A tanulók leggyakoribb panasza egy tantárgy nehézségével kapcsolatban így hangzik: „Miért van szükségem erre a hülyeségre…. (ide bármit be lehet rakni - fizikát, matematikát, történelmet, biológiát), ha nem fogom iskola után tanulni?!”

Valóban, szegény gyereknek kell-e tápszereket zsúfolnia, és foglalkoznia kell Newton és Faraday törvényeivel? Talán, nos, hagyjuk ezt a piszkos trükköt, és csináljunk valami érdekeset? Meglepő módon sok felnőtt maga sem érti, miért tanult fizikát az iskolában, és őszintén nem látja a kapcsolatot e szórakoztató tudomány és a mindennapi élet között. Találjuk meg ezt az összefüggést!

Képzeld el a tipikus napot. Szóval kikeltél az ágyból, nyújtózkodtál és belenéztél a tükörbe. És a fizika törvényei a napod elején működni kezdtek!

Mozgás, tükröződés a tükörben, gravitáció, ami arra késztet, hogy a földön sétálj, és a víz a mosogatóba áramlik, és nem az arcodba, az erő, amely egy táska felemeléséhez vagy egy ajtó kinyitásához szükséges - mindez fizika.

Ügyeljen a liftre, amely egyszerűen és gyorsan elviszi a kívánt emeletre, autóba vagy egyéb közlekedési eszközre, számítógépekre, tabletekre, telefonokra. Fizika nélkül mindez nem menne sehova, nem kapcsolna be és nem működne.

A fizika fejlődése a haladásnak tekinthető.

Először is, az emberek megértették az optika törvényeit, és egyszerű szemüveget találtak ki, hogy a gyengén látók jobban tudjanak navigálni, olvasni és írni. És akkor megjelentek a világra a mikroszkópok, amelyek segítségével a tudósok hihetetlen felfedezéseket tettek olyan területeken, mint a biológia és az orvostudomány. És teleszkópok, amelyeken keresztül a csillagászok bolygókat, csillagokat és egész galaxisokat láttak, és következtetéseket tudtak levonni az Univerzum szerkezetéről. A fizika minden felfedezése segít az emberiségnek új lépést tenni előre.

Oké, mondod. De a fentiek mindegyikére, mindezekre a felfedezésekre és fejlesztésekre vannak fizikusok. Vagyis olyan emberek, akik tudatosan választották ezt a tudományt fő hivatásuknak. Mi közünk ehhez nekünk többieknek, sőt a bölcsészeknek? Mire van szükségük erre a tudásra, ha el tudják olvasni a telefonjuk használati utasítását, és ez elég lesz a használatához?

Erről már írtunk, de ezen kívül a mindennapi életből is hozunk néhány példát, amikor az alapvető fizikai ismeretek mindenki számára hasznosak lehetnek. Sőt, a fizika csak egy részét elemezzük, szinte teljes egészében Isaac Newton alkotta meg - a mechanikát.

Mozgás, sebesség, gyorsulás.

Tehát az univerzumban minden folyamatosan mozog, beleértve a bolygónkat és a földet is, amelyen járunk. És szinte minden nap más helyre megyünk. Ez azt jelenti, hogy folyamatosan számolgatjuk, milyen gyorsan jutunk el színházba, munkába, barátokhoz, nehogy elkéssünk. Megoldjuk a sebességgel kapcsolatos problémákat Gimnázium matematika tanfolyam részeként, de a valóságban ez alapfizika.

Most képzelje el, hogy autót választ. Gyors autóra vágysz, de el kell szállítanod a családodat, így a méret is számít. Vagyis pörgős és nagy. És honnan tudod, hogy melyiknek van igaza? Mire fog figyelni? A gyorsulásért persze! Van egy ilyen paraméter - állandó gyorsulás, azaz 0-ról 100 km-re történő gyorsulás másodpercek alatt. Tehát minél rövidebb az idő 0 és 100 között, annál energikusabb lesz autója az induláskor és a kanyarokban. És ezt a fizika megmondja!

Amikor elkezdi (és folytatja) a vezetést, jól jön néhány alapfizika tanfolyam. Például Ön is meg fogja érteni, hogy valószínűleg nem szabad élesen fékeznie az autópályán 120 km/h-s sebességgel csak azért, mert hirtelen gyönyörű kilátásban szeretne gyönyörködni.

Még akkor is, ha több másik autó nem követi Önt ugyanolyan sebességgel, amelyek vezetőinek esetleg nincs idejük reagálni. Csak hát fékezéskor a gyorsulás negatív, így mindenki az autóban ülő élesen előrehajlik. Hidd el, a testedbe mélyedő övek és a megfeszített nyakizmok kellemetlenek. Csak tartsa szem előtt a gyorsulás fizikai fogalmát.

Gravitáció, lendület és egyéb segédeszközök.

A fizika megmondja a gravitáció törvényéről. Vagyis már tudjuk, hogy ha eldobsz egy tárgyat, az a földre esik. Mit jelent? A föld vonz minket és minden tárgyat. Ráadásul a Föld még egy olyan nehéz űrobjektumot is vonz, mint a Hold. Vegye figyelembe, hogy a Hold nem repül el a pályája mentén, és minden este megmutatják az embereknek. Továbbá minden olyan dolog, amit a földre dobtunk a szívünkben, nem lóg a levegőben. A gyorsulás a kidobott tárgyakat is érinti, mert a Földnek hatalmas gravitációs ereje van. És a súrlódási erő is.

Ezért, ha ismeri ezeket a törvényeket, megértheti, mi történik, ha egy személy ejtőernyővel ugrik. Az ejtőernyő területe összefügg az esés sebességének lassulásával? Talán kérjünk egy nagyobb ejtőernyőt? Hogyan hat a lendület egy ejtőernyős térdére, és miért nem tudsz egyenes lábakon landolni?

Hogyan válasszunk alpesi sílécet? Nagyszerű síelő vagy, vagy csak most kezded? Gondoljon a súrlódásra, ellenőrizze új sílécének pontosan ezeket a paramétereit. Ha Ön kezdő, aki nem ismeri a fizikát, akkor nagy valószínűséggel téved a választásában. Lesz ideje megállni?

Oké, nem fogsz ejtőernyőzni, és nem akarsz tudni semmit az alpesi síelésről.

Térjünk vissza a mindennapokhoz. Itt van előtted egy anya és egy csavarkulcs. A csavarkulcs melyik részét kell megfogni, hogy maximális erőt fejtsünk ki az anyára? Aki fizikát tanult, az a lehető legtávolabb fogja meg a kulcsot a diótól. Ha nehéz ajtót szeretne kinyitni egy régi épületbe, akkor a szélétől, a zsanéroktól távol kell rányomni. Szükséges-e beszélni arról a karról és a támaszpontról, amely Galileitől annyira hiányzott?

Valószínűleg ezek a példák egyelőre elegendőek ahhoz, hogy illusztrálják a fizika mindennapi jelenlétét életünkben. És ez csak a mechanika volt! De van optika is, amit a cikk elején említettünk, és az elektromosság is mágneses mezők. A relativitáselméletről pedig szerényen hallgatunk.

Hidd el, a fizika az alapszint mindenkinek szüksége van rá, hogy ne nézzen hülyének és viccesnek a leghétköznapibb helyzetekben.

Először is fel kell mérnie jelenlegi tudásszintjét, és meg kell értenie, mit szeretne elérni. Ha „a semmiből” alatt a téma teljes tudatlanságát értjük, akkor mielőtt rohannánk egy csomó tesztet megoldani mindenféle FIPI-könyvből, meg kell próbálni megérteni magukat a fizika folyamatait és törvényeit, véleményem szerint a megértéshez szükséges. legyen a fő pont, amire figyelnie kell. A megértés nagyban segít annak a résznek a megoldásában, ahol van válaszválasztás (ha van, nem tudom). Tehát ahhoz, hogy elkezdj megérteni valamit, elő kell venned egy tankönyvet, sorban fel kell nyitnod a fizika részeket, és többször elolvasnod, nem kell arra gondolnod, hogy elég lesz egyszer elolvasnod, hanem újra - Olvasd el, légy türelmes. Az elméleti könyvek közül csak G. Ya Myakishev tankönyveit ajánlom profilszint, minden rész külön könyvnek van szentelve. De nem az állandó olvasásra, hanem az érthetetlen helyek felfedezése és a részletesebb olvasás esetén az előadás részletezése sokszor megoldja a megértés problémáját. És az elmélet alaptanulmányozásához: a mathus.ru, ott mindent mérsékelten tömören és értelmesen írnak le. Nem látom értelmét olvasni valami olyan alapvető dolgot, mint a Landsberg, sok időt fogsz tölteni, nem éri meg az egységes államvizsgára. Az oktatóvideók kiváló lehetőségek lehetnek, de egyáltalán nem. ERŐSEN ajánlom Mikhail Penkin (a MIPT tanára) videóit, rengeteg van belőlük a neten és szerintem nem is találsz jobbat. Az ő videói felválthatják az összes tankönyvedet, még jobb lesz, ha velük kezded! Ezután a képletek betöméséről stb. Ne zsúfoljon képleteket, próbáljon megoldani olyan problémákat, ahol ezeket a képleteket használják, idővel emlékezni fog rájuk; tanulj meg saját magad képleteket származtatni, az alaptörvények ismeretében szinte bármit megkaphatsz. Természetesen azt mondod, hogy nehéz elölről kezdeni, de mégis megéri megpróbálni. Ami a problémák megoldását számításokkal és részletes válaszokkal illeti: kezdje az egyszerűekkel, és amint meg tudja oldani őket, növelje a problémák összetettségi szintjét. A problémák megoldásának megtanulásához mindenekelőtt elemeznie kell a már megoldott problémákat az érdeklődési körökből, mert a módszerek, megközelítések és általában a teendők megértése nem merül fel magától, függetlenül attól, hogy mennyi ideig. ülj rá a problémára. I. L. Kasatkina „Physics Tutor” könyveit ajánlom, sok elemzett problémát, olvassa el és értse meg, próbáljon meg egy hasonlót megoldani. Ha kész pénzt fizetni, akkor nem javaslom, hogy menjen oktatóhoz, de ajánlom a http://foxford.ru/ portált, ez nem reklám. Ott lehet tanfolyamokat végezni, a tanárok egyediek. A legfontosabb dolog az, hogy ne add fel, és ne gondold, hogy minden bonyolult, amint elkezdesz rájönni, rájössz, hogy szeretnél tovább kitalálni. Figyelmeztetlek az internetről érkező anyagok halomra, mindenhol előfordulhatnak hibák, és aki most indult, az gyakorlatilag nem tudja megkülönböztetni a jó előkészítéshez szükséges anyagokat az ismeretlentől, ne vegye magától értetődőnek az első dolgot. találkozzunk, próbáljuk kitalálni, megkérdőjelezzünk mindent, ez a fejlődés kulcsa. És ha húzunk egy vonalat:

1) próbáld megérteni

2) kezdje valami egyszerűvel

3) ne ragadj le az egyszerű problémák megoldásán, ha megérted, nem fog kiszállni a fejedből

4) ne zsúfolj

5) használj jó forrásokat (az általam idézetteket személyesen ellenőriztem)

Jobb, ha megérti és magabiztosan válaszolja meg az egységes államvizsgát, mintsem memorizálja és megoldja a problémákat. Egy év alatt NEM lehet mindent megérteni, hidd el, a fizika nem csak cselekvések algoritmusa. De biztos vannak olyan témáid, amelyekbe belemélyedsz, hogy mindegyiket, vagy majdnem mindegyiket magabiztosan meg tudod oldani. Tehát amikor az összes szakaszt „átmegyünk”, különösen figyelni kell azokra, amelyek jobbak. Sok szerencsét!

A fizikavizsga sikeres letételéhez figyelmesnek kell lennie az órán, és rendszeresen tanulnia kell új anyagés kellően mélyen ismeri a mögöttes gondolatokat és elveket. Ehhez többféle módszert használhat, és együttműködhet osztálytársaival a tudás megszilárdítása érdekében. Fontos továbbá, hogy a vizsga előtt jól pihenjen és étkezzen, a vizsga alatt pedig nyugodt maradjon. Ha a vizsga előtt rendesen tanultál, gond nélkül le tudod tenni.

Lépések

Hogyan hozhatja ki a legtöbbet az osztálytermi tevékenységeiből

Néhány nappal vagy héttel a vizsga előtt kezdje el tanulmányozni az anyagot. Nem valószínű, hogy jól sikerül a vizsgád, ha az utolsó este elkezdesz felkészülni rá. A vizsga előtt néhány nappal vagy akár héttel ütemezzen időt a kérdések tanulmányozására, áttekintésére és gyakorlására, hogy bőven legyen ideje felkészülni rá.

• Próbálja meg a lehető legjobban megérteni a szükséges anyagot, hogy magabiztosan érezze magát a vizsga során.

1. Tekintse át azokat a témákat, amelyek megjelenhetnek a vizsgán. Valószínűleg ezek azok a témák, amelyeket nemrégiben foglalkozott az órán, és ezekből kaptál házi feladatot. Tekintse át az órán készített jegyzeteit, és próbáljon emlékezni azokra az alapvető képletekre és fogalmakra, amelyekre szükség lehet a vizsgához.

2. Óra előtt olvassa el a tankönyvet. Előzetesen ismerkedjen meg a vonatkozó témával, hogy jobban megértse az anyagot az óra alatt. Sok fizikai alapelv azon alapul, amit korábban tanultál. Határozza meg azokat a pontokat, amelyek nem világosak az Ön számára, és írjon le kérdéseket, amelyeket feltehet tanárának.

   • Például, ha már megtanulta a sebesség meghatározását, akkor valószínűleg a következő lépésben megtanulja az átlagos gyorsulás kiszámítását. Előzetesen olvassa el a tankönyv vonatkozó részét, hogy jobban megértse az anyagot.

3. Problémák megoldása otthon. Minden iskolai óra után legalább 2-3 órát szánj új képletek memorizálására és használatuk megtanulására. Ez az ismétlés segít abban, hogy jobban megértse az új ötleteket, és megtanulja, hogyan oldhatja meg a vizsgán esetlegesen felmerülő problémákat.

   • Ha kívánja, időzítheti magát a közelgő vizsga feltételeinek reprodukálására.

4. Tekintse át és javítsa ki a házi feladatát. Tekintse át az elkészült házi feladatokat, és próbálja meg újra megoldani azokat a feladatokat, amelyek nehézséget okoztak, vagy rosszul fejezték be. Felhívjuk figyelmét, hogy sok tanár ugyanazokat a kérdéseket és feladatokat teszi fel a vizsgán, mint a házi feladatban.

   • Még a helyesen elvégzett feladatokat is át kell tekintenie, hogy összevonhassa a tárgyalt anyagot.

5. Vegyen részt minden órában, és figyeljen. A fizikában az új ötletek, koncepciók a korábbi ismeretekre épülnek, ezért is nagyon fontos, hogy ne hagyd ki az órákat és ne tanulj rendszeresen, különben lemaradhatsz másokról. Ha nem tud részt venni egy órán, feltétlenül vegye elő a jegyzeteit, és olvassa el a megfelelő részt a tankönyvében.

   • Ha vészhelyzet vagy betegség miatt nem tud részt venni az órán, kérdezze meg oktatóját, hogy milyen anyagot kell megtanulnia.

6. Használjon kártyákat, hogy segítsen emlékezni a különféle kifejezésekre és képletekre.Írja fel a kártya egyik oldalára a fizikai törvény nevét, a másik oldalára pedig a megfelelő képletet. Kérj meg valakit, hogy olvassa fel hangosan a képlet nevét, majd próbálja meg helyesen leírni.

   • Például írhatja a „sebesség” szót a kártya egyik oldalára, és a megfelelő képletet a másodikra: „v=s/t”.
   • A kártya egyik oldalára írhatja „Newton második törvényét”, a másodikra ​​pedig a megfelelő képletet: „∑F = ma”.

7. Ne feledje, mi okozta a legtöbb problémát a korábbi vizsgákon. Ha már írtad teszt dolgozatok vagy korábban vizsgázott, különös figyelmet kell fordítania azokra a témákra, amelyek nehézségeket okoztak. Így javítani fog a gyenge részein, és magasabb osztályzatot tud szerezni.

   • Ez különösen hasznos a záróvizsgák előtt, amelyek a fizika számos területén mérik fel a tudást.

Hogyan készüljünk fel a vizsgára

1. A vizsga előtt aludj egy kicsit. 7-8 óra . Szükséges eleget aludni, hogy könnyebben emlékezzen a feldolgozott anyagra, és megtalálja a megfelelő megoldásokat a problémákra. Ha egész éjszaka zsúfolkodsz, és nem pihensz eleget, másnap reggel nem fogsz emlékezni arra, hogy mit tanultál előző nap.

   • Még ha a vizsgát a nap közepére tervezik is, jobb korán ébredni és előre felkészülni.
   • A fizika fokozott figyelmet igényel és kritikus gondolkodás, ezért jobb, ha kipihenten és jól aludva jössz a vizsgára.
   • Tartsa be szokásos alvási ütemtervét - ez lehetővé teszi a megszerzett ismeretek megszilárdítását.

2. Reggelizz egy jót a vizsga napján. Reggelire érdemes lassan emészthető szénhidrátokban gazdag ételeket fogyasztani, például zabpelyhet vagy teljes kiőrlésű kenyeret – ez segít hatékonyabban teljesíteni a vizsga során. Egyél fehérjetartalmú ételeket is, például tojást, joghurtot vagy tejet, hogy hosszabb ideig telten maradhasson. Végül, adjon testének egy extra energiát azzal, hogy a reggelit rostban gazdag gyümölcsökkel fejezze be, mint például alma, banán vagy körte.

   • Az egészséges, laktató reggeli elfogyasztása a vizsga előtt segít abban, hogy jobban emlékezzen a feldolgozott anyagra.

A Földön élő tudósok rengeteg eszközt használnak, hogy leírják, hogyan működik a természet és az univerzum egésze. Hogy törvényekhez és elméletekhez jutnak. Mi a különbség? Egy tudományos törvény gyakran egy matematikai állításra redukálható, például E = mc²; ez az állítás empirikus adatokon alapul, és igazsága általában egy bizonyos feltételrendszerre korlátozódik. E = mc² esetén a fény sebessége vákuumban.

Egy tudományos elmélet gyakran arra törekszik, hogy bizonyos jelenségekkel kapcsolatos tények vagy megfigyelések halmazát szintetizálja. És általában (de nem mindig) világos és tesztelhető megállapítás születik a természet működéséről. Egyáltalán nem szükséges csökkenteni tudományos elmélet az egyenlethez, de valójában valami alapvetőt képvisel a természet működésében.

Mind a törvények, mind az elméletek az alapelemektől függenek tudományos módszer, mint például hipotézisek felállítása, kísérletek végzése, empirikus adatok megtalálása (vagy nem találása) és következtetések levonása. Végül is a tudósoknak képesnek kell lenniük az eredmények megismétlésére, ha egy kísérlet egy általánosan elfogadott törvény vagy elmélet alapjává akar válni.

Ebben a cikkben tíz olyan tudományos törvényt és elméletet fogunk megvizsgálni, amelyeket akkor is ecsetelhet, ha például nem használ olyan gyakran pásztázó elektronmikroszkópot. Kezdjük egy durranással, és fejezzük be a bizonytalansággal.

Ha van egy tudományos elmélet, amelyet érdemes megismerni, magyarázza el, hogyan érte el az univerzum jelenlegi állapotát (vagy nem érte el). Edwin Hubble, Georges Lemaitre és Albert Einstein kutatásai alapján az Ősrobbanás-elmélet azt feltételezi, hogy az univerzum 14 milliárd évvel ezelőtt hatalmas kiterjedéssel kezdődött. Valamikor az univerzum egy ponton magába foglalt, és a jelenlegi világegyetem összes anyagát magába foglalta. Ez a mozgás a mai napig tart, és maga az univerzum folyamatosan tágul.

Az ősrobbanás elmélete széles körben elterjedt a tudományos körökben, miután Arno Penzias és Robert Wilson 1965-ben felfedezte a kozmikus mikrohullámú hátteret. Rádióteleszkópok segítségével két csillagász fedezte fel a kozmikus zajt vagy statikus zajt, amely idővel nem oszlik el. Robert Dicke Princeton-kutatóval együttműködve a tudóspár megerősítette Dicke azon hipotézisét, hogy az eredeti Nagy durranás alacsony szintű sugárzást hagyott maga után, amely az egész Univerzumban észlelhető.

A kozmikus tágulás Hubble-törvénye

Tartsuk Edwin Hubble-t egy pillanatra. Míg az 1920-as években a nagy gazdasági világválság tombolt, Hubble úttörő szerepet játszott a csillagászati ​​kutatásban. Nemcsak bebizonyította, hogy léteznek ezen kívül más galaxisok is Tejút, hanem azt is felfedezték, hogy ezek a galaxisok rohannak el a sajátunktól, ezt a mozgást recessziónak nevezte.

A galaktikus mozgás sebességének számszerűsítésére Hubble javasolta a kozmikus tágulás törvényét, más néven Hubble törvényét. Az egyenlet így néz ki: sebesség = H0 x távolság. A sebesség azt a sebességet jelenti, amellyel a galaxisok távolodnak; H0 a Hubble-állandó, vagy olyan paraméter, amely az univerzum tágulásának sebességét jelzi; A távolság egy galaxis távolsága attól a galaxistól, amellyel az összehasonlítást végezzük.

A Hubble-állandót már jó ideje különféle értékeken számolták, de jelenleg 70 km/s per megaparszek. Ez nem olyan fontos számunkra. A lényeg az, hogy a törvény kényelmes módot biztosít egy galaxis sebességének mérésére a sajátunkhoz képest. És ami még fontos, hogy a törvény megállapította, hogy az Univerzum sok galaxisból áll, amelyek mozgása az Ősrobbanásig vezethető vissza.

A bolygómozgás Kepler-törvényei

A tudósok évszázadokon keresztül küzdöttek egymással és vallási vezetőkkel a bolygók pályáiért, különösen attól, hogy keringenek a Nap körül. A 16. században Kopernikusz előterjesztette ellentmondásos heliocentrikus koncepcióját Naprendszer, amelyben a bolygók nem a Föld, hanem a Nap körül keringenek. Azonban csak Johannes Keplernél, aki Tycho Brahe és más csillagászok munkáira épített, volt egyértelmű tudományos alapon a bolygók mozgásához.

A Kepler-féle bolygómozgás három törvénye, amelyet a 17. század elején dolgoztak ki, a bolygók Nap körüli mozgását írja le. Az első törvény, amelyet néha keringési törvénynek is neveznek, kimondja, hogy a bolygók elliptikus pályán keringenek a Nap körül. A második törvény, a területek törvénye azt mondja, hogy a bolygót a Nappal összekötő vonal egyenlő időközönként egyenlő területeket képez. Más szóval, ha megmérjük a Földtől a Napig húzott vonallal létrehozott területet, és 30 napon keresztül nyomon követjük a Föld mozgását, akkor a terület ugyanaz lesz, függetlenül a Föld origóhoz viszonyított helyzetétől.

A harmadik törvény, a periódusok törvénye lehetővé teszi számunkra, hogy egyértelmű kapcsolatot állapítsunk meg a bolygó keringési ideje és a Nap távolsága között. Ennek a törvénynek köszönhetően tudjuk, hogy egy olyan bolygónak, amely viszonylag közel van a Naphoz, mint a Vénusz, sokkal rövidebb keringési ideje van, mint a távoli bolygóknak, például a Neptunusznak.

A gravitáció egyetemes törvénye

Ez ma már egyenrangú lehet, de több mint 300 évvel ezelőtt Sir Isaac Newton egy forradalmi ötletet javasolt: bármely két objektum – tömegétől függetlenül – gravitációs vonzást fejt ki egymásra. Ezt a törvényt egy egyenlet képviseli, amellyel sok iskolás találkozik középiskolás fizikából és matematikából.

F = G × [(m1m2)/r²]

F a gravitációs erő két objektum között, newtonban mérve. M1 és M2 a két objektum tömege, míg r a köztük lévő távolság. G a gravitációs állandó, jelenleg 6,67384(80)·10–11 vagy N·m2·kg–2.

Az egyetemes gravitációs törvény előnye, hogy lehetővé teszi bármely két objektum közötti gravitációs vonzás kiszámítását. Ez a képesség rendkívül hasznos, amikor a tudósok például műholdat bocsátanak pályára, vagy meghatározzák a Hold irányát.

Newton törvényei

Mivel a Földön valaha élt egyik legnagyobb tudósról beszélünk, beszéljünk Newton többi híres törvényéről. Három mozgástörvénye a modern fizika lényeges részét képezi. És mint sok más fizikatörvény, egyszerűségükben elegánsak.

A három törvény közül az első kimondja, hogy a mozgásban lévő tárgy mozgásban marad, hacsak nem hat rá külső erő. A földön guruló labdának, külső erő előfordulhat súrlódás a labda és a padló között, vagy egy fiú más irányba üti a labdát.

A második törvény egy tárgy tömege (m) és gyorsulása (a) között az F = m x a egyenlet formájában állapítja meg a kapcsolatot. F az erőt jelenti, newtonban mérve. Ez is egy vektor, vagyis van egy iránykomponense. A gyorsulás miatt a padlón gördülő labdának speciális vektora van a mozgása irányában, és ezt figyelembe veszik az erő kiszámításakor.

A harmadik törvény meglehetősen jelentőségteljes, és ismerősnek kell lennie számodra: minden cselekvésre egyenlő és ellentétes reakció jár. Vagyis minden, a felületen lévő tárgyra kifejtett erő esetén a tárgyat ugyanolyan erővel taszítják.

A termodinamika törvényei

C. P. Snow brit fizikus és író egyszer azt mondta, hogy egy nem tudós, aki nem ismeri a termodinamika második főtételét, olyan, mint egy tudós, aki soha nem olvasta Shakespeare-t. Snow ma már híres kijelentése hangsúlyozta a termodinamika fontosságát, és annak szükségességét, hogy még a nem tudományos embereknek is ismerniük kell.

A termodinamika az energia működésének tudománya egy rendszerben, legyen az motor vagy a Föld magja. Ez több alaptörvényre redukálható, amelyeket Snow a következőképpen vázolt fel:

• Nem nyerhetsz.
• Nem fogja elkerülni a veszteségeket.
• Nem hagyhatod el a játékot.

Értsük meg ezt egy kicsit. Azzal, hogy nem nyerhetsz, Snow azt akarta mondani, hogy mivel az anyag és az energia megmarad, nem nyerheted meg az egyiket anélkül, hogy a másikat ne veszítsd el (azaz E=mc²). Ez azt is jelenti, hogy a motor működtetéséhez hőt kell szolgáltatni, de tökéletesen zárt rendszer hiányában bizonyos hő elkerülhetetlenül a nyílt világba távozik, ami a második törvényhez vezet.

A második törvény – a veszteségek elkerülhetetlenek – azt jelenti, hogy a növekvő entrópia miatt nem lehet visszatérni az előzőhöz. energia állapot. Az egy helyre koncentrált energia mindig az alacsonyabb koncentrációjú helyekre hajlik.

Végül a harmadik törvény – nem lehet kilépni a játékból – az elméletileg lehetséges legalacsonyabb hőmérsékletre – mínusz 273,15 Celsius fokra – vonatkozik. Amikor a rendszer eléri az abszolút nullát, a molekulák mozgása leáll, ami azt jelenti, hogy az entrópia eléri a legalacsonyabb értékét, és nem is lesz kinetikus energia. De a való világban lehetetlen elérni az abszolút nullát – csak nagyon közel lehet hozzájutni.

Arkhimédész ereje

Miután az ókori görög Arkhimédész felfedezte a felhajtóerő elvét, állítólag azt kiáltotta, hogy „Eureka!” (Megtalálta!), és meztelenül átrohant Szirakúzán. Így szól a legenda. A felfedezés nagyon fontos volt. A legenda azt is mondja, hogy Arkhimédész fedezte fel az elvet, amikor észrevette, hogy a fürdőkádban a víz felemelkedik, amikor egy testet belemerítenek.

Arkhimédész felhajtóerő-elve szerint a víz alá merült vagy részben víz alá süllyedt tárgyra ható erő egyenlő a tárgy által kiszorított folyadék tömegével. Ez az elv kritikus jelentőségű a sűrűségszámításoknál, valamint a tengeralattjárók és más óceánjáró hajók tervezésénél.

Evolúció és természetes szelekció

Most, hogy felállítottunk néhány alapvető fogalmat arról, hogyan kezdődött az univerzum, és hogyan hatnak ránk a fizikai törvények mindennapi élet, vessünk egy pillantást az emberi alakra, és derítsük ki, hogyan jutottunk el idáig. A legtöbb tudós szerint minden földi életnek közös őse van. De ahhoz, hogy ilyen hatalmas különbség alakuljon ki az összes élő szervezet között, némelyiküknek külön fajon kellett alakulnia.

Általános értelemben ez a differenciálódás az evolúció folyamatán keresztül ment végbe. Az élőlények populációi és tulajdonságaik olyan mechanizmusokon mentek keresztül, mint például a mutációk. A túlélés szempontjából előnyösebb tulajdonságokkal rendelkezőket, mint például a barna békák, amelyek kiválóan álcáznak a mocsárban, természetesen kiválasztották a túlélésre. Innen származik a természetes szelekció kifejezés.

Ezt a két elméletet sok-sokszor meg lehet szorozni, és valójában ezt tette Darwin a 19. században. Az evolúció és a természetes szelekció megmagyarázza a földi élet óriási sokféleségét.

Általános relativitáselmélet

Albert Einstein jelentős felfedezés volt és marad, amely örökre megváltoztatta az univerzumról alkotott képünket. Einstein legnagyobb áttörése az volt, hogy a tér és az idő nem abszolút, és hogy a gravitáció nem egyszerűen egy tárgyra vagy tömegre ható erő. A gravitáció inkább annak a ténynek köszönhető, hogy a tömeg meghajlítja magát a teret és az időt (téridőt).

Ha ezen gondolkozunk, képzeljük el, hogy egyenes vonalban, keleti irányban áthaladunk a Földön, mondjuk az északi féltekéről. Egy idő után, ha valaki pontosan meg akarja határozni a tartózkodási helyét, sokkal délebbre és keletebbre lesz az eredeti helyzetétől. Ez azért van, mert a Föld görbült. Ha egyenesen keletre szeretne vezetni, figyelembe kell vennie a Föld alakját, és enyhén észak felé kell vezetnie. Hasonlíts össze egy kerek labdát és egy papírlapot.

A tér nagyjából ugyanaz. Például a Föld körül repülő rakéta utasai számára nyilvánvaló lesz, hogy egyenes vonalban repülnek az űrben. A valóságban azonban a körülöttük lévő téridőt a Föld gravitációja elgörbíti, ami arra készteti őket, hogy előrehaladjanak és a Föld pályáján maradjanak.

Einstein elmélete óriási hatással volt az asztrofizika és a kozmológia jövőjére. Elmagyarázott egy apró és váratlan anomáliát a Merkúr pályájában, megmutatta, hogyan hajlik el a csillagfény, és elméleti alapja fekete lyukak számára.

Heisenberg bizonytalansági elve

Einstein relativitáselméletének kiterjesztése többet tanított meg nekünk az univerzum működéséről, és segített lerakni a kvantumfizika alapjait, ami az elméleti tudomány teljesen váratlan zavarához vezetett. 1927-ben annak felismerése, hogy az univerzum minden törvénye rugalmas egy adott kontextusban, Werner Heisenberg német tudós lenyűgöző felfedezéséhez vezetett.

Heisenberg bizonytalansági elvének posztulálásával rájött, hogy lehetetlen egyszerre tudni magas szint egy részecske pontosan két tulajdonsága. Nagy pontossággal ismerheti az elektron helyzetét, de a lendületét nem, és fordítva.

Niels Bohr később olyan felfedezést tett, amely segített megmagyarázni Heisenberg elvét. Bohr felfedezte, hogy az elektronnak mind a részecske, mind a hullám tulajdonságai vannak. A koncepció hullám-részecske kettősségként vált ismertté, és a kvantumfizika alapját képezte. Ezért, amikor egy elektron helyzetét mérjük, úgy definiáljuk, mint egy meghatározatlan hullámhosszú részecske a tér egy bizonyos pontjában. Amikor egy impulzust mérünk, az elektront hullámként kezeljük, ami azt jelenti, hogy tudjuk a hosszának amplitúdóját, de nem a helyzetét.

Az „Elméleti minimum” azoknak szól, akik kihagyták a fizikaórákat az iskolában és az egyetemen, de már megbánták. Szeretné megérteni a természettudomány alapjait, és megtanulni úgy gondolkodni és érvelni, ahogy a modern fizikusok teszik? A neves amerikai tudósok, Leonard Susskind és George Grabowski eredeti és szokatlan formában kínálnak bevezető kurzust matematikából és fizikából a kíváncsi elmék számára. Más népszerű tudományos könyvektől eltérően, amelyek a fizika törvényeit közérthető módon próbálják megmagyarázni, ügyesen kikerülve az egyenleteket és képleteket, a szerzők a természettudomány klasszikus alapjaira tanítják az olvasót. A könyv saját, eredeti oktatási módszertant kínál, kiegészítve a theoreticalminimum.com weboldalon közzétett videó előadásokkal.

Mi a klasszikus fizika?
A klasszikus fizika kifejezés azt a fizikát jelenti, amely a megjelenése előtt létezett kvantummechanika. A klasszikus fizika magában foglalja a részecskék mozgásának Newton-törvényeit, az elméletet elektromágneses mező Maxwell-Faraday és általános elmélet Einstein relativitáselmélete. De többről van szó, mint konkrét jelenségekre vonatkozó konkrét elméletekről; ez elvek és szabályok sorozata – egy alapvető logika, amely alárendel minden olyan jelenséget, amelynél a kvantumbizonytalanság nem fontos. Ezt a boltozatot Általános szabályok klasszikus mechanikának nevezzük.
A klasszikus mechanika feladata a jövő megjóslása. A tizennyolcadik századi fizikus, Pierre-Simon Laplace ezt egy híres idézetben fejezte ki:

"Az Univerzum állapota egy adott pillanatban tekinthető múltja következményének és jövője okának. Gondolkodó lény, aki egy adott pillanatban ismerte a természet összes mozgatórugóját és minden helyzetét. A tárgyak, amelyekből a világ áll, – ha elméje elég széles lenne ahhoz, hogy elemezze ezeket az adatokat – egy egyenletben kifejezhetné az Univerzum legnagyobb testeinek és a legkisebb atomoknak a mozgását egy ilyen értelem számára nem lenne bizonytalan elhagyta, és a jövő ugyanúgy megnyílik a szeme előtt, mint a múlt."

Tartalom
Előszó
1. előadás A klasszikus fizika természete
1. közjáték Térközök, trigonometria és vektorok
2. előadás Mozgás
2. közjáték Integrálszámítás
3. előadás Dinamika
3. közjáték Részleges differenciálás
4. előadás Több részecske rendszerei
5. előadás Energia
6. előadás A legkisebb cselekvés elve
7. előadás Szimmetriák és természetvédelmi törvények
8. előadás Hamiltoni mechanika és szimmetria az időeltolódás vonatkozásában
9. előadás Fázisfolyadék és a Gibbs-Liouville-tétel
10. előadás Poisson zárójel, szögimpulzus és szimmetriák
11. előadás Elektromos és mágneses erők
Függelék Központi erők és bolygópályák.

A fenti és lenti gombokkal „Vegyél papírkönyvet”és a „Vásárlás” link segítségével megvásárolhatja ezt a könyvet Oroszország egész területén kiszállítással, valamint a hasonló könyveket a legjobb áron papír formában a hivatalos online áruházak Labyrinth, Ozon, Bookvoed, Read-Gorod, Litres, My-shop webhelyein, Book24, Könyvek ru.

Kattintson a „Vásárlás és letöltés” ​​gombra e-könyv"Ezt a könyvet elektronikus formában megvásárolhatja a hivatalos literes online áruházban, majd letöltheti a literes webhelyről.

A „Hasonló anyagok keresése más webhelyeken” gombra kattintva más webhelyeken is találhat hasonló anyagokat.

A fenti és lenti gombokon megvásárolhatja a könyvet a hivatalos Labirint, Ozon és mások online áruházakban. Más webhelyeken is kereshet kapcsolódó és hasonló anyagokat.