Zacznij od nauki. Fizyka: podstawowe pojęcia, wzory, prawa
Aby skorzystać z podglądu prezentacji, załóż konto (konto) Google i zaloguj się: https://accounts.google.com
Podpisy slajdów:
fizyka w naszym życiu
Natura zawsze żyje według własnych praw. Studiujemy je, starając się zrozumieć. Bardzo ważne jest poznanie i zrozumienie podstaw, aby zastosować tę wiedzę w życiu. A człowiek - fenomen samej natury - Zawsze do niej dążył, ona jest jego duszą. Energia jest wszędzie, energia wolności I jak dobra jest natura!
Radość widzenia i zrozumienia to najpiękniejszy dar natury. Zadanie fizyki: Uczynić NIEZNANE ZNANYM, zamienić ignorancję w WIEDZĘ. A. Einsteina
Skąd wieje wiatr? Dlaczego pada deszcz? Czym jest burza z piorunami? Nauka fizyki pomoże Ci wyjaśnić zjawiska naturalne, odpowiedzieć na wiele pytań,
Dlaczego słońce zaszło i nadal jest jasno? Dlaczego księżyc jest inny na niebie?
Zorza polarna Widziałeś takie piękno? Unosi się, zmienia, gra. I ciągnie się na wiedźmową wysokość. Macha skrzydłami i leci w otchłań. Jaka siła i jaka rozkosz! Jakie kolory, moje serce się zatrzymuje! Przelatuje, widzisz tam smoka? Spójrz, teraz grają organy. Blasku północy jesteś jak Bóstwo! Nie podlegasz umysłowi ani ciału! O mój Boże! Świetnie i łatwo! Taki cud tutaj, na dalekiej północy!
Czym jest tęcza?
Czym jest ogień? Czym jest elektryfikacja?
FIZYKA I PRZESTRZEŃ Co to jest meteoryt? Co to jest satelita?
Jaka jest prędkość rakiety? Czym są asteroidy?
Czy można żyć na innych planetach? Merkury SATURN
Co to jest ciśnienie atmosferyczne? Jaka jest nasza planeta?
Czym jest dźwięk? Jak ułożone są nasze oczy? Dlaczego wpadają w śnieg?
Jak działa żarówka? Jak działa silnik elektryczny? Jak działa pompa tłokowa? Jak działa lodówka?
Fizycy Archimedes Blaise Pascal Albert Einstein Galileo Galilei Isaac Newton Rene Descartes M. V. Lomonosov 2 3 1 4 5 6 2. 7
Para wodna nie utrzymuje się cały czas w powietrzu. Część zamienia się z powrotem w wodę. Nazywa się to kondensacją i dzieje się, gdy powietrze się ochładza. Dokąd trafia woda, gdy wysycha? Już teraz możesz odpowiedzieć na kilka pytań fizycznych. Woda z powietrza Sam możesz sprawić, by woda się pojawiła. Włóż szklankę wody do lodówki na godzinę, aby ją ochłodzić. Gdy go wyjmiesz, zobaczysz, że na ściankach szklanki zaczynają pojawiać się krople wody. Zimna szyba chłodzi otaczające ją powietrze, a para wodna z powietrza kondensując tworzy na ściankach szyby kropelki wody. Z tego samego powodu krople wody spływają po wewnętrznej stronie zamglonej szyby w chłodne dni.
Woda wydaje się być nieszkodliwa. I zdarza się, że woda eksploduje jak proch strzelniczy. Tak, to bzdury. Woda jest dwadzieścia razy bardziej niebezpieczna niż proch strzelniczy, jeśli nie wiesz, jak się z nią obchodzić. Był przypadek, kiedy woda wysadziła w powietrze cały pięciopiętrowy dom i zabiła dwadzieścia trzy osoby. To było w Ameryce jakieś czterdzieści lat temu. Jak to się mogło stać? Faktem jest, że ten dom był fabryką. Na dolnym piętrze do dużego pieca wbity był ogromny kocioł. Było w nim tyle wody, co w dużym stawie. Po rozgrzaniu pieca woda w kotle gotowała się, a para szła rurą do silnika parowego. Kiedyś inżynier gapił się i nie pompował wody na czas. W kotle pozostało bardzo mało wody. Ale piec nadal się nagrzewał. Z tego powodu ściany kotła stały się gorące. Kierowca nie pomyślał o tym - wziął go i nalał wody do rozgrzanego do czerwoności kotła. Czy wiesz, co się dzieje, gdy nalewasz wodę na gorące żelazko? Natychmiast zamienia się w parę. To samo wydarzyło się tutaj. Cała woda zamieniła się w parę, w kotle zgromadziło się za dużo pary, kocioł nie wytrzymał i pękł. Stało się jeszcze gorzej: w Niemczech od razu wybuchły dwadzieścia dwa kotły. Wszystkie domy wokół zostały zniszczone. Fragmenty kotłów leżały w odległości pół kilometra od miejsca wybuchu. Jak straszna jest para wodna! Czy woda może wysadzić dom?
Urządzenia Jak są rozmieszczone? Jak używać? Co jest mierzone?
TAJEMNICE Niedźwiedź ryknął nad wszystkimi górami, wszystkimi morzami. Co to jest? 1. PIEŚŃ 2. grzmot 3. SHOROCH Jak duże są arbuzy, jak małe są jabłka. Nie mogą mówić, ale potrafią określić wagę. Przechodzi przez nos do klatki piersiowej, a rewers utrzymuje ścieżkę. Jest niewidzialny, a jednak nie możemy bez niego żyć.
Opowie wszystko, choć bez języka, kiedy będzie pogodnie, a kiedy - chmury. Na zewnątrz burza z piorunami, ulewny deszcz. Które zjawisko zarejestrujemy jako pierwsze: usłyszymy grzmoty czy zobaczymy błyskawice?
Trzymam ciepło, zimno, wymienię dla Ciebie piekarnik i lodówkę na kampanię. Śnieg i lód tam błyszczą, mieszka tam sama zima. Żelazny wieloryb pod wodą Dzień i noc, wieloryb nie śpi Dzień i noc pod wodą Chroni twój spokój.
Co należy zrobić, aby jeden arkusz spadł na drugi? Odpowiedź. Jedno z rozwiązań: zgnieć jeden arkusz, objętość zmniejszy się, ciało opadnie szybciej.
Instrumenty fizyczne
zjawiska fizyczne piorun tarcie bezwładność ruch cząsteczka tęczy
STARAJ SIĘ ZROZUMIEĆ NAUKĘ WSZYSTKO GŁĘBIEJ, POZNAĆ WIECZNE PRAGNIENIE. TYLKO PIERWSZA WIEDZA BĘDZIE ŚWIATŁEM DLA CIEBIE, WIESZ, ŻE WIEDZA NIE MA OGRANICZEŃ. Ferdowsi (perski i tadżycki poeta, 940-1030)
Iwanowa Alicja
Znajomość fizyki pomaga nam czynić życie wygodniejszym, prawidłowo wykorzystywać zjawiska i procesy fizyczne, zapobiegać ich szkodliwemu wpływowi na organizm, zapobiegać wypadkom.
Ściągnij:
Zapowiedź:
Aby skorzystać z podglądu prezentacji, załóż konto (konto) Google i zaloguj się: https://accounts.google.com
Podpisy slajdów:
Stosowanie praw fizyki w życiu codziennym
Fizyka otacza nas wszędzie, zwłaszcza w domu. Jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że tego nie widzimy. Znajomość zjawisk fizycznych i praw pomaga nam w pracach domowych, chroni nas przed błędami. Spójrz na to, co dzieje się w Twoim domu oczami fizyka, a zobaczysz wiele ciekawych i przydatnych rzeczy!
Aby zapobiec pęknięciu szkła po wlaniu do niego wrzącej wody, umieszcza się w nim metalową łyżkę. Codziennie gotujemy wodę, z dwóch filiżanek wrzątku ta o cieńszej ściance nie pęknie, ponieważ będzie się równomierniej szybciej nagrzewać. zjawiska termiczne
Kiedy kąpiemy się w łazience, w wyniku kondensacji pary wodnej dochodzi do zaparowania lustra i ścian. Jeśli gorąca woda zostanie nalana do kubka i przykryta pokrywką, para wodna skrapla się na pokrywce. Kran z zimną wodą zawsze można odróżnić po kropelkach wody, które powstały na nim podczas kondensacji pary wodnej. Kondensacja
Herbata parzona Kiszenie ogórków, grzybów, ryb itp. Dyfuzja zapachów Dyfuzja Herbatę zaparza się zawsze we wrzącej wodzie, ponieważ szybciej rozchodzi się ona Nie prać razem kolorowych i białych rzeczy!
Uchwyty garnków są wykonane z materiałów, które słabo przewodzą ciepło, aby się nie poparzyć.Przenikanie ciepła Jeśli pokrywka garnka ma metalowy uchwyt i nie ma pod ręką uchwytów na garnki, możesz użyć spinacza do bielizny lub włożyć korek do otworu. Nie otwieraj pokrywki garnka i nie zaglądaj do niego, gdy gotuje się w nim woda. Oparzenia parą są bardzo niebezpieczne!
może służyć do przechowywania gorących i zimnych produktów. Wewnętrzna szklana kolba termosu posiada podwójne ścianki, pomiędzy którymi znajduje się próżnia. Zapobiega to utracie ciepła przez przewodzenie. Żarówka ma kolor srebrny, aby zapobiec utracie ciepła przez promieniowanie. Korek zapobiega utracie ciepła przez konwekcję. Ponadto ma słabą przewodność cieplną. Obudowa chroni kolbę przed uszkodzeniem. Termos Jeśli nie ma termosu, to słoik zupy można zawinąć w folię i gazetę lub wełniany szal, a garnek zupy przykryć kołdrą lub bawełnianym kocem.
Drewno ma słabą przewodność cieplną, dlatego parkiet drewniany jest cieplejszy niż inne podłogi. Dywan ma słabą przewodność cieplną, więc stopy są na nim cieplejsze. Aby dom był cieplejszy W podwójnych szybach między szybami powietrze (czasami jest nawet wypompowywane). Jego słaba przewodność cieplna uniemożliwia wymianę ciepła między zimnym powietrzem na zewnątrz a ciepłym powietrzem w pomieszczeniu. Ponadto okna z podwójnymi szybami zmniejszają poziom hałasu.
Baterie w mieszkaniach znajdują się poniżej, ponieważ gorące powietrze z nich unosi się w wyniku konwekcji i ogrzewa pomieszczenie. Okap jest umieszczony nad piecem, ponieważ unoszą się gorące opary i opary z jedzenia. Konwekcja
Przy tradycyjnym ogrzewaniu pomieszczeń najzimniejszym miejscem w pomieszczeniu jest podłoga, a najcieplejszym przy suficie. W przeciwieństwie do konwekcji pomieszczenie jest ogrzewane promieniowaniem z podłogi od dołu do góry, a stopy nie zamarzają! Nie zmarznij w stopy!
Zapięcia magnetyczne na torbach i kurtkach. Magnesy ozdobne. Zamki magnetyczne na meblach. Magnesy są często używane w życiu codziennym.
Aby zwiększyć nacisk ostrzymy nożyczki i noże za pomocą cienkich igieł. Ciśnienie
dźwignia, śruba, bramka, klin W życiu codziennym często posługujemy się prostymi mechanizmami: Nożyczki oparte są na dźwigni
Używamy naczyń połączonych...
Aby zwiększyć tarcie, nosimy buty z tłoczonymi podeszwami. Dywan w przedpokoju wykonany jest na gumowej podstawie. Szczoteczki do zębów i rączki wykorzystują specjalne gumowe podkładki. Tarcie
Czyste i suche włosy, czesane plastikowym grzebieniem, są do niego przyciągane, ponieważ w wyniku tarcia grzebień i włosy nabierają ładunku równej wielkości i przeciwnego znaku. Metalowy grzebień nie daje takiego efektu, ponieważ jest dobrym przewodnikiem
Po włączeniu i obsłudze telewizora w pobliżu ekranu powstaje silne pole elektryczne. Odkryliśmy to za pomocą rękawa z folii. Ze względu na pole elektrostatyczne, kurz przylega do ekranu telewizora, dlatego należy go regularnie czyścić! Podczas pracy telewizora nie można znajdować się w odległości mniejszej niż 0,5 m od jego tylnych i bocznych paneli. Silne pole magnetyczne cewek kontrolujących wiązkę elektronów ma zły wpływ na organizm człowieka! telewizor
Wagi Fizyczne urządzenia gospodarstwa domowego Zlewka Termometr Monitor ciśnienia krwi Zegar Barometr Termometr pokojowy
W prezentowanych urządzeniach elektrycznych wykorzystuje się efekt cieplny prądu. Elektryczne urządzenia gospodarstwa domowego. Używamy ich codziennie!
Zasady bezpieczeństwa Aby uniknąć przeciążeń i zwarć, nie podłączaj kilku potężnych urządzeń do jednego gniazdka!
Podczas odłączania urządzenia nie ciągnij za przewód! Nie dotykaj urządzeń elektrycznych mokrymi rękami! Nie podłączaj do sieci uszkodzonych urządzeń elektrycznych! Upewnij się, że izolacja przewodów elektrycznych jest w dobrym stanie! Wychodząc z domu, wyłącz wszystkie urządzenia elektryczne!
Aby chronić urządzenia przed zwarciami i przepięciami, użyj stabilizatorów napięcia! Aby podłączyć urządzenia dużej mocy (kuchenki elektryczne, pralki), należy zainstalować specjalne gniazda!
Zasilanie mieszkania
Urządzenia emitujące Urządzenia odbierające i emitujące fale elektromagnetyczne Przez telefon komórkowy można rozmawiać nie dłużej niż 20 minut. w dzień!
Urządzenia wymagające szczególnej ostrożności podczas użytkowania
Bezpieczna odległość od urządzeń o silnym promieniowaniu elektromagnetycznym
Zakresy promieniowania elektromagnetycznego różnych domowych urządzeń elektrycznych Unikaj długotrwałej ekspozycji na silne pola elektromagnetyczne. W razie potrzeby zainstaluj podgrzewane elektrycznie podłogi, wybierz systemy o niższym poziomie pola magnetycznego.
Zaplanuj prawidłową lokalizację sprzętu elektrycznego w mieszkaniu
Wyniki ankiety Pytania Studenci Dorośli 1. Jakie zjawiska fizyczne zauważyłeś w życiu codziennym? 95% zauważyło wrzenie, parowanie i kondensację 2. Czy kiedykolwiek korzystałeś z wiedzy z zakresu fizyki w życiu codziennym? 76% udzieliło odpowiedzi twierdzącej 3. Czy byłeś w nieprzyjemnych codziennych sytuacjach: przypalenie parą lub gorące części naczyń 98% porażenie prądem 35% 42% zwarcie 30% 45% podłączyłeś urządzenie do gniazdka i spłonęło 23 % 62% 4. Czy znajomość fizyki może pomóc w uniknięciu nieprzyjemnych sytuacji 88% 73% 5. Kupując sprzęt AGD interesuje Cię ich: parametry techniczne 30% 100% bezpieczeństwo 47% 100% zasady działania 12% 96% możliwe negatywne wpływ na zdrowie 43% 77%
Analiza wyników ankiety Studiując fizykę w szkole, należy zwrócić większą uwagę na praktyczne zastosowanie wiedzy fizycznej w życiu codziennym. W szkole należy zapoznać uczniów ze zjawiskami fizycznymi leżącymi u podstaw działania sprzętu AGD. Szczególną uwagę należy zwrócić na możliwy negatywny wpływ sprzętu AGD na organizm człowieka. Na lekcjach fizyki należy nauczyć uczniów korzystania z instrukcji obsługi urządzeń elektrycznych. Przed zezwoleniem dziecku na korzystanie z domowego urządzenia elektrycznego dorośli powinni upewnić się, że dziecko dobrze opanowało zasady bezpieczeństwa dotyczące obchodzenia się z nim.
Naukowcy z planety Ziemia używają mnóstwa narzędzi, aby opisać, jak działa natura i wszechświat jako całość. Że dochodzą do praw i teorii. Jaka jest różnica? Prawo naukowe można często sprowadzić do matematycznego zdania, takiego jak E = mc²; stwierdzenie to opiera się na danych empirycznych, a jego prawdziwość z reguły ogranicza się do pewnego zestawu warunków. W przypadku E = mc² - prędkość światła w próżni.
Teoria naukowa często dąży do syntezy zestawu faktów lub obserwacji określonych zjawisk. I ogólnie (choć nie zawsze) istnieje jasne i weryfikowalne stwierdzenie o tym, jak funkcjonuje przyroda. Wcale nie jest konieczne sprowadzanie teorii naukowej do równania, ale przedstawia ona coś fundamentalnego w działaniu przyrody.
Zarówno prawa, jak i teorie zależą od podstawowych elementów metody naukowej, takich jak stawianie hipotez, przeprowadzanie eksperymentów, znajdowanie (lub nie znajdowanie) dowodów empirycznych i wyciąganie wniosków. W końcu naukowcy muszą być w stanie powtórzyć wyniki, jeśli eksperyment ma stać się podstawą ogólnie przyjętego prawa lub teorii.
W tym artykule przyjrzymy się dziesięciu prawom naukowym i teoriom, które możesz odświeżyć, nawet jeśli na przykład nie używasz tak często skaningowego mikroskopu elektronowego. Zacznijmy od wybuchu i zakończmy niepewnością.
Jeśli warto znać chociaż jedną teorię naukową, to niech wyjaśni, w jaki sposób wszechświat osiągnął swój obecny stan (lub go nie osiągnął). Opierając się na badaniach Edwina Hubble'a, Georgesa Lemaitre'a i Alberta Einsteina, teoria Wielkiego Wybuchu postuluje, że wszechświat rozpoczął się 14 miliardów lat temu od masowej ekspansji. W pewnym momencie wszechświat został zamknięty w jednym punkcie i obejmował całą materię obecnego wszechświata. Ten ruch trwa do dziś, a sam wszechświat stale się rozszerza.
Teoria Wielkiego Wybuchu zyskała szerokie poparcie w kręgach naukowych po tym, jak Arno Penzias i Robert Wilson odkryli kosmiczne mikrofalowe tło w 1965 roku. Za pomocą radioteleskopów dwóch astronomów wykryło kosmiczny szum, czyli zakłócenia statyczne, które nie zanikają w czasie. We współpracy z naukowcem z Princeton, Robertem Dicke, para naukowców potwierdziła hipotezę Dicke'a, że pierwotny Wielki Wybuch pozostawił po sobie promieniowanie o niskim poziomie, które można znaleźć w całym wszechświecie.
Prawo kosmicznej ekspansji Hubble'a
Potrzymajmy na chwilę Edwina Hubble'a. Podczas gdy w latach dwudziestych szalał Wielki Kryzys, Hubble prowadził przełomowe badania astronomiczne. Nie tylko udowodnił, że oprócz Drogi Mlecznej istnieją inne galaktyki, ale także odkrył, że te galaktyki oddalają się od naszej, ruch ten nazwał oddalaniem się.
Aby określić ilościowo prędkość tego galaktycznego ruchu, Hubble zaproponował prawo ekspansji kosmicznej, czyli prawo Hubble'a. Równanie wygląda tak: prędkość = H0 x odległość. Prędkość to prędkość recesji galaktyk; H0 jest stałą Hubble'a lub parametrem wskazującym tempo ekspansji wszechświata; odległość to odległość jednej galaktyki do tej, z którą dokonuje się porównania.
Stała Hubble'a była obliczana na różnych wartościach od dłuższego czasu, ale obecnie utknęła na poziomie 70 km/s na megaparsek. Dla nas to nie jest takie ważne. Ważne jest to, że prawo jest wygodnym sposobem mierzenia prędkości galaktyki w stosunku do naszej. A co ważniejsze, prawo stanowiło, że Wszechświat składa się z wielu galaktyk, których ruch można prześledzić do Wielkiego Wybuchu.
Prawa Keplera dotyczące ruchu planet
Od wieków naukowcy walczą ze sobą i przywódcami religijnymi o orbity planet, zwłaszcza o to, czy obracają się one wokół Słońca. W XVI wieku Kopernik przedstawił kontrowersyjną koncepcję heliocentrycznego układu słonecznego, w którym planety krążą wokół Słońca, a nie Ziemi. Jednak dopiero Johannes Kepler, który czerpał z prac Tycho Brahe i innych astronomów, wyłonił jasne podstawy naukowe dla ruchu planet.
Trzy prawa Keplera dotyczące ruchu planet, opracowane na początku XVII wieku, opisują ruch planet wokół Słońca. Pierwsze prawo, zwane czasem prawem orbit, mówi, że planety krążą wokół Słońca po orbicie eliptycznej. Drugie prawo, prawo obszarów, mówi, że linia łącząca planetę ze słońcem tworzy równe obszary w regularnych odstępach. Innymi słowy, jeśli zmierzysz obszar utworzony przez narysowaną linię od Ziemi do Słońca i śledzisz ruch Ziemi przez 30 dni, obszar będzie taki sam bez względu na położenie Ziemi względem pochodzenia.
Trzecie prawo, prawo okresów, pozwala ustalić wyraźną zależność między okresem orbitalnym planety a odległością od Słońca. Dzięki temu prawu wiemy, że planeta znajdująca się stosunkowo blisko Słońca, taka jak Wenus, ma znacznie krótszy okres obiegu niż odległe planety, takie jak Neptun.
Uniwersalne prawo grawitacji
To może być normalne na dzisiejszym kursie, ale ponad 300 lat temu sir Isaac Newton zaproponował rewolucyjny pomysł: dowolne dwa obiekty, niezależnie od ich masy, wywierają na siebie przyciąganie grawitacyjne. Prawo to jest reprezentowane przez równanie, z którym spotyka się wiele uczniów w starszych klasach fizyki i matematyki.
F = G × [(m1m2)/r²]
F to siła grawitacyjna między dwoma obiektami, mierzona w niutonach. M1 i M2 to masy dwóch obiektów, a r to odległość między nimi. G to stała grawitacyjna, obecnie obliczana jako 6.67384(80) 10 -11 lub N m² kg -2 .
Zaletą uniwersalnego prawa grawitacji jest to, że pozwala obliczyć przyciąganie grawitacyjne między dowolnymi dwoma obiektami. Ta umiejętność jest niezwykle przydatna, gdy naukowcy np. wystrzeliwują satelitę na orbitę lub określają kurs księżyca.
Prawa Newtona
Skoro jesteśmy przy temacie jednego z największych naukowców żyjących na Ziemi, porozmawiajmy o innych słynnych prawach Newtona. Jego trzy prawa ruchu stanowią istotną część współczesnej fizyki. I jak wiele innych praw fizyki, są eleganckie w swojej prostocie.
Pierwsze z trzech praw mówi, że obiekt w ruchu pozostaje w ruchu, o ile nie działa na niego siła zewnętrzna. W przypadku piłki toczącej się po podłodze siłą zewnętrzną może być tarcie między piłką a podłogą lub uderzenie piłki w przeciwnym kierunku przez chłopca.
Drugie prawo ustala zależność między masą obiektu (m) a jego przyspieszeniem (a) w postaci równania F = m x a. F to siła mierzona w niutonach. Jest to również wektor, co oznacza, że ma składową kierunkową. Ze względu na przyspieszenie piłka tocząca się po podłodze ma specjalny wektor w kierunku swojego ruchu, co jest brane pod uwagę przy obliczaniu siły.
Trzecie prawo jest dość znaczące i powinno być ci znajome: na każde działanie odpowiada równa i przeciwna reakcja. Oznacza to, że na każdą siłę przyłożoną do obiektu na powierzchni obiekt jest odpychany z taką samą siłą.
Prawa termodynamiki
Brytyjski fizyk i pisarz C.P. Snow powiedział kiedyś, że nienaukowiec, który nie znał drugiej zasady termodynamiki, był jak naukowiec, który nigdy nie czytał Szekspira. Słynne obecnie stwierdzenie Snowa podkreślało znaczenie termodynamiki i potrzebę poznania jej nawet przez ludzi z dala od nauki.
Termodynamika to nauka o działaniu energii w systemie, niezależnie od tego, czy jest to silnik, czy jądro Ziemi. Można to sprowadzić do kilku podstawowych praw, które Snow przedstawił w następujący sposób:
- Nie możesz wygrać.
- Nie unikniesz strat.
- Nie możesz wyjść z gry.
Przyjrzyjmy się temu trochę. Mówiąc, że nie możesz wygrać, Snow miał na myśli to, że ponieważ materia i energia są zachowane, nie możesz zyskać jednego bez utraty drugiego (czyli E=mc²). Oznacza to również, że musisz dostarczyć ciepło, aby uruchomić silnik, ale przy braku idealnie zamkniętego systemu część ciepła nieuchronnie ucieknie do otwartego świata, prowadząc do drugiej zasady.
Drugie prawo – straty są nieuniknione – oznacza, że ze względu na rosnącą entropię nie można wrócić do poprzedniego stanu energetycznego. Energia skoncentrowana w jednym miejscu zawsze skłania się do miejsc o mniejszej koncentracji.
Wreszcie trzecia zasada – nie da się wyjść z gry – dotyczy najniższej teoretycznie możliwej temperatury – minus 273,15 stopni Celsjusza. Gdy układ osiągnie zero absolutne, ruch cząsteczek ustaje, co oznacza, że entropia osiągnie najniższą wartość i nie będzie nawet energii kinetycznej. Ale w prawdziwym świecie nie da się osiągnąć zera absolutnego - tylko bardzo blisko niego.
Siła Archimedesa
Po tym, jak starożytny grecki Archimedes odkrył swoją zasadę pływalności, rzekomo krzyknął „Eureka!” (Znaleziono!) i przebiegłem nago przez Syrakuzy. Tak mówi legenda. Odkrycie było tak ważne. Legenda mówi również, że Archimedes odkrył zasadę, gdy zauważył, że woda w wannie podnosi się, gdy zanurza się w niej ciało.
Zgodnie z zasadą wyporu Archimedesa, siła działająca na zanurzony lub częściowo zanurzony obiekt jest równa masie płynu, który ten obiekt wypiera. Zasada ta ma ogromne znaczenie w obliczeniach gęstości, a także w projektowaniu okrętów podwodnych i innych statków oceanicznych.
Ewolucja i dobór naturalny
Teraz, gdy ustaliliśmy już niektóre z podstawowych koncepcji powstania wszechświata i tego, jak prawa fizyczne wpływają na nasze codzienne życie, zwróćmy naszą uwagę na ludzką postać i dowiedzmy się, jak dotarliśmy do tego punktu. Według większości naukowców całe życie na Ziemi ma wspólnego przodka. Ale aby stworzyć tak ogromną różnicę między wszystkimi żywymi organizmami, niektóre z nich musiały przekształcić się w osobny gatunek.
W sensie ogólnym to zróżnicowanie nastąpiło w procesie ewolucji. Populacje organizmów i ich cechy przeszły przez mechanizmy takie jak mutacje. Osoby z większą liczbą cech przetrwania, takie jak brązowe żaby, które kamuflują się na bagnach, zostały naturalnie wybrane do przetrwania. Stąd pochodzi termin dobór naturalny.
Te dwie teorie można pomnożyć wiele, wiele razy, a właściwie Darwin zrobił to w XIX wieku. Ewolucja i dobór naturalny wyjaśniają ogromną różnorodność życia na Ziemi.
Ogólna teoria względności
Albert Einstein był i pozostaje najważniejszym odkryciem, które na zawsze zmieniło nasz pogląd na wszechświat. Głównym przełomem Einsteina było stwierdzenie, że przestrzeń i czas nie są absolutne, a grawitacja to nie tylko siła przyłożona do obiektu lub masy. Grawitacja ma raczej związek z faktem, że masa wypacza przestrzeń i sam czas (czasoprzestrzeń).
Aby to zrozumieć, wyobraź sobie, że jedziesz przez Ziemię w linii prostej w kierunku wschodnim, powiedzmy, z półkuli północnej. Po pewnym czasie, jeśli ktoś będzie chciał dokładnie określić Twoją lokalizację, znajdziesz się znacznie na południe i wschód od swojej pierwotnej pozycji. Dzieje się tak, ponieważ ziemia jest zakrzywiona. Aby jechać prosto na wschód, trzeba wziąć pod uwagę kształt Ziemi i jechać pod kątem nieco na północ. Porównaj okrągłą kulkę i kartkę papieru.
Przestrzeń jest prawie taka sama. Na przykład dla pasażerów rakiety lecącej wokół Ziemi będzie oczywiste, że lecą w kosmosie w linii prostej. Ale w rzeczywistości czasoprzestrzeń wokół nich zakrzywia się pod wpływem ziemskiej grawitacji, powodując, że poruszają się do przodu i pozostają na orbicie Ziemi.
Teoria Einsteina miała ogromny wpływ na przyszłość astrofizyki i kosmologii. Wyjaśniła niewielką i nieoczekiwaną anomalię na orbicie Merkurego, pokazała, jak ugina się światło gwiazd, i położyła teoretyczne podstawy dla czarnych dziur.
Zasada nieoznaczoności Heisenberga
Ekspansja teorii względności Einsteina nauczyła nas więcej o tym, jak działa wszechświat i pomogła położyć podwaliny pod fizykę kwantową, prowadząc do zupełnie nieoczekiwanego zakłopotania nauk teoretycznych. W 1927 r. uświadomienie sobie, że wszystkie prawa wszechświata są elastyczne w pewnym kontekście, doprowadziło do zaskakującego odkrycia niemieckiego naukowca Wernera Heisenberga.
Postulując swoją zasadę nieoznaczoności, Heisenberg zdał sobie sprawę, że niemożliwe jest jednoczesne poznanie dwóch właściwości cząstki z dużą dokładnością. Możesz poznać położenie elektronu z dużą dokładnością, ale nie jego pęd i na odwrót.
Później Niels Bohr dokonał odkrycia, które pomogło wyjaśnić zasadę Heisenberga. Bohr odkrył, że elektron ma właściwości zarówno cząstki, jak i fali. Koncepcja ta stała się znana jako dualność falowo-cząsteczkowa i stanowiła podstawę fizyki kwantowej. Dlatego mierząc położenie elektronu, definiujemy go jako cząstkę w określonym punkcie przestrzeni o nieokreślonej długości fali. Kiedy mierzymy pęd, traktujemy elektron jako falę, co oznacza, że możemy znać amplitudę jego długości, ale nie położenie.
Ekologia życia: Uzbrojony w tę wiedzę na pewno nie wpadniesz w pułapkę mitów, nie kupisz szarlatańskiego urządzenia i będziesz mógł śmiało odpowiedzieć na pytania dzieci w duchu „Dlaczego niebo jest niebieskie?”.
Książka Louisa Bloomfielda Jak wszystko działa. Prawa fizyki w naszym życiu. Porozmawiajmy o tym, dlaczego warto ją czytać – zwłaszcza jeśli fizyka wydaje ci się czymś nudnym i niezrozumiałym.
Wstając rano z materaca sprężynowego, włączając czajnik elektryczny, grzejąc ręce na filiżance kawy i wykonując dziesiątki innych codziennych czynności, rzadko myślimy o tym, jak to wszystko się dzieje. Być może w czyjejś pamięci jak samotny fragment wystaje prawo Ohma lub zasada świderka (no, jeśli w ogóle pamiętasz, że „świderek” to śrubka, a nie nazwisko).
Nie zawsze jest jasne, w jakich momentach życia napotykamy aktualną siłę i moment pędu.
Oczywiście są naukowcy, technicy i geekowie. Jesteśmy nawet gotowi uwierzyć, że są ludzie, którzy po prostu bardzo dobrze uczą fizyki w szkole (nasz szacunek do nich). Nie będzie im trudno powiedzieć, jak dokładnie działa żarówka lub bateria słoneczna i wytłumaczyć, patrząc na obracające się koło rowerowe, gdzie jest tarcie statyczne, a gdzie tarcie ślizgowe. Jednak bądźmy szczerzy, większość ludzi ma bardzo niejasne wyobrażenia na ten temat.
Źródło: pinterest
Z tego powodu wydaje się, że naturalne przedmioty i mechanizmy zachowują się w taki czy inny sposób pod wpływem jakichś magicznych sił. Codzienne zrozumienie przyczyn i skutków może uchronić przed niektórymi błędami (na przykład nie wkładać do kuchenki mikrofalowej żywności zawiniętej w folię), ale głębsze zrozumienie procesów fizycznych i chemicznych pozwala lepiej zrozumieć, o co chodzi i argumentować swoje decyzje.
Louis Bloomfield jest profesorem na Uniwersytecie Wirginii i badaczem fizyki atomowej, fizyki materii skondensowanej i optyki.
Już w młodości wybierał eksperymenty jako główną metodę badania świata, czerpiąc inspirację z codziennych rzeczy do uprawiania nauki. Dążąc do udostępnienia wiedzy wielu ludziom, a nie garstce specjalistów, Bloomfield uczy, pojawia się w telewizji i pisze literaturę faktu.
Głównym zadaniem książki „Jak to wszystko działa. Prawa fizyki w naszym życiu” - obalić ideę fizyki jako nudnej i nieuchwytnej nauki i wyjaśnić, że opisuje ona rzeczywiste zjawiska, które można zobaczyć, dotknąć i poczuć.
Od zawsze było dla mnie zagadką, dlaczego fizyka jest tradycyjnie nauczana jako nauka abstrakcyjna – w końcu zajmuje się ona badaniem świata materialnego i rządzących nim praw. Jestem przekonany, że jest odwrotnie: jeśli fizyka zostanie pozbawiona niezliczonych przykładów z żywego, realnego świata, nie będzie miała ani podstawy, ani formy - jak koktajl mleczny bez szklanki.
Louis Bloomfield
Mówimy o ruchu ciał, urządzeniach mechanicznych, cieple i wielu innych. Zamiast zaczynać od teorii, autorka wychodzi od tego, co nas otacza, formułując z ich pomocą prawa i zasady. Punkty wyjścia to karuzele, kolejki górskie, hydraulika, ciepłe ubrania, odtwarzacze audio, lasery i diody LED, teleskopy i mikroskopy...
Oto kilka przykładów z książki, w której autor wyjaśnia mechanikę prostych rzeczy.
Dlaczego łyżwiarze poruszają się szybko?
Łyżwy to wygodny sposób na omówienie zasad ruchu. Nawet Galileo Galilei sformułował, że ciała mają tendencję do poruszania się jednostajnie i prostoliniowo przy braku sił zewnętrznych, czy to oporu powietrza, czy tarcia powierzchniowego. Łyżwy są w stanie prawie całkowicie wyeliminować tarcie, dzięki czemu z łatwością ślizgasz się po lodzie. Obiekt w spoczynku ma tendencję do pozostawania na miejscu, podczas gdy obiekt w ruchu ma tendencję do poruszania się. Nazywa się to bezwładnością.
Jak tną nożyczki
Poruszając pierścieniami nożyczek, wytwarzasz momenty siły, pod wpływem których ostrza zamykają się i przecinają papier. Papier ma tendencję do rozsuwania ostrzy z powodu momentów sił, które „rozkładają” ostrza. Jeśli przyłożysz wystarczająco dużą siłę, momenty „przesuwne” sił przeważają nad momentami „przynoszącymi”. W efekcie ostrza nożyc uzyskają przyspieszenie kątowe, zaczną się obracać, zamykać i ciąć kartkę papieru.
Źródło: PexelsCo się dzieje w szaszłykach
Jeśli jeden koniec metalowego pręta zostanie podgrzany, atomy w tej części pręta będą wibrować intensywniej niż na zimnym końcu, a metal zacznie przewodzić ciepło od gorącego końca do zimnego końca. Część tego ciepła jest przekazywana w wyniku interakcji sąsiednich atomów, ale większość będzie przekazywana przez ruchome elektrony, które przenoszą energię cieplną na duże odległości z jednego atomu do drugiego.
Jak wbija się gwoździe
Cały pęd skierowany w dół, jaki nadajesz młotkowi przez kołysanie, jest przenoszony na gwóźdź podczas krótkiego uderzenia. Ponieważ czas przeniesienia pędu jest krótki, należy przyłożyć bardzo dużą siłę z boku młotka, aby jego pęd przeszedł na gwóźdź. Ta siła uderzenia wbija gwóźdź w deskę.
Dlaczego balony są podgrzewane?
Do wypełnienia balonu gorącym powietrzem potrzeba mniej cząstek niż do wypełnienia go zimnym powietrzem. Dzieje się tak dlatego, że cząsteczka gorącego powietrza porusza się średnio szybciej, zderza się częściej i zajmuje więcej miejsca niż cząsteczka zimnego powietrza. Dlatego balon wypełniony gorącym powietrzem waży mniej niż ten sam balon wypełniony zimnym powietrzem. Jeśli ciężar piłki jest wystarczająco mały, siła wypadkowa jest kierowana do góry i piłka unosi się.
Dlaczego lotka lata zawsze tak samo? O
Lotka do badmintona zawsze leci głową naprzód, ponieważ wypadkowa siła nacisku jest przykładana do jej środka nacisku, w pewnej odległości od jej środka masy. Jeśli nagle upierzenie znajdzie się przypadkowo przed głową, opór powietrza wytworzy moment siły względem środka masy i przywróci wszystko na swoje miejsce.
Co sprawia, że woda jest twarda?
Za wodę twardą uważa się wodę, w której zawartość dodatnio naładowanych jonów wapnia i magnezu przekracza 120 mg na litr. Jony tych i niektórych innych metali wiążą ujemne jony mydła i tworzą nierozpuszczalną pianę, osadzającą się jako brudna powłoka na umywalce, słuchawce prysznicowej, wannie, w pralce i na ubraniach. Po rozpoczęciu mycia mydłem w twardej wodzie bądź przygotowany na nieprzyjemne niespodzianki. opublikowany
To będzie dla Ciebie interesujące:
Daniel Kahneman: Myślenie i myślenie – jaka jest różnica
Żadna sfera ludzkiej działalności nie może obejść się bez nauk ścisłych. I bez względu na to, jak złożone są relacje międzyludzkie, one również sprowadzają się do tych praw. oferuje zapamiętanie praw fizyki, z którymi człowiek styka się i doświadcza każdego dnia swojego życia.
Najprostsze, ale najważniejsze prawo to Prawo zachowania i przemiany energii.
Energia dowolnego systemu zamkniętego pozostaje stała dla wszystkich procesów zachodzących w systemie. A my jesteśmy w takim zamkniętym systemie i jesteśmy. Tych. ile dajemy, tyle otrzymujemy. Jeśli chcemy coś dostać, musimy wcześniej dać taką samą kwotę. I nic więcej!
A my oczywiście chcemy dostać dużą pensję, ale nie idziemy do pracy. Czasami powstaje złudzenie, że „głupcy mają szczęście” i szczęście wielu spada na głowę. Przeczytaj dowolną bajkę. Bohaterowie nieustannie muszą pokonywać ogromne trudności! Następnie pływaj w zimnej wodzie, a następnie we wrzącej wodzie.
Mężczyźni przyciągają uwagę kobiet zalotami. Z kolei kobiety opiekują się tymi mężczyznami i dziećmi. Itp. Więc jeśli chcesz coś dostać, najpierw zadaj sobie trud.
Siła działania jest równa sile reakcji.
To prawo fizyki w zasadzie odzwierciedla poprzednie. Jeśli dana osoba popełniła czyn negatywny – świadomy lub nie – a następnie otrzymała odpowiedź, tj. sprzeciw. Czasami przyczyna i skutek są rozdzielone w czasie i nie można od razu zrozumieć, skąd wieje wiatr. Musimy przede wszystkim pamiętać, że nic się po prostu nie dzieje.
Prawo dźwigni.
Archimedes wykrzyknął: Daj mi przyczółek, a poruszę Ziemię!”. Każdy ciężar może być przenoszony, jeśli wybierzesz odpowiednią dźwignię. Zawsze należy oszacować, jak długo dźwignia będzie potrzebna, aby osiągnąć ten lub inny cel i wyciągnąć dla siebie wnioski, ustalić priorytety: czy trzeba włożyć tyle wysiłku, aby stworzyć odpowiednią dźwignię i przesunąć ten ciężar, czy jest to łatwiej zostawić to w spokoju i wykonywać inne czynności.
Zasada świderka.
Zasada jest taka, że wskazuje kierunek pola magnetycznego. Ta zasada odpowiada na odwieczne pytanie: kto jest winien? I zwraca uwagę, że to my sami jesteśmy winni wszystkiego, co się z nami dzieje. Jakkolwiek to obraźliwe, nieważne, jak trudne, nieważne na pierwszy rzut oka niesprawiedliwe, zawsze musimy mieć świadomość, że to my sami byliśmy przyczyną od samego początku.
prawo gwoździa.
Gdy człowiek chce wbić gwóźdź, nie puka gdzieś w pobliżu gwoździa, puka dokładnie w główkę gwoździa. Ale same gwoździe nie wbijają się w ściany. Zawsze musisz wybrać odpowiedni młotek, aby nie złamać gwoździa młotem kowalskim. A podczas strzelania musisz obliczyć cios, aby czapka się nie zgięła. Zachowaj prostotę, dbaj o siebie nawzajem. Naucz się myśleć o swoim bliźnim.
I wreszcie prawo entropii.
Entropia jest miarą nieporządku systemu. Innymi słowy, im więcej chaosu w systemie, tym większa entropia. Bardziej precyzyjne sformułowanie: w spontanicznych procesach zachodzących w układach entropia zawsze wzrasta. Z reguły wszystkie spontaniczne procesy są nieodwracalne. Doprowadzają one do rzeczywistych zmian w systemie i nie da się przywrócić go do pierwotnego stanu bez wydatkowania energii. Jednocześnie nie da się dokładnie powtórzyć (100%) jego stanu początkowego.
Aby lepiej zrozumieć, o jakim porządku i nieporządku mówimy, zorganizujmy eksperyment. Do szklanego słoika wsypać czarno-białe granulki. Najpierw postawmy czarnych, potem białych. Pelety będą ułożone w dwóch warstwach: czarna na dole, biała na górze - wszystko jest w porządku. Następnie kilkakrotnie potrząśnij słoikiem. Peletki wymieszają się równomiernie. I bez względu na to, jak bardzo potrząśniemy potem tym słojem, jest mało prawdopodobne, że będziemy w stanie osiągnąć, że granulki zostaną ponownie ułożone w dwie warstwy. Oto jest entropia w akcji!
Stan, w którym pellety zostały ułożone w dwóch warstwach, uważa się za uporządkowany. Stan, w którym granulki są równomiernie wymieszane, uważany jest za nieuporządkowany. Powrót do stanu uporządkowanego to prawie cud! Lub wielokrotna żmudna praca z pelletem. I sianie spustoszenia w banku nie wymaga prawie żadnego wysiłku.
Koło samochodowe. Kiedy jest napompowany, ma nadmiar darmowej energii. Koło może się poruszać, co oznacza, że działa. To jest kolejność. Co jeśli przebijesz koło? Ciśnienie w nim spadnie, darmowa energia „odejdzie” do otoczenia (rozproszy się), a takie koło nie będzie już mogło pracować. To jest chaos. Aby przywrócić system do stanu pierwotnego, tj. żeby wszystko uporządkować, trzeba wykonać dużo pracy: przykleić kamerę, zamontować koło, dopompować itp., po czym znowu jest to niezbędna rzecz, która może się przydać.
Ciepło jest przenoszone z gorącego ciała na zimne, a nie odwrotnie. Proces odwrotny jest teoretycznie możliwy, ale praktycznie nikt się do tego nie podejmie, ponieważ wymagane będą ogromne wysiłki, specjalne instalacje i sprzęt.
Również w społeczeństwie. Ludzie się starzeją. Domy się kruszą. Skały toną w morzu. Galaktyki są rozproszone. Każda otaczająca nas rzeczywistość spontanicznie ma tendencję do nieładu.
Jednak ludzie często mówią o nieporządku jako o wolności: Nie, nie chcemy porządku! Daj nam taką swobodę, aby każdy mógł robić, co chce!» Ale kiedy wszyscy robią to, co chcą, to nie jest wolność – to jest chaos. W naszych czasach wielu chwali bałagan, promuje anarchię – słowem wszystko, co niszczy i dzieli. Ale wolność nie jest w chaosie, wolność jest właśnie w porządku.
Organizując swoje życie, człowiek tworzy rezerwę darmowej energii, którą następnie wykorzystuje do realizacji swoich planów: pracy, nauki, rekreacji, kreatywności, sportu itp. Innymi słowy, sprzeciwia się entropii. W przeciwnym razie, jak moglibyśmy zgromadzić tak wiele wartości materialnych w ciągu ostatnich 250 lat?!
Entropia jest miarą nieporządku, miarą nieodwracalnego rozproszenia energii. Im więcej entropii, tym więcej nieładu. Dom, w którym nikt nie mieszka, popada w ruinę. Żelazo z czasem rdzewieje, samochód się starzeje. Relacje, o które nikt nie dba, rozpadną się. Podobnie jak wszystko inne w naszym życiu, absolutnie wszystko!
Naturalnym stanem przyrody nie jest równowaga, ale wzrost entropii. To prawo działa nieubłaganie w życiu jednej osoby. Nie musi nic robić, aby zwiększyć swoją entropię, dzieje się to spontanicznie, zgodnie z prawem natury. Aby zmniejszyć entropię (zaburzenie), trzeba włożyć dużo wysiłku. To rodzaj policzka dla głupio pozytywnych ludzi (pod leżącym kamieniem i woda nie płynie), których jest całkiem sporo!
Utrzymanie sukcesu wymaga ciągłego wysiłku. Jeśli się nie rozwijamy, to degradujemy się. A żeby zachować to, co mieliśmy wcześniej, musimy dziś zrobić więcej niż wczoraj. Rzeczy można utrzymać w porządku, a nawet poprawić: jeśli farba na domu wyblakła, można go przemalować, a nawet piękniej niż wcześniej.
Ludzie powinni próbować „pacyfikować” arbitralne destrukcyjne zachowania, które panują wszędzie we współczesnym świecie, próbować zredukować stan chaosu, który rozproszyliśmy do imponujących granic. I to jest prawo fizyczne, a nie tylko paplanina o depresji i negatywnym myśleniu. Wszystko albo się rozwija, albo degraduje.
Żywy organizm rodzi się, rozwija i umiera i nikt nigdy nie zauważył, że po śmierci odradza się, staje się młodszy i powraca do nasienia lub łona. Kiedy mówią, że przeszłość nigdy nie powraca, to oczywiście mają na myśli przede wszystkim te istotne zjawiska. Rozwój organizmów wyznacza pozytywny kierunek strzałki czasu, a zmiana z jednego stanu systemu na inny następuje zawsze w tym samym kierunku dla wszystkich procesów bez wyjątku.
Waleriana Chupin
Źródło informacji: Czajkowski.News
Komentarze (3)
Bogactwo współczesnego społeczeństwa rośnie i będzie rosło w coraz większym stopniu, przede wszystkim dzięki pracy powszechnej. Kapitał przemysłowy był pierwszą historyczną formą produkcji społecznej, kiedy zaczęto intensywnie wykorzystywać pracę powszechną. A po pierwsze ten, który dostał za darmo. Nauka, jak zauważył Marks, nic nie kosztuje kapitału. Rzeczywiście, ani jeden kapitalista nie zapłacił nagrody ani Archimedesowi, ani Cardano, ani Galileuszowi, ani Huygensowi, ani Newtonowi za praktyczne wykorzystanie ich pomysłów. Ale to właśnie kapitał przemysłowy zaczyna na masową skalę wyzyskiwać technikę mechaniczną, a tym samym ucieleśnioną w niej powszechną pracę. Marks K, Engels F. Soch., t. 25, cz. 116.
