сильно отличаются вследствие различия масс и ускорений.

Исаак Ньютон: мифы и факты из жизни

На момент публикации своего основного труда Ньютону было 45 лет. За свою долгую жизнь ученый внес огромный вклад в науку, заложив фундамент современной физики и определив ее развитие на годы вперед.

Он занимался не только механикой, но и оптикой, химией и другими науками, неплохо рисовал и писал стихи. Неудивительно, что личность Ньютона окружена множеством легенд.

Ниже приведены некоторые факты и мифы из жизни И. Ньютона. Сразу уточним, что миф – это не достоверная информация. Однако мы допускаем, что мифы и легенды не появляются сами по себе и что-то из перечисленного вполне может оказаться правдой.

Факт. Исаак Ньютон был очень скромным и застенчивым человеком. Он увековечил себя благодаря своим открытиям, однако сам никогда не стремился к славе и даже пытался ее избежать.
Миф. Существует легенда, согласно которой Ньютона осенило, когда на наго в саду упало яблоко. Это было время чумной эпидемии (1665-1667), и ученый был вынужден покинуть Кембридж, где постоянно трудился. Точно неизвестно, действительно ли падение яблока было таким роковым для науки событием, так как первые упоминания об этом появляются только в биографиях ученого уже после его смерти, а данные разных биографов расходятся.
Факт. Ньютон учился, а потом много работал в Кембридже. По долгу службы ему нужно было несколько часов в неделю вести занятия у студентов. Несмотря на признанные заслуги ученого, занятия Ньютона посещались плохо. Бывало, что на его лекции вообще никто не приходил. Скорее всего, это связано с тем, что ученый был полностью поглощен своими собственными исследованиями.
Миф. В 1689 году Ньютон был избран членом Кембриджского парламента. Согласно легенде, более чем за год заседания в парламенте вечно поглощенный своими мыслями ученый взял слово для выступления всего один раз. Он попросил закрыть окно, так как был сквозняк.
Факт. Неизвестно, как бы сложилась судьба ученого и всей современной науки, если бы он послушался матери и начал заниматься хозяйством на семейной ферме. Только благодаря уговорам учителей и своего дяди юный Исаак отправился учиться дальше вместо того, чтобы сажать свеклу, разбрасывать по полям навоз и по вечерам выпивать в местных пабах.

Дорогие друзья, помните - любую задачу можно решить! Если у вас возникли проблемы с решением задачи по физике, посмотрите на основные физические формулы. Возможно, ответ перед глазами, и его нужно просто рассмотреть. Ну а если времени на самостоятельные занятия совершенно нет, специализированный студенческий сервис всегда к вашим услугам!

В самом конце предлагаем посмотреть видеоурок на тему "Законы Ньютона".

Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.

Читайте также: