Физика законы: Закон (физика) — это… Что такое Закон (физика)?

Содержание

Закон (физика) — это… Что такое Закон (физика)?

Физи́ческий зако́н — эмпирически установленная и выраженная в строгой словесной и/или математической формулировке устойчивая связь между повторяющимися явлениями, процессами и состояниями тел и других материальных объектов в окружающем мире.

Выявление физических закономерностей составляет основную задачу физической науки.

Описание

Для того, чтобы некая связь могла быть названа физическим законом, она должна удовлетворять следующим требованиям:

  • Эмпирическая подтверждённость. Физический закон считается верным, если подтверждён многократными экспериментами.
  • Универсальность. Закон должен быть справедлив для большого числа объектов. В идеале — для всех объектов во Вселенной.
  • Устойчивость. Физические законы не меняются со временем, хотя и могут признаваться приближениями к более точным законам.

Физические законы, как правило, выражаются в виде короткого словесного утверждения или компактной математической формулы:

Физический закон должен обладать математической красотой

Примеры

Основная статья: Список физических законов

Одними из самых известных физических законов являются[1]:

Законы-принципы

Некоторые физические законы носят универсальный характер и по своей сути являются определениями. Такие законы часто называют принципами. К ним относятся, например, второй закон Ньютона (определение силы), закон сохранения энергии (определение энергии), принцип наименьшего действия (определение действия) и др.

Законы-следствия симметрий

Часть физических законов являются простыми следствиями некоторых симметрий, существующих в системе. Так, законы сохранения согласно теореме Нётер являются следствиями симметрии пространства и времени. А принцип Паули, например, является следствием идентичности электронов (антисимметричность их волновой функции относительно перестановки частиц).

Приблизительность законов

Все физические законы являются следствием эмпирических наблюдений и верны с той точностью, с которой верны экспериментальные наблюдения. Это ограничение не позволяет утверждать, что какой-либо из законов носит абсолютный характер. Известно, что часть законов заведомо не являются абсолютно точными, а представляют собой приближения к более точным. Так, законы Ньютона справедливы только для достаточно массивных тел, двигающихся со скоростями, значительно меньшими скорости света. Более точными являются законы квантовой механики и специальной теории относительности. Однако, и они в свою очередь являются приближениями более точных уравнений квантовой теории поля.

См. также

Примечания

  1. 100 великих научных открытий / Д. К. Самин. — М.: Вече, 2002. — 480 с. — 25 000 экз. — ISBN 5-7838-1085-1

сколько отдашь, столько и получишь

Ни одна сфера человеческой деятельности не обходится без точных наук. И как бы ни были сложны человеческие взаимоотношения, они тоже сводятся к этим законам.  предлагает вспомнить законы физики, с которыми человек сталкивается и переживает каждый день своей жизни.

Чт 02 марта 2017, 12:43

Фото: forumsmile.ru


Самый простой, но самый важный закон – это
Закон сохранения и преобразования  энергии.

Энергия любой замкнутой системы при всех процессах, происходящих в системе, остается постоянной. А мы с Вами именно в такой замкнутой системе и находимся. Т.е. сколько отдадим, столько и получим. Если мы хотим что-то получить, надо столько же перед этим отдать. И никак иначе!

А нам, конечно же, хочется получать большую зарплату, а на работу при этом не ходить. Иногда создается иллюзия, что «дуракам везет» и многим счастье сваливается на голову. Вчитайтесь в любую сказку. Героям постоянно надо преодолевать огромные трудности! То искупаться в воде студеной, то в кипятке.

Мужчины обращают на себя внимание женщин ухаживаниями. Женщины в свою очередь заботятся потом об этих мужчинах и о детях. И так далее. Так что, если вы хотите что-то получить, потрудитесь сначала отдать.

Сила действия равна силе противодействия.

Этот закон физики отражает предыдущий, в принципе. Если человек совершил негативный поступок – осознанный или нет – а потом получил ответ, т.е. противодействие. Иногда причина и следствие бывают разнесены во времени, и можно сразу и не понять, откуда ветер дует. Надо, главное, помнить, что ничего просто так не бывает.

Закон рычага.
 

Архимед воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!». Любую тяжесть можно перенести, если подобрать правильный рычаг. Нужно всегда прикинуть какой длины понадобится рычаг, чтобы добиться той или иной цели и сделать для себя вывод, расставить приоритеты: нужно ли тратить столько сил, чтобы создать правильный рычаг и передвинуть эту тяжесть или проще оставить ее в покое и заняться другой деятельностью.

Правило буравчика. 

Правило заключается в том, что указывает на направление магнитного поля. Это правило отвечает на вечный вопрос: кто виноват? И указывает на то, что во всем, что с нами происходит, виноваты мы сами. Как бы обидно не было, как бы сложно не было, как бы, на первый взгляд несправедливо не было, надо всегда отдавать себе отчет в том, что причиной изначально были мы сами.

Закон гвоздя.

Когда человек хочет забить гвоздь, он же не стучит где-то рядом с гвоздем, он стучит именно по шляпке гвоздя. Но ведь гвозди сами не залезают в стены. Нужно всегда подбирать правильный молоток, чтобы не разбить гвоздь кувалдой. И забивая, надо рассчитывать удар, чтобы не погнулась шляпка. Будьте проще, заботьтесь друг о друге. Научитесь думать о ближнем.

И наконец, закон Энтропии.

Под энтропией понимают меру беспорядка системы. Иными словами, чем больше хаоса в системе, тем больше энтропия. Более точная формулировка: при самопроизвольных процессах, протекающих в системах, энтропия всегда возрастает. Как правило, все самопроизвольные процессы необратимы. Они приводят к реальным изменениям в системе, и вернуть ее в первоначальное состояние без затраты энергии невозможно. При этом нельзя в точности повторить (на все 100%) ее исходное состояние.

Чтобы лучше уяснить, о каком порядке и беспорядке идет речь, поставим опыт. Насыплем в стеклянную банку чёрных и белых дробинок. Сначала насыплем чёрных, затем белых. Дробинки будут располагаться в два слоя: снизу чёрный, сверху белый – все упорядочено. Затем несколько раз встряхнем банку. Дробинки равномерно перемешаются. И сколько бы мы затем не трясли эту банку, нам вряд ли удастся добиться, чтобы дробинки снова расположились в два слоя. Вот она, энтропия в действии!

Состояние, когда дробинки были расположены в два слоя, считается упорядоченным. Состояние, когда дробинки равномерно перемешаны, считается беспорядочным. Чтобы вернуться в упорядоченное состояние, нужно практически чудо! Или повторная кропотливая работа с дробинками. А чтобы навести хаос в банке, почти не требуется усилий.

Автомобильное колесо. Когда оно накачено, в нем избыток свободной энергии. Колесо может ехать, и значит, оно работает. Это порядок. А если проколоть колесо? Давление в нем упадет, свободная энергия «уйдет» в окружающую среду (рассеется), и работать такое колесо уже не сможет. Это хаос. Чтобы вернуть систему в исходное состояние, т.е. навести порядок, нужно провести немалую работу: заклеить камеру, смонтировать колесо, накачать его и т.д., после чего это опять нужная вещь, которая способна приносить пользу.

Тепло передается от горячего тела холодному, а не наоборот. Обратный процесс теоретически возможен, а практически никто не возьмется это делать, поскольку потребуются колоссальные усилия, специальные установки и оборудование.

Также и в обществе. Люди стареют. Дома рушатся. Утесы оседают в море. Галактики разбегаются. К беспорядку самопроизвольно стремится любая окружающая нас действительность.

Однако люди часто говорят о беспорядке как о свободе: «Нет, не хотим мы порядка! Дайте нам такую свободу, чтобы каждый мог делать то, что хочет!» Но когда каждый делает, что хочет, это не свобода – это хаос.   В наше время многие восхваляют беспорядок, пропагандируют анархию — словом, все то, что разрушает и разделяет. Но свобода — не в хаосе, свобода именно в порядке.

Упорядочивая свою жизнь, человек создает себе запас свободной энергии, которую затем реализует на осуществление своих планов: работу, учебу, отдых, творчество, спорт и т.п. – иными словами, противостоит энтропии. Иначе, как бы мы смогли накопить за последние 250 лет столько материальных ценностей?!

Энтропия – это мера беспорядка, мера необратимого рассеивания энергии. Чем больше энтропия, тем больше беспорядка. Дом, в котором никто не живет, ветшает. Железо со временем ржавеет, автомобиль стареет. Отношения, о сохранении которых никто не заботится, разрушаются. Так и все остальное в нашей жизни, совершенно все!

Естественное состояние природы не равновесие, а возрастание энтропии. Этот закон неумолимо работает и в жизни одного человека. Ему ничего не надо делать, чтобы его энтропия возрастала, это происходит самопроизвольно, по закону природы. Для того чтобы снизить энтропию (беспорядок), надо приложить немало усилий. Это своего рода пощечина позитивным до дури людям (под лежачий камень и вода не течет), которых довольно много!

Поддержание успеха требует постоянных усилий. Если мы не развиваемся, то мы деградируем. И чтобы сохранить то, что у нас было раньше, мы должны сегодня сделать больше, чем делали вчера. Вещи можно содержать в порядке и даже улучшить: если краска на доме выцвела, его можно покрасить заново, причем еще красивее, чем раньше.

Люди должны пытаться «усмирить» произвольное деструктивное поведение, которое преобладает в современном мире повсеместно, стараться снизить состояние хаоса, который мы же и разогнали до грандиозных пределов. И это физический закон, а не просто треп о депрессии и негативном мышлении. Всё либо развивается, либо деградирует.

Живой организм рождается, развивается и умирает, и никто никогда не наблюдал, чтобы после смерти он оживал, молодел и возвращался в семя или утробу. Когда говорят, что прошлое никогда не возвращается, то, конечно, имеют в виду, в первую очередь, эти жизненные явления. Развитие организмов задает положительное направление стрелы времени, и смена одного состояния системы другим происходит всегда в одном направлении для всех без исключения процессов.

Валериан Чупин

Источник информации: Чайковские.Новости


Комментарии (3)

Богатство современного общества прирастает, и будет прирастать во все большей мере, прежде всего всеобщим трудом. Промышленный капитал явился первой исторической формой общественного производства, когда интенсивно начал эксплуатироваться всеобщий труд. Причем сначала тот, который достался ему даром. Наука, как заметил Маркс, ничего не стоила капиталу. Действительно, ни один капиталист не заплатил вознаграждение ни Архимеду, ни Кардано, ни Галилею, ни Гюйгенсу, ни Ньютону за практическое использование их идей. Но именно промышленный капитал в массовом масштабе начинает эксплуатировать механическую технику, а тем самым и всеобщий труд, овеществленный в ней. Маркс К, Энгельс Ф. Соч., т. 25, ч. 1, с. 116.

господин В. Чупин оказался опять в иллюзиях. В социуме немного не так как в физике. Об этом говорит «Закон прибавочной стоимости»открытый Марксом. и понятие -эксплуатация.Пусть он для пример посмотрит в свой карман: Пенсии то хватает на жизнь.?А ведь проработал он в школе не один десяток лет…5349

пойду приберусь, может свободы прибавится…


Межгород стал дороже

МУП «Автовокзал» сообщает об изменении стоимости проезда на междугородних маршрутах.

Ср 15 декабря 2021, 14:35

Комментариев: 7


Против лома нет приёма?

В Чайковском арестован мужчина, причинивший тяжкий вред здоровью своей сожительнице.

Пт 03 декабря 2021, 16:58

Комментариев: 1


Бензин резко вырос в цене. УФАС выясняет причины

В минувшие выходные, 27 и 28 ноября 2021 года, автомобилисты заметили резкое удорожание топлива на автозаправках ООО «ЛУКОЙЛ-Уралнефтепродукт» в Пермском крае.

Пн 29 ноября 2021, 16:16

Комментариев: 2


В Чайковском появилась остановка для автобусов-призраков

Автобусы одного из городских маршрутов ранее останавливались на улице Мира, между отелем «Чайковский» и сквером Пушкина. Однако уже давно они перестали там ходить и остановка существовала, образно говоря, больше для мебели.

Чт 02 декабря 2021, 13:51

Комментариев: 28


ЛЕНТА НОВОСТЕЙ

Дебил — двигатель современного капитализма

Что является главным ресурсом современной экономики? Ответы разные: нефть, деньги, газ, знания. И всё мимо. Главный ресурс современной  российской экономики — это дурак. Ему можно «впарить» всё. Смешно. Забавно. Обидно. Правда? А на самом деле это не шутка, а, как говаривал Остап Бендер, «медицинский факт». 

Чт 19 января 2017, 13:30

Комментариев: 7

Профессор Знаев — ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ФИЗИКИ

Второй закон термодинамики 

Согласно этому закону процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от более холодного тела к более нагретому, невозможен без изменений в самой системе и окружающей среде. Второй закон термодинамики выражает стремление системы, состоящей из большого количества хаотически движущихся частиц, к самопроизвольному переходу из состояний менее вероятных в состояния более вероятные. Запрещает создание вечного двигателя второго рода. 

  

Закон Авогардо
В равных объемах идеальных газов при одинаковой температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Закон открыт в 1811 году итальянским физиком А. Авогадро (1776–1856). 

  

Закон Ампера
Закон взаимодействия двух токов, текущих в проводниках, расположенных на небольшом расстоянии друг от друга гласит: параллельные проводники с токами одного направления притягиваются, а с токами противоположного направления отталкиваются. Закон открыт в 1820 году А. М. Ампером. 

 

 Закон Архимеда 

Закон гидро– и аэростатики: на тело, погруженное в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, направленная вертикально вверх, равная весу жидкости или газа, вытесненного телом, и приложенная в центре тяжести погруженной части тела. FA = gV, где g – плотность жидкости или газа, V – объем погруженной части тела. Иначе закон можно сформулировать следующим образом: тело, погруженное в жидкость или газ, теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость (или газ). Тогда P = mg – FA. Закон открыт древнегреческим ученым Архимедом в 212 году до н. э. Он является основой теории плавания тел.

 Закон всемирного тяготения 

Закон всемирного тяготения, или закон тяготения Ньютона: все тела притягиваются друг к другу с силой, прямо пропорциональной произведению масс этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. 

 

 Закон Бойля – Мариотта 

Один из законов идеального газа: при постоянной температуре произведение давления газа на его объем есть величина постоянная. Формула: pV = const. Описывает изотермический процесс. 

  

Закон Гука
Согласно этому закону упругие деформации твердого тела прямо пропорциональны вызывающим их внешним воздействиям. 

  

Закон Дальтона
Один из основных газовых законов: давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений этих газов. Открыт в 1801 году Дж. Дальтоном. 

 

 Закон Джоуля – Ленца 

Описывает тепловое действие электрического тока: количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении по нему постоянного тока, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения. Открыт Джоулем и Ленцем независимо друг от друга в XIX веке. 

 

 Закон Кулона 

Основной закон электростатики, выражающий зависимость силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов от расстояния между ними: два неподвижных точечных заряда взаимодействуют с силой, прямо пропорциональной произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними и диэлектрической проницаемости среды, в которой находятся заряды. Величина численно равна силе, действующей между двумя расположенными в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга точечными неподвижными зарядами по 1 Кл каждый. Закон Кулона является одним из экспериментальных обоснований электродинамики. Открыт в 1785 году. 

  

Закон Ленца
Согласно этому закону индукционный ток всегда имеет такое направление, что его собственный магнитный поток компенсирует изменения внешнего магнитного потока, вызвавшие этот ток. Закон Ленца – следствие закона сохранения энергии. Установлен в 1833 году Э. Х. Ленцем. 

 

 Закон Ома 

Один из основных законов электрического тока: сила постоянного электрического тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению. Справедлив для металлических проводников и электролитов, температура которых поддерживается постоянной. В случае полной цепи формулируется следующим образом: сила постоянного электрического тока в цепи прямо пропорциональна эдс источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению электрической цепи. Открыт в 1826 году Г. С. Омом. 

 

 Закон отражения волн 

Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости, причем угол падения равен углу преломления. Закон справедлив для зеркального отражения. 

  

Закон Паскаля
Основной закон гидростатики: давление, производимое внешними силами на поверхность жидкости или газа, передается одинаково по всем направлениям.  

 

 Закон преломления света 

Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости, причем для данных двух сред отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная, называемая относительным показателем преломления второй среды относительно первой. 

 

 Закон прямолинейного распространения света 

Закон геометрической оптики, заключающийся в том, что в однородной среде свет распространяется прямолинейно. Объясняет, например, образование тени и полутени. 

  

Закон сохранения заряда
Один из фундаментальных законов природы: алгебраическая сумма электрических зарядов любой электрически изолированной системы остается неизменной. В электрически изолированной системе закон сохранения заряда допускает появление новых заряженных частиц, но суммарный электрический заряд появившихся частиц всегда должен быть равен нулю. 

  

Закон сохранения импульса
Один из основных законов механики: импульс любой замкнутой системы при всех процессах, происходящих в системе, остается постоянным (сохраняется) и может только перераспределяться между частями системы в результате их взаимодействия.  

  

Закон Шарля
Один из основных газовых законов: давление данной массы идеального газа при постоянном объеме прямо пропорционально температуре. 

 

 Закон электромагнитной индукции 

Описывает явление возникновения электрического поля при изменении магнитного (явление электромагнитной индукции): электродвижущая сила индукции прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Коэффициент пропорциональности определяется системой единиц, знак – правилом Ленца. Закон открыт М. Фарадеем. 

  

Закон сохранения и превращения энергии
Общий закон природы: энергия любой замкнутой системы при всех процессах, происходящих в системе, остается постоянной (сохраняется). Энергия может только превращаться из одной формы в другую и перераспределяться между частями системы. Для незамкнутой системы увеличение (уменьшение) ее энергии равно убыли (возрастанию) энергии взаимодействующих с ней тел и физических полей. 

  

Законы Ньютона
В основе классической механики лежат 3 закона Ньютона. Первый закон Ньютона (закон инерции): материальная точка находится в состоянии прямолинейного и равномерного движения или покоя, если на нее не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано. Второй закон Ньютона (основной закон динамики): ускорение, полученное телом, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, и обратно пропорционально массе тела. Третий закон Ньютона: действия двух тел всегда равны по величине и направлены в противоположные стороны. 

  

Законы Фарадея
Первый закон Фарадея: масса вещества, выделившегося на электроде при прохождении электрического тока, прямо пропорциональна количеству электричества (заряду), прошедшему через электролит (m = kq = kIt). Второй закон Фарадея: отношение масс различных веществ, претерпевающих химические превращения на электродах при прохождении одинаковых электрических зарядов через электролит, равно отношению химических эквивалентов. Законы установлены в 1833–1834 годах М. Фарадеем.  

  

Первый закон термодинамики
Первый закон термодинамики является законом сохранения энергии для термодинамической системы: количество теплоты Q, сообщенное системе, расходуется на изменение внутренней энергии системы U и совершение системой работы A против внешних сил. Формула Q = U + A лежит в основе работы тепловых машин. 

 

 Постулаты Бора 

Первый постулат Бора: атомная система устойчива только в стационарных состояниях, которые соответствуют дискретной последовательности значений энергии атома. Каждое изменение этой энергии связано с полным переходом атома из одного стационарного состояния в другое. Второй постулат Бора: поглощение и излучение энергии атомом происходит по закону, согласно которому связанное с переходом излучение является монохроматическим и обладает частотой: h = Ei – Ek, где h – постоянная Планка, а Ei и Ek – энергии атома в стационарных состояниях. 

 

Правило левой руки
Определяет направление силы, которая действует на находящийся в магнитном поле проводник с током (или движущуюся заряженную частицу). Правило гласит: если левую руку расположить так, чтобы вытянутые пальцы показывали направление тока (скорости частицы), а силовые линии магнитного поля (линии магнитной индукции) входили в ладонь, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник (положительную частицу; в случае отрицательной частицы направление силы противоположно). 

 

Правило правой руки
Определяет направление индукционного тока в проводнике, движущемся в магнитном поле: если ладонь правой руки расположить так, чтобы в нее входили линии магнитной индукции, а отогнутый большой палец направить по движению проводника, то четыре вытянутых пальца покажут направление индукционного тока. 

 

Принцип Гюйгенса
Позволяет определить положение фронта волны в любой момент времени. Согласно принципу Гюйгенса, все точки, через которые проходит фронт волны в момент времени t, являются источниками вторичных сферических волн, а искомое положение фронта волны в момент времени t совпадает с поверхностью, огибающей все вторичные волны. Принцип Гюйгенса объясняет законы отражения и преломления света. 

  

Принцип Гюйгенса – Френеля
Согласно данному принципу в любой точке, находящейся вне произвольной замкнутой поверхности, охватывающей точечный источник света, световая волна, возбуждаемая этим источником, может быть представлена как результат интерференции вторичных волн, излучаемых всеми точками указанной замкнутой поверхности. Принцип позволяет решать простейшие задачи дифракции света. 

  

Принцип относительности
В любых инерциальных системах отсчета все физические (механические, электромагнитные и др.) явления при одних и тех же условиях протекают одинаково. Является обобщением принципа относительности Галилея. 

 

 Принцип относительности Галилея 

Механический принцип относительности, или принцип классической механики: в любых инерциальных системах отсчета все механические явления протекают одинаково при одних и тех же условиях. 

  

Звук
Звуком называют упругие волны, которые распространяются в жидкостях, газах и твердых телах и воспринимаются ухом человека и животных. Человек обладает способностью слышать звуки с частотами в пределах 16–20 кГц. Звук с частотами до 16 Гц принято называть инфразвуком; с частотами 2·104–109 Гц – ультразвуком, а с частотами 109–1013 Гц – гиперзвуком. Наука, изучающая звуки, носит наименование «акустика». 

  

Свет
Светом в узком смысле термина называют электромагнитные волны в интервале частот, воспринимаемых глазом человека: 7,5 ‘1014–4,3 ‘1014 Гц. Длина волн варьируется от 760 нм (красный свет) до 380 нм (фиолетовый свет).

Физики изучили условия, при которых не работает третий закон Ньютона

https://ria.ru/20200818/1575917036.html

Физики изучили условия, при которых не работает третий закон Ньютона

Физики изучили условия, при которых не работает третий закон Ньютона — РИА Новости, 18.08.2020

Физики изучили условия, при которых не работает третий закон Ньютона

Российские ученые из Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН и лаборатории активных сред и систем МФТИ совместно с американскими коллегами. .. РИА Новости, 18.08.2020

2020-08-18T03:27

2020-08-18T03:27

2020-08-18T07:41

наука

сша

российская академия наук

московский физико-технический институт

российский научный фонд

физика

россия

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155936/84/1559368462_0:236:2801:1812_1920x0_80_0_0_afbaa0c10ee8fdb9376f31d85caa92d8.jpg

МОСКВА, 18 авг — РИА Новости. Российские ученые из Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН и лаборатории активных сред и систем МФТИ совместно с американскими коллегами экспериментально получили и детально исследовали систему взаимодействующих частиц, для которых формально не выполняется третий закон Ньютона, рассказали РИА Новости в пресс-службе ОИВТ.»Третий закон Ньютона, который все помнят из школьной программы, утверждает, что сила действия равняется силе противодействия. Однако для некоторых открытых и неравновесных дисперсных систем — частиц в среде — симметрия эффективной силы межчастичного взаимодействия может нарушаться, и возникает очень интересная физика: например, частицы самоорганизуются в сложные структуры, система аномально разогревается, появляются необычные неравновесные фазовые переходы», — отметил заведующий лабораторией диагностики пылевой плазмы ОИВТ Евгений Лисин. Впервые систему с несимметричным взаимодействием частиц удалось получить в конце 1990-х годов в Германии. Но с тех пор, несмотря на подготовленную теоретическую базу, одной из важных нерешенных проблем оставалось прямое экспериментальное исследование особенностей несимметричного взаимодействия между частицами. «Точно измерить силу межчастичного взаимодействия и определить степень нарушения симметрии в зависимости от условий среды ранее не удавалось», — рассказали в пресс-службе ОИВТ.Решение этой проблемы стало возможным благодаря оригинальному спектральному методу измерения, который был разработан отечественными специалистами при поддержке Российского научного фонда.Как отметили в ОИВТ, нарушения симметрии межчастичного взаимодействия имеют общие закономерности с поведением колоний бактерий, косяков рыб, стай птиц и т.д. Данное направление исследований также может быть интересно в контексте разработки новых материалов с «программируемым» откликом на механические напряжения, магнитные и тепловые поля. «Появляются также перспективные приложения, связанные с сепарацией вещества, коллективной адресной доставкой микрогруза (например, лекарств) и преобразованием механической энергии хаотического движения», — рассказали в пресс-службе.Научная статья «Экспериментальное исследование несимметричных взаимодействий между микрочастицами в анизотропной плазме» опубликована российскими учеными в журнале Scientific Reports в соавторстве с американскими физиками из астрофизического центра CASPER Бейлорского университета.

https://ria.ru/20200817/1575904769.html

https://ria.ru/20200731/1575205075.html

сша

россия

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria. ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155936/84/1559368462_36:0:2767:2048_1920x0_80_0_0_d19f807bc728e2d75a215f8302a54681.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

сша, российская академия наук, московский физико-технический институт, российский научный фонд, физика, россия

МОСКВА, 18 авг — РИА Новости. Российские ученые из Объединенного института высоких температур (ОИВТ) РАН и лаборатории активных сред и систем МФТИ совместно с американскими коллегами экспериментально получили и детально исследовали систему взаимодействующих частиц, для которых формально не выполняется третий закон Ньютона, рассказали РИА Новости в пресс-службе ОИВТ.

«Третий закон Ньютона, который все помнят из школьной программы, утверждает, что сила действия равняется силе противодействия. Однако для некоторых открытых и неравновесных дисперсных систем — частиц в среде — симметрия эффективной силы межчастичного взаимодействия может нарушаться, и возникает очень интересная физика: например, частицы самоорганизуются в сложные структуры, система аномально разогревается, появляются необычные неравновесные фазовые переходы», — отметил заведующий лабораторией диагностики пылевой плазмы ОИВТ Евгений Лисин.

17 августа 2020, 18:00НаукаАстрономы зафиксировали необычное «сердцебиение» черной дыры

Впервые систему с несимметричным взаимодействием частиц удалось получить в конце 1990-х годов в Германии. Но с тех пор, несмотря на подготовленную теоретическую базу, одной из важных нерешенных проблем оставалось прямое экспериментальное исследование особенностей несимметричного взаимодействия между частицами. «Точно измерить силу межчастичного взаимодействия и определить степень нарушения симметрии в зависимости от условий среды ранее не удавалось», — рассказали в пресс-службе ОИВТ.

Решение этой проблемы стало возможным благодаря оригинальному спектральному методу измерения, который был разработан отечественными специалистами при поддержке Российского научного фонда.

Как отметили в ОИВТ, нарушения симметрии межчастичного взаимодействия имеют общие закономерности с поведением колоний бактерий, косяков рыб, стай птиц и т.д. Данное направление исследований также может быть интересно в контексте разработки новых материалов с «программируемым» откликом на механические напряжения, магнитные и тепловые поля. «Появляются также перспективные приложения, связанные с сепарацией вещества, коллективной адресной доставкой микрогруза (например, лекарств) и преобразованием механической энергии хаотического движения», — рассказали в пресс-службе.

31 июля 2020, 11:05НаукаУченые выяснили, что Вселенная более однородная, чем ожидалось

Научная статья «Экспериментальное исследование несимметричных взаимодействий между микрочастицами в анизотропной плазме» опубликована российскими учеными в журнале Scientific Reports в соавторстве с американскими физиками из астрофизического центра CASPER Бейлорского университета.

Основные законы физики: понятия, формулы, законы

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.

Термин «физика» был впервые зафиксирован Аристотелем еще в четвертом веке до нашей эры. Изначально он являлся синонимом понятия «философия». Ведь обе науки имели единую цель — правильным образом объяснить все механизмы функционирования Вселенной. Но уже в шестнадцатом веке вследствие научной революции физика стала самостоятельной.

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.

  1. 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.
  2. 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):

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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:

  1. 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.
  2. Принцип Гюйгенса-Френеля отражает эффективный метод разрешения вопросов, связанных с распространением волн. Он помогать объяснить элементарные задачи, связанные с дифракцией света.
  3. Закон отражения 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.
  4. 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.
  5. 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.

Не оставайтесь равнодушными — развивайтесь!

Компьютерная программа сама открывает законы физики / Хабр

Учёные

из Корнелльского университета разработали программу, которая способна находить естественные закономерности в неупорядоченном наборе данных. Система сама способна подобрать формулу, которая описывает найденную закономерность. Другими словами, она может без теоретической подготовки сформулировать законы физики, просто наблюдая за окружающим миром.

Применение вычислительных методов особенно актуально в тех областях науки, где собраны огромные массивы данных, но до сих пор нет теории, которая бы описать все результаты экспериментов. А таких областей всё больше в биологии, генетике, океанографии, космологии, да почти во всех естественных науках.

Вообще, это уже далеко не первая попытка подрядить Искусственный интеллект на открытие математических теорем и законов физики. Все предыдущие были безрезультатными.

  • Полвека назад Герберт Гелернтер из IBM написал программы, которая якобы сама сформулировала законы евклидовой геометрии, но, по мнению критиков, на самом деле программы полагалась на слишком большое количество заранее заложенных шаблонов, так что эти «открытия» нельзя считать самостоятельными.
  • В 70-е годы программа Автоматический математик Дугласа Лената автоматически сгенерировала множество математических теорем, но все они были признаны бесполезными.
  • В рамках стенфордского проекта Dendral, начатого в 1965 году, в течение двадцати лет предпринимались попытки молекулярного моделирования возможных органических соединений на основе химических данных, собранных космическим аппаратом НАСА. Итог оказался неутешительным.
  • В 80-е годы была учреждена премия Лейбница в размере $100 тыс. за создание программы, которая откроет хоть какую-нибудь важную математическую теорему. Приз не востребован до сих пор.

Однако, на программу из Корнелльского университета всё равно возлагаются определённые надежды. Есть вероятность, что она действительно работает эффективнее всех своих предшественниц. В отличие от них всех, эта разработка оперирует только ограниченным базовым набором математических правил. В отличие от Dendral, программа способна свести количество возможных вариантов к небольшому количеству наиболее вероятных.

Анализируя массив данных. программа работает в несколько этапов. Сначала она в случайном порядке производит беспорядочные арифметические операции, пытаясь найти закономерность. После этого выделяет результаты, которые менее ошибочны, по сравнению с остальными, изменяет алгоритм, снова производит вычисления, снова выбирает лучшие варианты, и так далее.
Учёные уже проверили программу в действии. Они пока не опубликовали конкретные результаты, но считают их интересными.

via Wired

10 веществ, для которых законы физики не работают / AdMe

Ученые — современные волшебники, которые показывают в лабораториях фокусы, опровергающие законы физики. «Умные» вещества меняют форму под воздействием внешних условий, превращаются из газа в твердый металл или замерзают при высокой температуре.

AdMe.ru собрал 9 чудо-веществ, чтобы показать вам: будущее уже наступило.

Гидрофобные материалы

Волшебное покрытие, защищающее от воды, грязи и других жидкостей, создано на основе наночастиц — диоксидов кремния и титана. Новинка не задержалась в лабораториях и активно используется в качестве гидрофобных спреев и гелей для одежды, обуви, скатертей, стройматериалов и даже для очистки морской воды.

Газ, удерживающий предметы, как вода

Гексафторид, или элегаз, в 5 раз тяжелее воздуха. Он не улетучивается из сосуда и удерживает легкие предметы. Теперь вы знаете, как создается эффект парения. У гексафторида есть еще одно забавное свойство — понижать голос до баса. Один вдох — и вы говорите как Дарт Вейдер.

Металл, который тает в руках

Мы помним про жидкие металлы с уроков физики, но металлы, плавящиеся при температуре тела, — что-то новенькое. На этом чудеса не заканчиваются: в горячей воде предметы из галлия растворяются на глазах.

При контакте с галлием алюминий становится хрупким — берегите iPhone. Но даже такой неустойчивый материал в виде сплава используется в сфере высоких технологий.

Взрывающийся порошок

Нитрид триода и фульминат серебра пока не нашли промышленного применения. Эти порошки опасно даже перевозить: они взрываются при толчке или ударе и превращаются в облако яркого дыма. Эффектно, но бесполезно.

Металл с памятью

Предметы из нитинола — сплава титана и никеля — способны “запоминать” первоначальную форму и возвращаться к ней при нагреве. Мне б такую память!

Программируемое дерево

Кто бы подумал, что среди «умных» материалов окажется… дерево! Специалисты из Массачусетского технологического института с помощью 4D-печати (что уже чудо!) создали деревянные пластины, принимающие заданную форму при намокании.

Горячий лед

На самом деле это ацетат натрия, который превращается из жидкости в кристаллы при малейшем воздействии. Внешне не отличить от обычного льда, даже узоры на поверхности есть. Но на поверку он теплый. Именно этот материал спрятан в химических грелках.

Гидрогель

Материал используется в медицине: способен менять размер под воздействием температуры. Кажется, что он живой!

Самовосстанавливающиеся материалы

Чудо-вещества, неподвластные повреждениям, уже используются в покрытиях смартфонов, стройматериалах и медицине. Весь секрет — в микрокапсулах с бактериями, которые активируются при повреждении и заполняют трещины продуктами своей жизнедеятельности. Когда-нибудь и на наших дорогах будет такой асфальт.

Суперпрочный материал, который в 7,5 раза легче воздуха

Аэрогель — инновационный материал на основе графена, обладающий уникальными свойствами: он твёрдый, прозрачный, жаропрочный и чрезвычайно плохо пропускает тепло. Его плотность всего в 1,5 раза больше плотности воздуха и в 500 раз меньше плотности воды. А также это один из самых дорогих материалов: кусочек размером с ладонь стоит около $100.

Универсальных законов.

Законы природы, выраженные в физике в виде законов и теорий, часто называют универсальными . Это означает, что насколько мы смогли их протестировать, они применимы везде и всегда, в прошлом, настоящем и будущем.

Конечно, мы еще не тестировали их везде и всегда. Так как же мы можем быть настолько уверены в том, что они действительно универсальны? Может быть, где-то есть исключение из одного из них, которого мы еще не обнаружили? Может ли быть какая-то странная форма материи, на которую не распространяются законы?

Давайте рассмотрим эти вопросы, сначала посмотрев на прошлую историю физики.

Исторические примеры.

В предыстории физики были замечены определенные закономерности природы и сформулированы в виде принципов или законов. Были сформулированы законы механики (рычагов и шкивов), которые оказались полезными для создания механических устройств. Но никто не предполагал, что эти законы, применимые к машинам, могут также применяться, скажем, к движениям тел в небесах. Фактически тогда считалось, что законы земной материи (земли, воды, воздуха и огня) резко отличаются от законов, управляющих небесными явлениями за пределами Земли.Небесное царство якобы было создано не из обычного земного материала, а из чего-то другого, квинтэссенции (пятая сущность). Не ожидалось, что все, что происходит в этом царстве, подчиняется тем же законам, что и земное вещество (четыре сущности).

Но движение светящихся тел в небесном царстве было законным, и законы движения Солнца, Луны и планет в небе вскоре были согласованы и преобразованы в сложную математическую систему, геоцентрическую систему Птоэльма (центрированную на Земле).Он оказался весьма успешным, поскольку мог очень точно предсказывать положения небесных тел в прошлом и будущем и даже предсказывать затмения. И у него была философская привлекательность, так как в его основе лежали круги, считающиеся «самой совершенной» геометрической фигурой.

Но по мере того, как данные улучшались, эта система требовала настройки и включала больше кругов и различные уловки для изменения скорости объектов вокруг этих кругов. Он стал громоздким, но работал по своему назначению — предсказывать положение планет в небе.

Однако у него все еще были проблемы. Положение планеты Марс было плохо смоделировано, и система должна была рассматривать планеты Меркурий и Венеру иначе, чем другие планеты.

Эта историческая тема хорошо освещена во многих книгах, поэтому мне нет нужды писать по ней еще одну книгу. Эти книги говорят нам, что система Птолемея была «свергнута» гелиоцентрической (центрированной по солнцу) системой Коперника. Что мотивировало новую систему и почему ее не сразу приняли?

Критики отмечали, что систему Коперника было не намного проще использовать для планетарных расчетов.Он по-прежнему был основан на кругах, и только на шесть кругов меньше. Он относился к Меркурию и Венере так же, как и к остальным планетам, тем самым устранив один из раздражающих аспектов системы Птолемея.

Иоганн Кеплер смог избавиться от множества кругов, эпициклов и выступов, введя эллиптические планетные орбиты.

Система Коперника во многом отличалась от системы Птоэльма. В центре системы Птолемея была неподвижная и неподвижная Земля.В системе Коперника Солнце находится в центре, а Земля и планеты вращаются вокруг Солнца. Эта разница должна привести к наблюдаемому тесту. Если Земля двигалась таким образом, должен быть наблюдаемый «звездный параллакс». Положение каждой звезды на небе должно показывать ежегодное движение, движение по небольшим эллиптическим орбитам из-за изменения положения Земли. Такого движения не наблюдалось. Это наблюдалось только в 19 веке. Движение было очень маленьким, потому что звезды находятся очень далеко, на расстояниях, невообразимо больших, чем предполагали критики системы Коперника.

Дело в том, что «коперниканская революция» была не просто философским сдвигом. По эмоциональному призыву это не удалось. Это было вызвано экспериментальными данными и проверено экспериментами. Все успехи в физике основаны на данных. Система Птолемея оказалась весьма успешной в том смысле, что она могла предсказывать положение планет на небе. Однако он не мог предсказать расстояния до объектов от Земли. На самом деле, если серьезно отнестись к этим красивым изображениям системы Птолемея, они предсказали бы смехотворно неверные расстояния. Но в то время методы наблюдений вообще не могли хорошо измерить астрономические расстояния. Расстояние до Луны и Солнца было довольно хорошо измерено тригонометрией, но дотелескопические методы не могли измерить расстояния до планет и звезд.

Была ли таким образом показана «неправильная» модель Птолемея? Едва ли. Он работал для своих очень ограниченных целей и все еще работает. Иногда отмечается, что оптико-механические проекторы планетариев работали по модели с центром в Земле, поскольку их единственной целью было показать положение небесных тел на небе.Современные планетарии работают по-другому и могут показать Вселенную с любой точки обзора, а не только с Земли. Решила ли модель Коперника вопрос о том, движется ли Земля? Не совсем, просто предполагалось, что Земля движется. Улучшила ли модель Коперника точность предсказаний положения планет? Нет, как сразу заметили его критики.

Даже сегодня некоторые люди поддерживают неподвижность Земли, так же как некоторые из них также заявляют, что Земля плоская, а также неподвижная. Есть даже те, кто заявляет, что Земля — ​​это полая оболочка со всей вселенной внутри, и мы ходим по внутренней стороне этой оболочки. Искажая геометрию в соответствии со своими предрассудками, они разрабатывают сложную систему, которая, по их мнению, столь же разумна, как и традиционные научные взгляды. Действительно, могут, хотя немногие из тех, кто верит в эти модели, достаточно разбираются в математике, чтобы разобраться в деталях. Но они игнорируют тот факт, что нужно иметь дело с физикой. Чтобы сохранить свою искривленную геометрию, им пришлось бы пересмотреть все фундаментальные законы физики, законы силы, законы гравитации, законы сохранения и даже отказаться от постоянства скорости света.Они этого не сделали, потому что задача не в их силах.

Так почему же сейчас полностью отказались от геоцентрических моделей? Исаак Ньютон несет ответственность. Геоцентрические модели были только описательными и применялись только к положению объектов, видимых в небе. Ньютон представил более универсальную модель движения, используя концепцию силы, которая включала его три закона движения и закон всемирного тяготения. Эти законы применимы как к земным, так и к небесным явлениям, и они прекрасно прошли проверку эксперимента.Они соответствуют данным, предоставленным как земными лабораториями, так и астрономическими обсерваториями. И спустя столетия, прошедшие со времен Ньютона, они продолжают выдерживать испытание экспериментом и наблюдением.

Ньютону можно приписать демонстрацию того, что природа имеет основные закономерности, которые можно выразить как универсальные законы. Любая модель Солнечной системы — всего лишь следствие этих законов.

Что могут принести успехи в будущем?

У науки еще есть над чем поработать. Вопросы без ответа изобилуют космологией, элементарными частицами и квантовой механикой.Приведет ли прогресс в какой-либо из этих областей к отказу от классической механики Ньютона и ее замене? Я подозреваю, что нет. Относительность не аннулировала классическую физику. Квантовая механика тоже этого не сделала.

Те, кто фантазируют и строят гипотезы о чудесных достижениях физики, возлагают свои надежды на поиск исключений из известных законов. Возможные места для поиска:

  • Далекие места в космосе, где все может подчиняться другим законам.
  • Пока еще не наблюдаемые экзотические явления.
  • Еще не обнаруженные странные частицы, которые ведут себя иначе, чем обычная материя.
У нас уже есть примеры. Субатомные частицы подчиняются законам, совершенно отличным от законов человеческих объектов. Но их открытие и законы, которым они подчиняются, никоим образом не меняют поведения бильярдных шаров или каких-либо технологических механизмов и естественных процессов нашего повседневного опыта и наших промышленных технологий. Здесь правят законы Ньютона.

Спекуляции о таких экзотических вещах не ведутся, пока кто-нибудь не представит в их пользу экспериментальные доказательства.А пока это философия, а не физика.

Высказывание гипотез.

Неученые часто предполагают, что ученые просто сидят и придумывают гипотезы, чтобы другие могли их проверить. Если какие-то из них успешны, они получают за них кредит. Так не работает. Каждая гипотеза мотивируется проблемой, которую необходимо решить, проблемой, возникающей из природы и экспериментальных данных, — что-то наблюдаемое, что не совсем соответствует известным законам.

Гипотезы мотивированы экспериментальными данными, а также сформированы ими.Гипотеза сделана с четким намерением, что ее последствия должны учитывать эти данные. Вы не можете просто выдвинуть гипотезу, не задумываясь о ее последствиях.

Ловушки экстраполяции.

Студенты-физики часто слишком сильно сосредотачиваются на изучении уравнений, представляющих законы природы. Они могут не понимать, что каждый закон физики — это идеализация и приближение. В природе нет идеальных прямых линий или кругов. Каждое измерение имеет экспериментальную погрешность.Исчисление основано на концепции предела. Но если вы возьмете предел любой физической величины, когда ее размер стремится к нулю, вы выйдете за пределы того, что можно измерить с помощью инструментов, и даже войдете в квантовую сферу, где величины не делятся бесконечно и не имеют гладкого поведения при малых размерах. Поэтому само основание исчисления несовершенно (применительно к природе) — потому что ничто не может быть бесконечно делимым. Ньютон ничего не знал о молекулах и атомах. Тем не менее, результаты расчетных операций по-прежнему очень хороши и полезны в пределах требуемых измерений.Математики и физики хорошо осведомлены об этих проблемах, они знают, при каких условиях эти процессы могут давать несовершенные ответы, и они знают, как обойти проблему. Они понимают, что математика не представляет собой научную истину, а всего лишь инструмент для выражения поведения природы. Даже несовершенный молоток может забить гвоздь при строительстве дома.

Опытные ученые — люди практики. Они знают, что совершенство не только невозможно, но и не обязательно для его целей.Они знают, когда что-то «достаточно хорошо», чтобы делать правильные и подтверждаемые выводы, и не зацикливаются на поиске последнего десятичного знака.

В качестве повседневного примера рассмотрим закон F = kΔx, представляющий приложенную силу для растяжения провода на величину Δx. k — постоянная упругости, зависящая от металла, из которого сделана проволока. Теперь вы можете ввести любое значение силы в уравнение, но если сила достаточно велика, проволока выйдет за пределы своего предела упругости и сломается. Само по себе уравнение не говорит вам об этом.Вы экстраполировали уравнение за пределы его физической применимости.

Кроме того, уравнение представляет собой прямую линию, линейную зависимость. Однако некоторые материалы (например, резина) подчиняются нелинейному закону упругости. Так что имеет значение, о каком материале вы говорите.

Этот пример представляет собой закон, описывающий поведение материалов. Все материалы сложны, и на них влияет множество условий. В этом случае важна даже температура. (Металлическая проволока удлиняется при повышении температуры.Если температура слишком высока, проволока плавится.) Это пример класса законов , а не фундаментальных или основных законов физики (например, законов Ньютона).

Почти каждое уравнение в учебнике физики имеет такие «подводные камни», которые обычно объясняются в окружающем тексте, которые слишком многие студенты пропускают.

    — Дональд Э. Симанек, 2004, 2014, 2017.

Вернитесь в Музей неработающих устройств.
Вернуться в главное меню.

Вселенная может сама нарушить законы физики, говорят ученые

KTSDESIGN / НАУЧНАЯ ФОТОБИБЛИОТЕКАGetty Images

  • Наша Вселенная могла сама развиваться по законам физики.
  • Так говорят авторы новой статьи, которые верят, что Вселенная является самодидактической или способной учить сама себя.
  • Если это правда, это будет означать, что все наши существующие законы физики подчиняются некоторым универсальным законам более высокого порядка, которые контролируют эту эволюцию.

    Самоучитель — это тот, кто изучил предмет без учителя или формального образования. Известные примеры этих маэстро-самоучки включают Леонардо да Винчи , владеющий 16 языками; Като Ломб , плодовитый переводчик с венгерского, знавший не менее 17 языков; и основатель WikiLeaks Джулиан Ассанж . Теперь в этом списке может появиться новая запись: великий космос. Вселенная может постоянно учиться тому, как эволюционировать в более стабильное состояние, согласно новому исследованию , которое недавно было опубликовано на сервере предварительной печати arXiV (то есть работа еще не прошла рецензирование).

    В статье, написанной, среди прочего, исследователями из Microsoft и учеными из Университета Брауна, объясняется, что все законы физики, которые мы можем увидеть или измерить сегодня, являются законами, которые со временем выработались сами собой.Они говорят, что если мы хотим понять, как развивались эти законы физики, мы должны применить дарвиновский естественный отбор к космологии.

    Давайте объясним: по мере того как Вселенная стремилась к стабильности с течением времени, более простые законы физики, на которые она опиралась вначале, эволюционировали и стали намного более сложными. Почему в нашем мире все еще есть кошки и собаки, но нет трилобитов или динозавров? Кошки и собаки оказались лучше всего адаптированы к окружающей среде и успешно передали свои гены потомству. То же верно и для Вселенной по аналогии — разница в том, что Вселенной не нужно конкурировать с другими вселенными, а нужно продолжать движение.

    Представьте себе раннюю версию Вселенной, где, например, гравитационное притяжение между объектами было более примитивным понятием. В этом случае закон тяготения Ньютона, который гласит, что все частицы материи во Вселенной притягивают любые другие частицы материи с силой, которая прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между их центрами. — пока не может быть правдой. Сегодня этот закон объясняет, почему поверхностная гравитация Луны примерно , одна шестая от силы тяжести на Земле () (у Луны гораздо меньшая масса).Но в этой более простой версии Вселенной, возможно, гравитация была более статичной концепцией, а гравитация на Луне и Земле была такой же. Вы можете применить то же самое мышление к другим 14 законам физики .

    «Со временем эта система научится сама себя, и возникнут некоторые фундаментальные законы, и это действительно то, о чем они говорят [в статье]», — объясняет Жанна Левин , профессор физики и астрономии в Колледже Барнарда. Колумбийского университета и научный директор Pioneer Works , нью-йоркского сообщества, поощряющего радикальное мышление в сфере искусства и науки.«Если Вселенная способна производить вычисления с помощью заданного набора алгоритмов, то, возможно, она сможет делать то же самое, что мы видим в искусственном интеллекте, где у вас есть самообучающиеся системы, которые учат себя новым правилам. И под правилами, в космологии мы имеем в виду законы физики ».

    Здесь космология, или изучение Вселенной и ее происхождения, сочетается с биологией. «Мы спрашиваем, может ли существовать механизм, вплетенный в ткань природного мира, с помощью которого Вселенная могла бы узнать свои законы», — пишут авторы.Другими словами, универсальный закон может выходить за рамки всех областей науки. Это означает, что законы физики, какими мы их знаем, могут подчиняться законам Вселенной высшего порядка, которые их контролируют, — а мы даже не можем их понять.

    «Изучение связей между областями имеет решающее значение, поскольку знания фундаментально не разделены», — говорит Брюс Бассет , профессор факультета математики Кейптаунского университета и глава группы космологии в Африканском институте математических наук на юге Африка. Мы, люди, просто недалекие. «Мы сегментируем и сжимаем знания в биологии, физике и социологии из-за нашего ограниченного мозга, и цена такой сегментации и сжатия состоит в том, что мы легко упускаем общие черты и скрытую универсальность между отраслями человеческого знания».

    Возможно, поэтому людям трудно осознать идею о том, что Вселенная может быть самодидактической — мы не можем хорошо объяснить это с помощью наших нынешних научных дисциплин. «Вселенная не обязана иметь для нас смысл», — сказал известный космолог Нил де Грасс Тайсон «», «».

    Этот контент импортирован из {embed-name}. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

    И, в отличие от нас, людей, вселенной не нужно соревноваться с другими вселенными; космос занимается своими делами. Конечно, когда мы используем такие глаголы, как «соревноваться» и «разум» для описания целостности, мы поддаемся антропоцентризму , философской точке зрения, согласно которой все начинается и заканчивается людьми. Но мы ничего не можем с этим поделать. «Во многом наше представление о мире уходит корнями в язык, с которым мы привыкли», — говорит Левин. «У вселенной нет сознательного разума, как и у отбора; отбор на 100% агностик ».

    Ближе к концу своей почти 80-страничной статьи ученые признают, что все, что они делают, — это попытки сделать первые маленькие шаги к формированию новой теории. «Пока рано говорить о том, имеют ли эти идеи какое-либо отношение к нашей Вселенной.Основная идея интригует и сочетает космологию с основными идеями, лежащими в основе искусственного интеллекта, но в то же время является умозрительной и радикальной », — говорит Бассетт.

    Однако он сразу добавляет, что теоретической физике нужны радикальные идеи. «Это приглашение исследовать безумную идею, потому что мы сталкиваемся с безумной вселенной», — говорит он. «Скорее всего, это не приведет ни к чему интересному, но, возможно, это вызовет настоящий прорыв, а возможно, приведет нас туда, о чем даже авторы не могли догадаться.

    Став Димитропулос Научные статьи Става Димитропулоса публиковались в Интернете или в печати для BBC, Discover, Scientific American, Nature, Science, Runner’s World, The Daily Beast и других.

    Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на пианино.io

    Законы Ньютона о приготовлении вещей

    В 1687 году сэр Исаак Ньютон опубликовал свою новаторскую книгу «Начала: математические принципы естественной философии», в которой описал свои три закона движения. В процессе Ньютон заложил основы классической механики и изменил взгляд мира на физику и науку.

    Однако большинство людей не знает, что три закона движения Ньютона можно использовать как интересную аналогию для повышения вашей продуктивности, упрощения работы и улучшения вашей жизни.

    Позвольте мне представить эту аналогию как законы производительности Ньютона.

    Первый закон производительности Ньютона

    Первый закон движения: Объект либо остается в покое, либо продолжает двигаться с постоянной скоростью, если на него не действует внешняя сила. (То есть движущиеся объекты имеют тенденцию оставаться в движении. Покоящиеся объекты имеют тенденцию оставаться в покое.)

    Во многих отношениях прокрастинация — фундаментальный закон Вселенной. Это первый закон Ньютона, применимый к производительности.Покоящиеся объекты имеют тенденцию оставаться в покое.

    Хорошие новости? Это работает и в обратном направлении. Движущиеся объекты обычно остаются в движении. Когда дело доходит до продуктивности, это означает одно: самое важное — найти способ начать работу. Когда вы начнете, гораздо легче оставаться в движении. 12

    Итак, как лучше всего начать, когда вы застряли в прокрастинации?

    По моему опыту, лучшее практическое правило для начала — это правило двух минут. 3

    Вот правило двух минут с поправкой на продуктивность: Чтобы преодолеть промедление, найдите способ начать работу менее чем за две минуты.

    Обратите внимание, что вам не нужно завершать свою задачу. Фактически, вам даже не нужно работать над основной задачей. Однако, благодаря первому закону Ньютона, вы часто обнаруживаете, что, начав это маленькое двухминутное задание, продолжать двигаться намного легче.

    Вот несколько примеров…

    • Прямо сейчас, возможно, вам не захочется бегать.Но если вы наденете кроссовки и наполните бутылку водой, этого небольшого старта может хватить, чтобы вытащить вас за дверь.
    • Прямо сейчас вы можете смотреть на пустой экран и пытаться написать отчет. Но если вы напишете случайные предложения всего за две минуты, вы можете обнаружить, что полезные предложения начнут скатываться с ваших пальцев.
    • Прямо сейчас у вас может возникнуть творческий кризис, и вы изо всех сил пытаетесь что-то нарисовать. Но если вы нарисуете на листе бумаги случайную линию и превратите ее в собаку, то ваши творческие соки текут.

    Мотивация часто приходит после старта. Найдите способ начать с малого. Движущиеся объекты обычно остаются в движении.

    Второй закон производительности Ньютона

    Второй закон движения: F = ma. Векторная сумма сил, действующих на объект, равна массе этого объекта, умноженной на вектор ускорения объекта. (т.е. сила равна массе, умноженной на ускорение.)

    Давайте разберем это уравнение, F = ma, и его применимость к производительности.

    В этом уравнении следует отметить одну важную вещь. Сила F — вектор. Векторы включают в себя как величину (сколько работы вы вкладываете), так и направление (где эта работа сосредоточена). Другими словами, если вы хотите, чтобы объект ускорялся в определенном направлении, то размер прилагаемой силы и направление этой силы будут иметь значение.

    Угадайте, что? То же самое и с выполнением дел в вашей жизни.

    Если вы хотите быть продуктивным, дело не только в том, насколько усердно вы работаете (величина), но и в том, где эта работа применяется (направление).Это верно как для больших, так и для повседневных решений.

    Например, вы можете применить один и тот же набор навыков в разных направлениях и получить очень разные результаты.

    Примечание: идея этого изображения возникла из рисунка, созданного моим другом Оливером Эмбертоном в его замечательном посте под названием «Жизнь — это игра. Это ваше руководство по стратегии ». Спасибо, Оливер!

    Проще говоря, у вас есть только определенное количество силы, которую вы можете придать своей работе, и то, где вы ее разместите, так же важно, как и то, насколько усердно вы работаете.

    Третий закон производительности Ньютона 4

    Третий закон движения: Когда одно тело оказывает силу на второе тело, второе тело одновременно оказывает на первое тело силу, равную по величине и противоположную по направлению. (т.е. равные и противоположные силы.)

    У всех нас средняя скорость, с которой мы обычно работаем. Типичные уровни продуктивности и эффективности часто представляют собой баланс производительных и непродуктивных сил в вашей жизни — во многом как равные и противоположные силы Ньютона.

    В нашей жизни есть такие производительные силы, как сосредоточенность, позитив и мотивация. Также существуют непродуктивные факторы, такие как стресс, недостаток сна и попытки выполнить слишком много задач одновременно.

    Если мы хотим стать более эффективными и продуктивными, у нас есть два варианта.

    Первый вариант — добавить больше производительной силы. Это вариант «сила через это». Мы выпотрошили его, выпили еще чашку кофе и усерднее работали. Вот почему люди принимают наркотики, которые помогают им сосредоточиться, или смотрят мотивационное видео, чтобы накачать себя.Все это делается для того, чтобы увеличить вашу производительную силу и преодолеть непродуктивные силы, с которыми мы сталкиваемся.

    Очевидно, что вы можете делать это только до тех пор, пока не сгорите, но на короткое время стратегия «через это» может сработать.

    Второй вариант — устранить противоборствующие силы. Упростите свою жизнь, научитесь говорить «нет», измените свое окружение, сократите количество обязанностей, которые вы берете на себя, и иным образом устраните силы, которые вас сдерживают.

    Если вы уменьшите непроизводительные силы в своей жизни, ваша продуктивность естественным образом вырастет. Это как будто вы волшебным образом убираете руку, которая сдерживала вас. (Как я люблю говорить, если вы избавитесь от всего, что отвлекает вас от продуктивности, вам не понадобятся советы о том, как стать более продуктивным.) 5

    Большинство людей пытаются прорваться сквозь преграды и пробиться сквозь них. Проблема этой стратегии в том, что вы все еще имеете дело с другой силой.Я считаю, что избавиться от противодействующих сил и позволить вашей продуктивности естественным образом продвигаться вперед намного проще.

    Законы производительности Ньютона

    Законы движения Ньютона раскрывают идеи, которые говорят вам практически все, что вам нужно знать о том, как быть продуктивным.

    1. Движущиеся объекты обычно остаются в движении. Найдите способ начать работу менее чем за 2 минуты.
    2. Дело не только в усердной работе, но и в работе над правильными вещами.У вас ограниченное количество силы, и то, где вы ее применяете, имеет значение.
    3. Ваша продуктивность — это баланс противоположных сил. Если вы хотите быть более продуктивным, вы можете либо прорваться через препятствия, либо устранить противоборствующие силы. Второй вариант кажется менее стрессовым.

    основных законов физики — Объяснение законов и часто задаваемые вопросы

    Законы физики имеют огромное значение для констатации фактов. Эти законы получены и подтверждены эмпирическими наблюдениями.Все, что преобладает вокруг нас, имеет какое-то отношение к физике.

    Физики вывели много законов с доказательствами, чтобы проиллюстрировать эти факты. Другими словами, законы физики — это своего рода объяснение, которое классифицирует все физические явления.

    Вывести большинство законов физики не так-то просто. Чтобы объяснить некоторые факты, потребуется время, чтобы доказать и убедить мир в том, что это факт. Все научные исследователи целенаправленно работают над установлением закона. Все эти законы, данные физиками, находятся под постоянным наблюдением научного сообщества и время от времени обновляются.

    Физики объяснили так много фактов в форме законов, определяющих явления, происходящие во Вселенной. Здесь вы найдете краткие сведения об основных законах физики и узнаете о них все.

    Закон Гука штата

    Закон Гука гласит, что в пределах упругости материала деформация материала пропорциональна его напряжению. Атомы и молекулы деформируются, как эластичный материал, когда он растягивается. Он остается в растянутом состоянии все время приложения нагрузки.Когда стресс снимается, они возвращаются к своей нормальной форме.

    [Изображение скоро будет загружено]

    F = — k. x

    Здесь F = сила

    x = увеличенная длина

    k = постоянная пружины или константа пропорциональности

    Закон преломления Снеллиуса

    Этот закон устанавливает связь между углом падения и углом преломления.

    Вот закон преломления Снеллиуса:

    n1sin⁡Ө1 = n2sin⁡Ө2

    Законы газа Физика

    В этом разделе есть еще три закона; например:

    1. Закон Бойля

    2. Закон Чарльза

    3. Закон Авогадро

    Кроме того, закон идеального газа является еще одной частью законов газа в физике. Это следующие:

    Закон сохранения энергии

    Этот закон объясняет, что энергия не может быть создана и не может быть уничтожена. Единственная возможность состоит в том, что энергия всегда меняет свое состояние с одного на другое.

    Когда система является закрытой, имеет место сохранение энергии.

    Мы можем рассчитать общую энергию системы как:

    UT = Ui + W + Q

    Где,

    Q = Тепло

    W = Работа

    UT = Общее сохранение энергии

    3 Закон термодинамики

    Ниже упомянуты три закона термодинамики.

    1. Первый закон термодинамики

    2. Второй закон термодинамики

    3. Третий закон термодинамики

    Кроме того, с термодинамикой связан еще один закон, известный как нулевой закон термодинамики.

    Три закона движения Ньютона

    Ньютон также установил три закона движения. Они известны как первый, второй и третий закон движения.

    Первый закон: Он гласит, что тело, находящееся в постоянном движении или покое, будет оставаться в своем исходном состоянии до тех пор, пока к нему не будет приложена внешняя сила.

    Второй закон: Короче говоря, сила прямо пропорциональна произведению массы тела и его ускорения.

    Третий закон: На ​​каждое действие существует идентичная обратная реакция.

    Закон электростатики

    [Изображение будет скоро загружено]

    Закон электростатики Кулона является важным законом электростатики. В нем говорится, что сила F возникает, когда два разных заряда q1 и q2 помещаются вместе на некотором расстоянии d между ними.{2}} \]

    или, мы можем записать это просто как:

    F = \ [k \ frac {q_ {1} q_ {2}} {d_2} \]

    Список всех законов физики PDF

    Вот список всех фундаментальных законов физики:

    1. Закон косинусов Ламберта

    2. Заявление Кельвина-Планка

    3. Принцип Д’Аламберта

    4. Заявление Клаузиуса

      340

      340

      340

    5. Закон Фурье

    6. Закон Хаббла

    7. Теорема Белла

    8. Уравнение Больцмана

    9. Точка Лагранжа

    10. Бера-Ламберта

      Уравнение

    11. Теорема Карно

    12. Парадокс Ферми

    13. Уравнение Гельмгольца

    14. Свободная энергия Гельмгольца

    15. Закон диффузии Фикса

    16. Рамановское рассеяние

    17. Закон Вина

    18. Уравнение Дирака

    19. Число Маха

    20. Закон Кулона

      Закон сохранения гипотезы Кулона

    21. 3

    22. Принцип Архимеда

    23. Закон Био-Савара

    24. Закон Фарадея

    25. Закон Ампера

    26. Закон Фарадея электролиза

    27. Закон электролиза Фарадея

    28. Второй закон Кирхгофа

    29. Закон всемирного тяготения Ньютона

    30. Уравнения Максвелла

    31. Принцип Бернулли

    32. Электрический потенциал, обусловленный точечным зарядом

    33. f Термодинамика

    34. Закон Гаусса

    35. Первый закон термодинамики

    36. Закон Ленца

    37. Закон смещения Вина

    38. Закон Ома

    39. Закон Ома

    40. 9028 Законы Джоуля

    41. Законы отражения

    42. Закон Брюстера

    43. Закон о радиоактивном распаде

    44. Закон Брэгга

    45. Закон Мерфи

    46. Закон Мерфи

    47. 3
    48. Эффект Доплера 9028

      Эффект Казимира

    49. Закон Стефана-Больцмана

    50. Закон Мозли

    51. Принцип суперпозиции

    52. Законы движения Ньютона

    53. Законы термодинамики F40

      000 0282

      Принцип неопределенности Гейзенберга

    Собаки замечают, когда компьютерная анимация нарушает законы физики

    Рисунок 1. Скриншоты состояния контакта (а) и состояния отсутствия контакта (б) при 0, 920 и 3700 мс. (c) График временного ряда, показывающий медианные (черная линия) и средние горизонтальные координаты взгляда собак (пунктирная линия ± стандартное отклонение и заштрихованная темно-серая область) в заключительных ознакомительных испытаниях и в испытательных испытаниях. Заштрихованные желтые и синие области показывают положение запускающего и целевого шара. Пунктирная вертикальная линия указывает время, когда целевой мяч начал двигаться (также в e). (d) График в рамке, показывающий время, когда собаки смотрели в интересующие области вокруг запускающего мяча в конце видео.Точки обозначают время индивидуального просмотра. (e) График временного ряда, показывающий размер зрачка собаки (в произвольных единицах и с поправкой на базовую линию). Оранжевые и синие линии показывают средний размер зрачка (± s.e.) в условиях контакта и без контакта. (f) Кривая разности, полученная из GAMM01. Пунктирная линия показывает расчетную разницу между бесконтактным и контактным состоянием; заштрихованная область показывает точечный 95% доверительный интервал. Кредит: DOI: 10.1098 / rsbl.2021.0465

    Пара исследователей из Венского медицинского и Венского университетов обнаружила, что собаки замечают, когда объекты в мире не соответствуют законам физики.В своей статье, опубликованной в журнале Biology Letters , Кристоф Фельтер и Людвиг Хубер описывают эксперименты, которые они проводили с домашними собаками, глядя на объекты, изображенные на экране компьютера.

    Предыдущие исследования показали, что человеческие младенцы и взрослые шимпанзе склонны замечать, если что-то, на что они смотрят, кажется, нарушает законы физики — например, предметы падают вверх, а не вниз.В этом новом исследовании исследователи обнаружили, что то же самое можно сказать и о домашних собаках.

    В ходе экспериментов исследователи сначала научили 14 взрослых домашних собак смотреть видео, опираясь подбородком на мягкую подставку. Подушка была расположена таким образом, чтобы можно было проводить слежение за глазами, а также измерять расширение зрачка у собак.

    После того, как собак дрессировали, каждой попросили посмотреть видео, на котором один мяч катился по направлению к другому. В конце концов, первый шар столкнулся со вторым, из-за чего первый остановился, а второй начал двигаться в ответ на столкновение.Затем каждой собаке было предложено посмотреть похожее видео, только на этот раз движущийся мяч перестал катиться до того, как столкнулся со вторым мячом. Но второй мяч вёл себя так, как будто в него попали, и все равно внезапно перешел в бой.

    Затем исследователи изучили данные биосенсоров. Выяснилось, что собаки дольше смотрели на шары во время просмотра второго видео. Они также обнаружили, что их зрачки стали более расширенными. Исследователи отмечают, что обе реакции типичны для собак, которые более внимательны к чему-то неожиданному.Расширенные глаза, например, также встречаются у людей и других животных, когда они сталкиваются с чем-то, что требует большего визуального внимания. В этом случае исследователи предполагают, что собаки стали более бдительными и наблюдали в течение более длительного периода времени, потому что они ожидали чего-то еще, чтобы объяснить, почему начал катиться второй мяч.


    Исследование показало, что собаки могут распознать, когда им лгут люди.
    Дополнительная информация: Кристоф Дж.Фёльтер и др., Время, которое собаки смотрят, и реакция расширения зрачков раскрывают ожидания относительно причинно-следственной связи контакта, Biology Letters (2021). DOI: 10.1098 / rsbl.2021.0465

    © 2021 Сеть Science X

    Ссылка : Собаки замечают, когда компьютерная анимация нарушает законы физики (2021, 22 декабря) получено 25 декабря 2021 г. с https: // физ.org / новости / 2021-12-собаки-анимации-нарушения-законы-физика.html

    Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

    Новости для собак: Колли замечают, когда компьютерная анимация нарушает законы физики Ньютона

    Собаки, кажется, понимают, как должны вести себя объекты, и смотрят дольше, если анимированные шары нарушают ожидания, откатываясь безо всякой очевидной причины

    Жизнь 22 декабря 2021 г.

    Криста Лесте-Лассер

    Собака, принявшая участие в исследовании

    Руоберт Байер

    Когда трехмерные анимированные шары на экране компьютера нарушают определенные законы физики, собаки действуют таким образом, что им кажется, что их глаза обманывают их.

    Домашние собаки смотрят дольше, и их зрачки расширяются, если виртуальные шары начинают катиться сами по себе, а не приводятся в движение при столкновении с другим мячом. Это говорит о том, что животные удивлены, что шары не двигались так, как они ожидали, — говорит Кристоф Фельтер из Венского университета ветеринарной медицины.

    «Это отправная точка для обучения», — говорит Фельтер. «У вас есть ожидания в отношении окружающей среды — закономерности в вашей среде, связанные с физикой, — а затем происходит что-то, что вам не подходит.А теперь обратите внимание. А теперь ты пытаешься увидеть, что происходит ».

    Человеческие младенцы, начиная примерно с 6 месяцев, и шимпанзе дольше смотрят во время таких тестов на «нарушение ожидания», касающихся их физического окружения, говорит он.

    Исследования на людях также показали, что зрачки больше расширяются в ответ на повышенные умственные усилия, такие как расчет, или более сильные эмоции, такие как возбуждение или удивление, известные как психосенсорная реакция зрачка. И предыдущие исследования на собаках показали, что они больше расширяют зрачки, когда смотрят на сердитые человеческие лица, чем на счастливые человеческие лица.

    Фёльтер и его коллега Людвиг Хубер, также из Университета ветеринарной медицины, решили посмотреть, как собаки смотрят на анимированные катящиеся шары, которые не всегда подчиняются основным законам контактной физики. Они обучили 14 взрослых домашних собак — в основном бордер-колли, лабрадоров и смешанных пород — ставить головы на опору для подбородка перед экраном компьютера и оборудованием для отслеживания взгляда. Затем они показали животным в случайном порядке короткие видеоролики с красочными 3D-шарами в движении.

    В одном видео мяч катится к второму неподвижному мячу, а затем наезжает на него.Первый шар останавливается, а второй начинает двигаться — в точности так, как описывают законы движения Ньютона. Однако в другом видео первый шар катится к второму, но внезапно останавливается, не дотянувшись до него. А затем второй шар внезапно начинает катиться сам по себе — вопреки основным физическим принципам.

    Как и человеческие младенцы и шимпанзе, собаки дольше фиксировали взгляд на шарах, которые не двигались логически, говорит Фёльтер. Однако еще более убедительной была реакция их учеников: они постоянно рассматривали «неправильные» сценарии с более расширенными зрачками, предполагая, что это противоречит их ожиданиям.

    Это не означает, что собаки обязательно понимают физику с ее сложными вычислениями, — говорит Фёльтер. Но это предполагает, что собаки неявно понимают свое физическое окружение.

    «Это своего рода ожидание интуитивного понимания», — говорит Фельтер. «Но то же самое и с людьми, верно? Младенец в возрасте 7 месяцев имеет ожидания относительно окружающей среды и определяет, нарушаются ли эти ожидания. Я думаю, что они основываются на этих ожиданиях и строят более глубокое понимание своего окружения, основываясь на этих ожиданиях.”

    Как собаки используют такую ​​неожиданную информацию, еще предстоит исследовать, говорит Фёльтер.

    Ссылка на журнал: Biology Letters , DOI: 10.1098 / rsbl.2021.0465

    Подпишитесь на бесплатный ежемесячный информационный бюллетень Wild Wild Life, посвященный разнообразию и науке о животных, растениях и других странных и удивительных обитателях Земли

    Еще по этим темам:

    Меняются ли законы физики? | Наука

    По мнению международной группы физиков, времена меняются, как и фундаментальные константы физики.После анализа света далеких квазаров команда сообщает, что так называемая постоянная тонкой структуры, значение которой, как и скорость света, считалось неизменным, за миллиарды лет изменилась. Но это утверждение обязательно будет крайне спорным.

    Постоянная тонкой структуры — это сумма скорости света, заряда электрона и квантово-механического числа, известного как постоянная Планка; вместе взятые, они обеспечивают меру внутренней силы электромагнитных взаимодействий, например тех, которые связывают электрон с атомом.Значение постоянной составляет примерно 1/137, и ученые считают, что так было с незапамятных времен.

    Однако в выпуске Physical Review Letters от 27 августа группа астрономов и физиков представляет доказательства обратного. «Физика довольно проста», — говорит член группы Джейсон Прохаска, астроном из обсерваторий Вашингтонского института Карнеги в Пасадене. Когда свет проходит через облако, содержащее атомы магния, железа, никеля и другие, атомы поглощают свет определенных длин волн, оставляя темные линии в спектре.Постоянная тонкой структуры определяет относительное положение этих полосок, поскольку поглощение света атомом регулируется электрон-атомным взаимодействием.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *