Физика, с которой вы сталкиваетесь ежедневно / Newtonew: новости сетевого образования

Появилась в продаже книга Луиса Блумфилда «Как все работает. Законы физики в нашей жизни», подготовленная к печати издательством Corpus при двойной поддержке Политехнического музея и «Книжных проектов Дмитрия Зимина». Расскажем о том, почему её стоит прочитать — особенно если физика представляется вам чем-то скучным и непонятным.

Поднимаясь утром с пружинного матраса, включая электрический чайник, согревая руки о чашку кофе и проделывая ещё десятки повседневных вещей, мы редко задумываемся о том, как именно всё это происходит. Возможно, в чьей-то памяти одиноким осколком торчит закон Ома или правило буравчика (хорошо, если вы вообще помните, что «буравчик» — это винт, а не фамилия).

Далеко не всегда ясно, в какие моменты жизни мы встречаемся с силой тока и моментом импульса.

Само собой, существуют учёные, технические специалисты и гики.

Мы даже готовы поверить, что бывают люди, которые просто очень хорошо учили физику в школе (наше им уважение). Для них не составит труда рассказать, как именно работает лампа накаливания или солнечная батарея и объяснить, глядя на крутящееся велосипедное колесо, где там трение покоя, а где — трение скольжения. Однако, будем честными, большинство людей имеет обо всём этом весьма смутные представления.

Из-за этого кажется, будто природные объекты и механизмы ведут себя тем или иным образом благодаря каким-то волшебным силам. Бытовое представление о причинах и следствиях может оградить от некоторых ошибок (например, не класть обёрнутые фольгой продукты в микроволновку), однако более глубокое понимание физико-химических процессов позволяет лучше разбираться, что к чему, и аргументировать свои решения.

Луис Блумфилд — профессор Виргинского университета, исследователь атомной физики, физики конденсированного состояния и оптики. 

Ещё в юности он выбрал опыты главным методом исследования мира, черпая из обыденных вещей вдохновение для занятий наукой.

Стремясь сделать знания доступными для многих людей, а не горстки специалистов, Блумфилд занимается преподаванием, выступает на телевидении и пишет научно-популярные работы.

Главная задача книги «Как все работает. Законы физики в нашей жизни» — опровергнуть представление о физике как скучной и оторванной от жизни науке, и дать понять, что она описывает реальные явления, которые можно увидеть, пощупать и ощутить.

Для меня всегда было загадкой, почему физика традиционно преподается как абстрактная наука — ведь она изучает вещественный мир и законы, которыми тот управляется. Я убеждён в обратном: если лишить физику бесчисленных примеров из живого, реального мира, она не будет иметь ни основы, ни формы — словно молочный коктейль без стакана.

— Луис Блумфильд

 

Речь идёт о движении тел, механических устройствах, тепле и многом другом. Вместо того, чтобы начинать с теории, автор идёт от окружающих нас вещей, формулируя с их помощью законы и принципы.  Отправными точками служат карусели, американские горки, водопровод, тёплая одежда, аудиоплееры, лазеры и светодиоды, телескопы и микроскопы… 

Вот некоторые примеры из книги, на которых автор объясняет механику простых вещей.

Почему конькобежцы быстро двигаются

Коньки — удобный способ рассказать о принципах движения. Ещё Галилео Галилей сформулировал, что тела имеют свойство двигаться равномерно и прямолинейно в отсутствие внешних сил, будь то сопротивление воздуха или трение поверхности. Коньки способны почти полностью устранить трение, так что вы легко скользите по льду. Объект в состоянии покоя стремится остаться на месте, а объект движущийся — двигаться дальше. Именно это называется инерцией. 

Как режут ножницы

Сдвигая кольца ножниц, вы производите моменты сил, под действием которых лезвия смыкаются и режут бумагу. Бумага стремится раздвинуть лезвия за счет моментов сил, «разводящих» лезвия. Если вы приложите достаточно большое усилие, «сдвигающие» моменты сил возобладают над «разводящими». В результате лезвия ножниц приобретут угловое ускорение, начнут поворачиваться, сомкнутся и разрежут лист бумаги.

Что творится в шампурах

Если нагреть один конец металлического стержня, атомы в этой части стержня будут колебаться более интенсивно, чем в холодном конце, и металл начнет проводить тепло из горячего конца к холодному. Некоторая часть этого тепла передается благодаря взаимодействию соседних атомов, однако основная его часть будет передана подвижными электронами, которые переносят тепловую энергию на большие расстояния от одного атома к другому.

Читайте также: Что нужно знать о памяти: 9 книг, которые вы уже не забудете

Как забиваются гвозди

Весь направленный вниз импульс, который вы сообщаете молотку, замахнувшись, передаётся гвоздю за время краткого удара. Поскольку время передачи импульса мало, со стороны молотка должна быть приложена очень большая сила, чтобы его импульс перешёл к гвоздю. Эта ударная сила вбивает гвоздь в доску.

Зачем воздушные шары нагревают

Чтобы заполнить воздушный шар горячим воздухом, нужно меньше частиц, чем для заполнения холодным воздухом. Дело в том, что в среднем частица горячего воздуха движется быстрее, сталкивается чаще и занимает больше места, чем частица холодного воздуха. Поэтому шар, наполненный горячим воздухом, весит меньше, чем такой же шар, наполненный холодным. Если вес шара достаточно мал, равнодействующая сила направлена вверх, и шар поднимается.

Читайте также: Атлас псевдонаучных заблуждений

Почему воланчик летит всегда одинаково

Бадминтонный волан всегда летит головкой вперед, так как результирующая сила, вызванная давлением, приложена в его центре давления, на некотором расстоянии от центра масс. Если вдруг оперение случайно окажется впереди головки, сопротивление воздуха создаст момент силы относительно центра масс и вернет всё на свои места.

Что делает воду жёсткой

Жёсткой считается вода, в которой содержание положительно заряженных ионов кальция и магния превышает 120 мг на литр. Ионы этих и некоторых других металлов связывают отрицательные ионы мыла и создают нерастворимую пену, оседающую грязным налетом на раковине, лейке душа, ванне, в стиральной машине и на одежде. Затеяв стирку мылом в жёсткой воде, будьте готовы к неприятным сюрпризам.

Пройти курс у автора

У Луиса Блумфилда можно поучиться онлайн на курсе «Как работают вещи»: здесь он запускает машинки, отправляется на детскую площадку, чтобы поговорить о качелях, ставит опыты и рассказывает обо всём на свете.

Если даже этого вам окажется мало, и профессора захочется увидеть воочию, такая возможность тоже есть: Луис Блумфилд будет в Москве с 3 по 8 декабря.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

10 самых красивых экспериментов в истории физики

Десятки и сотни тысяч физических экспериментов было поставлено за тысячелетнюю историю науки. Непросто отобрать несколько «самых-самых», чтобы рассказать о них. Каков должен быть критерий отбора?

Четыре года назад в газете «The New York Times» была опубликована статья Роберта Криза и Стони Бука. В ней рассказывалось о результатах опроса, проведенного среди физиков. Каждый опрошенный должен был назвать десять самых красивых за всю историю физических экспериментов. На наш взгляд, критерий красоты ничем не уступает другим критериям. Поэтому мы расскажем об экспериментах, вошедших в первую десятку по результатам опроса Криза и Бука.

1. Эксперимент Эратосфена Киренского

Один из самых древних известных физических экспериментов, в результате которого был измерен радиус Земли, был проведен в III веке до нашей эры библиотекарем знаменитой Александрийской библиотеки Эрастофеном Киренским.

Схема эксперимента проста. В полдень, в день летнего солнцестояния, в городе Сиене (ныне Асуан) Солнце находилось в зените и предметы не отбрасывали тени. В тот же день и в то же время в городе Александрии, находившемся в 800 километрах от Сиена, Солнце отклонялось от зенита примерно на 7°. Это составляет примерно 1/50 полного круга (360°), откуда получается, что окружность Земли равна 40 000 километров, а радиус 6300 километров.

Почти невероятным представляется то, что измеренный столь простым методом радиус Земли оказался всего на 5% меньше значения, полученного самыми точными современными методами.

2. Эксперимент Галилео Галилея

В XVII веке господствовала точка зрения Аристотеля, который учил, что скорость падения тела зависит от его массы. Чем тяжелее тело, тем быстрее оно падает. Наблюдения, которые каждый из нас может проделать в повседневной жизни, казалось бы, подтверждают это.

Попробуйте одновременно выпустить из рук легкую зубочистку и тяжелый камень. Камень быстрее коснется земли. Подобные наблюдения привели Аристотеля к выводу о фундаментальном свойстве силы, с которой Земля притягивает другие тела. В действительности на скорость падения влияет не только сила притяжения, но и сила сопротивления воздуха. Соотношение этих сил для легких предметов и для тяжелых различно, что и приводит к наблюдаемому эффекту. Итальянец Галилео Галилей усомнился в правильности выводов Аристотеля и нашел способ их проверить. Для этого он сбрасывал с Пизанской башни в один и тот же момент пушечное ядро и значительно более легкую мушкетную пулю. Оба тела имели примерно одинаковую обтекаемую форму, поэтому и для ядра, и для пули силы сопротивления воздуха были пренебрежимо малы по сравнению с силами притяжения.

Галилей выяснил, что оба предмета достигают земли в один и тот же момент, то есть скорость их падения одинакова. Результаты, полученные Галилеем. — следствие закона всемирного тяготения и закона, в соответствии с которым ускорение, испытываемое телом, прямо пропорционально силе, действующей на него, и обратно пропорционально массе.

3. Другой эксперимент Галилео Галилея

Галилей замерял расстояние, которое шары, катящиеся по наклонной доске, преодолевали за равные промежутки времени, измеренный автором опыта по водяным часам. Ученый выяснил, что если время увеличить в два раза, то шары прокатятся в четыре раза дальше. Эта квадратичная зависимость означала, что шары под действием силы тяжести движутся ускоренно, что противоречило принимаемому на веру в течение 2000 лет утверждению Аристотеля о том, что тела, на которые действует сила, движутся с постоянной скоростью, тогда как если сила не приложена к телу, то оно покоится. 

 Результаты этого эксперимента Галилея, как и результаты его эксперимента с Пизанской башней, в дальнейшем послужили основой для формулирования законов классической механики.

4. Эксперимент Генри Кавендиша

После того как Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения: сила притяжения между двумя телами с массами Мит, удаленных друг от друга на расстояние r, равна F=G(mM/r2), оставалось определить значение гравитационной постоянной G. Для этого нужно было измерить силу притяжения между двумя телами с известными массами. Сделать это не так просто, потому что сила притяжения очень мала.

Мы ощущаем силу притяжения Земли. Но почувствовать притяжение даже очень большой оказавшейся поблизости горы невозможно, поскольку оно очень слабо. Нужен был очень тонкий и чувствительный метод. Его придумал и применил в 1798 году соотечественник Ньютона Генри Кавендиш. Он использовал крутильные весы — коромысло с двумя шариками, подвешенное на очень тонком шнурке. Кавендиш измерял смещение коромысла (поворот) при приближении к шарикам весов других шаров большей массы.

 Для увеличения чувствительности смещение определялось по световым зайчикам, отраженным от зеркал, закрепленных на шарах коромысла.

В результате этого эксперимента Кавендишу удалось довольно точно определить значение гравитационной константы и впервые вычислить массу Земли.

5. Эксперимент Жана Бернара Фуко

 Французский физик Жан Бернар Леон Фуко в 1851 году экспериментально доказал вращение Земли вокруг своей оси с помощью 67-метрового маятника, подвешенного к вершине купола парижского Пантеона. Плоскость качания маятника сохраняет неизменное положение по отношению к звездам. Наблюдатель же, находящийся на Земле и вращающийся вместе с ней, видит, что плоскость вращения медленно поворачивается в сторону, противоположную направлению вращения Земли.

6. Эксперимент Исаака Ньютона

В 1672 году Исаак Ньютон проделал простой эксперимент, который описан во всех школьных учебниках. Затворив ставни, он проделал в них небольшое отверстие, сквозь которое проходил солнечный луч. На пути луча была поставлена призма, а за призмой — экран.

На экране Ньютон наблюдал «радугу»: белый солнечный луч, пройдя через призму, превратился в несколько цветных лучей — от фиолетового до красного. Это явление называется дисперсией света. Сэр Исаак был не первым, наблюдавшим это явление. Уже в начале нашей эры было известно, что большие монокристаллы природного происхождения обладают свойством разлагать свет на цвета. Первые исследования дисперсии света в опытах со стеклянной треугольной призмой еще до Ньютона выполнили англичанин Хариот и чешский естествоиспытатель Марци.

Однако до Ньютона подобные наблюдения не подвергались серьезному анализу, а делавшиеся на их основе выводы не перепроверялись дополнительными экспериментами. И Хариот, и Марци оставались последователями Аристотеля, который утверждал, что различие в цвете определяется различием в количестве темноты, «примешиваемой» к белому свету. Фиолетовый цвет, по Аристотелю, возникает при наибольшем добавлении темноты к свету, а красный — при наименьшем. Ньютон же проделал допол¬нительные опыты со скрещенными призмами, когда свет, пропущенный через одну призму, проходит затем через другую. На основании совокупности проделанных опытов он сделал вывод о том, что «никакого цвета не возникает из белизны и черноты, смешанных вместе, кроме промежуточных темных; количество света не меняет вида цвета».

Он показал, что белый свет нужно рассматривать как составной. Основными же являются цвета от фиолетового до красного. Этот эксперимент Ньютона служит замечательным примером того, как разные люди, наблюдая одно и то же явление, интерпретируют его по-разному и только те, кто подвергает сомнению свою интерпретацию и ставит дополнительные опыты, приходят к правильным выводам.

7. Эксперимент Томаса Юнга

До начала XIX века преобладали представления о корпускулярной природе света. Свет считали состоящим из отдельных частиц — корпускул. Хотя явления дифракции и интерференции света наблюдал еще Ньютон («кольца Ньютона»), общепринятая точка зрения оставалась корпускулярной. Рассматривая волны на поверхности воды от двух брошенных камней, можно заметить, как, накладываясь друг на друга, волны могут интерферировать, то есть взаимогасить либо взаимоусиливать друг друга. Основываясь на этом, английский физик и врач Томас Юнг проделал в 1801 году опыты с лучом света, который проходил через два отверстия в непрозрачном экране, образуя, таким образом, два независимых источника света, аналогичных двум брошенным в воду камням. В результате он наблюдал интерференционную картину, состоящую из чередующихся темных и белых полос, которая не могла бы образоваться, если бы свет состоял из корпускул. Темные полосы соответствовали зонам, где световые волны от двух щелей гасят друг друга. Светлые полосы возникали там, где световые волны взаимоусиливались. Таким образом была доказана волновая природа света.

8. Эксперимент Клауса Йонссона

Немецкий физик Клаус Йонссон провел в 1961 году эксперимент, подобный эксперименту Томаса Юнга по интерференции света. Разница состояла в том, что вместо лучей света Йонссон использовал пучки электронов. Он получил интерференционную картину, аналогичную той, что Юнг наблюдал для световых волн. Это подтвердило правильность положений квантовой механики о смешанной корпускулярно-волновой природе элементарных частиц.

9. Эксперимент Роберта Милликена

Представление о том, что электрический заряд любого тела дискретен (то есть состоит из большего или меньшего набора элементарных зарядов, которые уже не подвержены дроблению), возникло еще в начале XIX века и поддерживалось такими известными физиками, как М. Фарадей и Г.Гельмгольц. В теорию был введен термин «электрон», обозначавший некую частицу — носитель элементарного электрического заряда. Этот термин, однако, был в то время чисто формальным, поскольку ни сама частица, ни связанный с ней элементарный электрический заряд не были обнаружены экспериментально.

В 1895 году К.Рентген во время экспериментов с разрядной трубкой обнаружил, что ее анод под действием летящих из катода лучей способен излучать свои, Х-лучи, или лучи Рентгена. В том же году французский физик Ж.Перрен экспериментально доказал, что катодные лучи — это поток отрицательно заряженных частиц. Но, несмотря на колоссальный экспериментальный материал, электрон оставался гипотетической частицей, поскольку не было ни одного опыта, в котором участвовали бы отдельные электроны. Американский физик Роберт Милликен разработал метод, ставший классическим примером изящного физического эксперимента.

Милликену удалось изолировать в пространстве несколько заряженных капелек воды между пластинами конденсатора. Освещая рентгеновскими лучами, можно было слегка ионизировать воздух между пластинами и изменять заряд капель. При включенном поле между пластинами капелька медленно двигалась вверх под действием электрического притяжения. При выключенном поле она опускалась под действием гравитации. Включая и выключая поле, можно было изучать каждую из взвешенных между пластинами капелек в течение 45 секунд, после чего они испарялись. К 1909 году удалось определить, что заряд любой капельки всегда был целым кратным фундаментальной величине е (заряд электрона). Это было убедительным доказательством того, что электроны представляли собой частицы с одинаковыми зарядом и массой. Заменив капельки воды капельками масла, Милликен получил возможность увеличить продолжительность наблюдений до 4,5 часа и в 1913 году, исключив один за другим возможные источники погрешностей, опубликовал первое измеренное значение заряда электрона: е = (4,774 ± 0,009)х10-10 электростатических единиц.

10. Эксперимент Эрнста Резерфорда

К началу XX века стало понятно, что атомы состоят из отрицательно заряженных электронов и какого-то положительного заряда, благодаря которому атом остается в целом нейтральным. Однако предположений о том, как выглядит эта «положительно-отрицательная» система, было слишком много, в то время как экспериментальных данных, которые позволили бы сделать выбор в пользу той или иной модели, явно недоставало.

Большинство физиков приняли модель Дж.Дж.Томсона: атом как равномерно заряженный положительный шар диаметром примерно 10-8см с плавающими внутри отрицательными электронами. В 1909 году Эрнст Резерфорд (ему помогали Ганс Гейгер и Эрнст Марсден) поставил эксперимент, чтобы понять действительную структуру атома. В этом эксперименте тяжелые положительно заряженные а-частицы, движущиеся со скоростью 20 км/с, проходили через тонкую золотую фольгу и рассеивались на атомах золота, отклоняясь от первоначального направления движения. Чтобы определить степень отклонения, Гейгер и Марсден должны были с помощью микроскопа наблюдать вспышки на пластине сцинтиллятора, возникавшие там, где в пластину попадала а-частица. За два года было сосчитано около миллиона вспышек и доказано, что примерно одна частица на 8000 в результате рассеяния изменяет направление движения более чем на 90° (то есть поворачивает назад). Такого никак не могло происходить в «рыхлом» атоме Томсона. Результаты однозначно свидетельствовали в пользу так называемой планетарной модели атома — массивное крохотное ядро размерами примерно 10-13 см и электроны, вращающиеся вокруг этого ядра на расстоянии около 10-8 см.

 

Предмет и структура физики, методы изучения физических явлений с примерами

п.1. Предмет и объект изучения физики

Физика – это наука о природе в самом общем смысле. Сам термин «фюзис» — в переводе с древнегреческого «природа» — впервые появляется в работах Аристотеля (IV век до н.э.). При этом «природа» в понимании философа – это не просто окружающая среда, а сущность составляющих её вещей и событий в ней, а познание «природы» — это наблюдение, понимание и объяснение событий.

Примеры наблюдений и объяснений:

Наблюдение

Объяснение

Корабли скрываются за линией горизонта

Земля круглая

День сменяет ночь

Земля вращается вокруг своей оси, подставляя одну сторону под солнечные лучи

Многократное эхо слышно в просторном помещении или в горах

Звуковые волны отражаются от препятствия (стены или скалы)

Физика – это наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи (в виде вещества и полей), и законы её движения.

Предмет изучения физики – наиболее общие закономерности явлений природы, свойства, строение и законы движения материи.

Механические, молекулярные, тепловые, электромагнитные, внутриатомные и внутриядерные явления, которые изучает физика, — это наиболее простые и наиболее общие формы движения материи. Они присутствуют в более сложных формах, изучением которых занимаются химия, биология, астрономия, география и другие науки.

Объект изучения физики – это природа, то есть весь окружающий мир.

Мы воспринимаем окружающий мир с помощью ощущений (зрение, обоняние, осязание, вкус). Построенные нами приборы дополняют наши органы чувств, но и от них мы воспринимаем информацию в основном через зрение.

п.2. Место физики среди других наук

Физика является естественной наукой, поскольку изучает природу. Наряду с физикой к естественным наукам относятся химия, биология, астрономия, география.

Физика является точной наукой, поскольку исследует количественно точные закономерности и использует строгие методы проверки гипотез, основанные на воспроизводимых экспериментах и строгих логических рассуждениях. К точным наукам также относят математику, химию, информатику и некоторые разделы биологии.

Физика является фундаментальной наукой, поскольку включает в себя как теоретические, так и экспериментальные исследования материальных систем, и является основой для остальных естественных наук. Её понятия, законы, теории, методы и средства используются во всех областях науки и техники.

Физика является прикладной наукой в значительной части своих разделов и направлений (акустика, баллистика, гидродинамика, оптика, материаловедение и т.п.), где изучаются конкретные технологические и технические применения полученных знаний в приборах, установках, машинах и механизмах.

п.3. Физические явления

Окружающий нас мир заполнен твёрдыми, жидкими и газообразными физическими телами.

Физическое тело это то, что имеет форму и занимает определённый объём.

Примеры физических тел:

Любое физическое тело из чего-то состоит или из чего-то изготовлено.

То, из чего состоят физические тела, называют веществами.

Сегодня нам известны десятки миллионов веществ. Многие из них можно найти в природе, но гораздо больше создается и применяется человеком.

Примеры веществ:

Явления – это изменения, происходящие с телами и веществами в окружающем мире.
Физические явления – это изменения, происходящие с физическими телами и веществами, из которых они состоят, без превращений этих веществ в другие.
К физическим явлениям относятся механические, электрические, магнитные, тепловые, звуковые, световые, атомные явления.

Примеры физических явлений:

Физическое явление

Вид явления

Физическое тело или
вещество, с которым явление
происходит

Движение Земли вокруг Солнца

Планета Земля

Разрядка аккумулятора смартфона

Электрическое

Катод (оксид металла), анод (пористый углерод) и электролит (литий)

Поворот стрелки компаса

Стрелка (из магнита) в магнитном поле Земли

Воздух (распространение звука), стена (отражение звука)

Отражение в зеркале

Оптическое (световое)

Поверхность зеркала

Свечение Солнца и звезд

Плазма звезды

п.

4. Методы изучения физических явлений

Наблюдение и опыт – два основных метода изучения физических явлений.

Наблюдения происходят пассивно, без вмешательства в явление, но целенаправленно.
Например: наблюдение восхода Солнца, радуги, падения метеорита, исследования космического излучения.

Наблюдение – целенаправленное восприятие физических явлений, без вмешательства в них, в естественных условиях.

Опыт – это активная форма познания природы в специально созданных условиях.
Например: опыт по изучению условий плавания тел, испарения жидкостей, теплоты сгорания топлива.

Опыт (эксперимент) – это изучение физических явлений в контролируемых и управляемых условиях.

Процесс познания начинается с наблюдения. Затем формулируется гипотеза, ставится цель и разрабатывается план исследований. Затем – если это возможно – ставится опыт, а если нет – продолжаются наблюдения. На основании полученных результатов, делаются выводы.
Совместно наблюдения и опыты формируют эмпирический уровень научного исследования.

При формулировке гипотезы мы часто полагаемся на интуицию или «здравый смысл». Но действительность может оказаться неожиданной. Например, в знаменитом опыте Галилея деревянный и чугунный шары, брошенные с башни, упали на землю одновременно. Хотя «здравый смысл» подсказывал, что чугунный шар должен был упасть быстрее.
С развитием физики таких явлений, судить о которых на основании интуиции нельзя, становится всё больше. Такие явления называют контринтуитивными.

п.5. Построение физических теорий

Самостоятельным уровнем познания природы является создание физических теорий.

Физическая теория – это математическая модель физического явления, для которой обязательно выполнение двух требований:

• непротиворечивость;
• возможность на основе построенной теории получить предсказания новых физических явлений, которые согласуются с последующим экспериментом.

Физические теории обобщают наблюдения и опыты и объясняют те или иные явления. Кроме объяснений уже полученных результатов, теория должна также предсказывать новые явления на уровне гипотезы. Затем запускается эмпирическая проверка, рассмотренная нами выше. Если гипотеза подтверждается, она становится частью теории.

Интересно, что физика не ставит и не отвечает на вопрос «почему природу удается описывать именно с помощью математики»? Этот факт воспринимается как данность.

«Математика – это язык, на котором написана книга природы». Галилео Галилей (1564-1642), итальянский физик, механик, астроном, философ, математик

Примеры физических теорий:

• классическая механика;
• статистическая физика;
• классическая электродинамика;
• квантовая механика;
• специальная теория относительности;
• квантовая электродинамика;
• единая теория электрослабых взаимодействий;
• теория струн.

п.6. Задачи

Задача 1. Опишите 5 известных вам эмпирических исследований физических явлений по стадиям «наблюдение – гипотеза – опыт – вывод».

Наблюдение

Гипотеза

Опыт

Вывод

Корабли скрываются за линией горизонта

Земля круглая?

Совершаем кругосветное путешествие

Да, Земля круглая

Все тела без опоры падают на землю

Тяжелые тела падают быстрее?

Бросаем два одинаковых по размеру шара – деревянный и чугунный – с башни. Они падают одновременно

Нет, скорость падения не зависит от массы тела

С помощью рычага легче поднять груз

Чем больше плечо, тем меньшую силу нужно приложить?

Оборудуем рычаг, начинаем уравновешивать один и тот же груз, прилагая разную силу с разным плечом

Да, при уравновешивании груза произведение плеча и приложенной силы постоянно, т.е. чем больше плечо, тем меньше сила

Вода закипает при нагревании через определенное время

Вода закипает при одной и той же температуре?

Измеряем температуру кипящей воды

Да, вода всегда закипает при 100°С

Вода в большой и маленькой посуде закипает за разное время

Рост температуры при нагревании зависит от массы?

Измеряем температуру при нагревании разных масс воды от одного источника тепла

Да, чем больше масса, тем медленней растет температура

Задача 2. Назовите 5 явлений, реальная сущность которых оказалась контринтуитивной.

Физическое явление

Интуитивная гипотеза

Контринтуитивная
реальность

Поверхность Земли простирается во все стороны, куда ни глянь

Земля плоская?

Земля имеет форму шара

Ежедневно Солнце всходит и заходит над Землей

Солнце вращается вокруг Земли?

Земля вращается вокруг Солнца

Все тела без опоры падают на землю

Тяжелые тела падают быстрее?

Скорость падения не зависит от массы тела

Мы сидим на стуле, монитор стоит на столе, на многие предметы можно опереться, никто не сможет пройти сквозь стену, — мир выглядит плотным и надежным

Вещество состоит из атомов, в которых положительно заряженное вещество равномерно и плотно заполняет все пространство, а электроны встроены в него как «изюминки»?
(«пудинговая модель» атома)

Атом практически пустой.
Почти вся масса (99,99%) сосредоточена в очень маленьком (10^–15 объема атома) и очень плотном ядре.
(«планетарная модель» атома)

Если стрелять сначала из неподвижного, а затем из движущегося танка, скорость снаряда относительно цели будет разной.
Скорости танка и снаряда суммируются

Если движущийся космический корабль выпустит вспышку света, скорость вспышки будет равна сумме скоростей света и корабля?

Вспышка будет распространяться со скоростью света, причем во все стороны одинаково

Мощность в физике — обозначение, формулы и примеры

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Определение мощности

Допустим, нам необходимо убрать урожай пшеницы с поля площадью 100 га. Это можно сделать вручную или с помощью комбайна. Очевидно, что пока человек обработает 1 га площади, комбайн успеет сделать намного больше. В данном случае разница между человеком и техникой — именно то, что называют мощностью. Отсюда вытекает первое определение.

Мощность в физике — это количество работы, которая совершается за единицу времени.

Рассмотрим другой пример: между точкой А и точкой Б расстояние 15 км, которое человек проходит за 3 часа, а автомобиль может проехать всего за 10 минут. Понятно, что одно и то же количество работы они сделают за разное время. Что показывает мощность в данном случае? Как быстро или с какой скоростью выполняется некая работа.

В электромеханике данная величина тоже связана со скоростью, а конкретно — с тем, как быстро передается ток по участку цепи. Исходя из этого, мы можем рассмотреть еще одно определение.

Мощность — это скалярная физическая величина, которая характеризует скорость передачи энергии от системы к системе или скорость преобразования, изменения, потребления энергии.

Напомним, что скалярными величинами называются те, значение которых выражается только числом (без вектора направления).

Мощность человека в зависимости от деятельности

Вид деятельности	Мощность, Вт
Неспешная ходьба	60–65
Бег со скоростью 9 км/ч	750
Плавание со скоростью 50 м/мин	850
Игра в футбол	930

Как обозначается мощность: единицы измерения

В таблице выше вы увидели обозначение в ваттах, и читая инструкции к бытовой технике, можно заметить, что среди характеристик прибора обязательно указано количество ватт. Это единица измерения механической мощности, используемая в международной системе СИ. Она обозначается буквой W или Вт.

Измерение мощности в ваттах было принято в честь шотландского ученого Джеймса Уатта — изобретателя паровой машины. Он стал одним из родоначальников английской промышленной революции.

В физике принято следующее обозначение мощности: 1 Вт = 1 Дж / 1с.

Это значит, что за 1 ватт принята мощность, необходимая для совершения работы в 1 джоуль за 1 секунду.

В каких единицах еще измеряется мощность? Ученые-астрофизики измеряют ее в эргах в секунду (эрг/сек), а в автомобилестроении до сих пор можно услышать о лошадиных силах.

Интересно, что автором этой последней единицы измерения стал все тот же шотландец Джеймс Уатт. На одной из пивоварен, где он проводил свои исследования, хозяин накачивал воду для производства с помощью лошадей. И Уатт выяснил, что 1 лошадь за секунду поднимает около 75 кг воды на высоту 1 метр. Вот так и появилось измерение в лошадиных силах. Правда, сегодня такое обозначение мощности в физике считается устаревшим.

Одна лошадиная сила — это мощность, необходимая для поднятия груза в 75 кг за 1 секунду на 1 метр. 🐴

Единицы измерения	Вт
1 ватт	1
1 киловатт	103
1 мегаватт	106
1 эрг в секунду	10-7
1 метрическая лошадиная сила	735,5

Подготовка к ОГЭ по физике онлайн поможет снять стресс перед экзаменом и получить высокий балл.

Все формулы мощности

Зная определения, несложно понять формулы мощности, используемые в разных разделах физики — в механике и электротехнике.

В механике

Механическая мощность (N) равна отношению работы ко времени, за которое она была выполнена.

Основная формула:

N = A / t, где A — работа, t — время ее выполнения.

Если вспомнить, что работой называется произведение модуля силы, модуля перемещения и косинуса угла между ними, мы получим формулу измерения работы.

Если направления модуля приложения силы и модуля перемещения объекта совпадают, угол будет равен 0 градусов, а его косинус равен 1. В таком случае формулу можно упростить:

A = F × S

Используем эту формулу для вычисления мощности:

N = A / t = F × S / t = F × V

В последнем выражении мы исходим из того, что скорость (V) равна отношению перемещения объекта на время, за которое это перемещение произошло.

В электротехнике

В общем случае электрическая мощность (P) говорит о скорости передачи энергии. Она равна произведению напряжения на участке цепи на величину тока, проходящего по этому участку.

P = I × U, где I — напряжение, U — сила тока.

В электротехнике существует несколько видов мощности: активная, реактивная, полная, пиковая и т. д. Но это тема отдельного материала, сейчас же мы потренируемся решать задачи на основе общего понимания этой величины. Посмотрим, как найти мощность, используя вышеуказанные формулы по физике.

Задача 1

Допустим, человек поднимает ведро воды из колодца, прикладывая силу 60 Н. Глубина колодца составляет 10 м, а время, необходимое для поднятия — 30 сек. Какова будет мощность в этом случае?

Решение:

Найдем вначале величину работы, используя тот факт, что мы знаем расстояние перемещения (глубину колодца 10 м) и приложенную силу 60 Н.

A = F × S = 60 Н × 10 м = 600 Дж

Когда известно значение работы и времени, найти мощность несложно:

N = A / t = 600 Дж / 30 сек = 20 Вт

Ответ: человек развивает мощность 20 ватт.

Задача 2

В комнате включена лампа мощностью 100 Вт. Напряжение домашней электросети — 220 В. Какая сила тока пройдет через эту лампу?

Решение:

Мы знаем, что Р = 100 Вт, а U = 220 В.

Поскольку P = I × U, следовательно I = P / U.

I = 100 / 220 = 0,45 А.

Ответ: через лампу пройдет сила тока 0,45 А.

Вопросы для самопроверки

1. Что характеризует механическая мощность?

2. Какие существуют единицы измерения мощности в физике?

3. Какая из единиц измерения считается устаревшей?

4. Мощность можно назвать скалярной величиной? Что это означает?

5. Как из формулы нахождения мощности получить работу?

6. Какой буквой обозначается мощность в механике, а какой — в электротехнике?

7. Какую работу производит за 30 минут устройство мощностью 600 Вт?

8. Как узнать напряжение в сети, если мы знаем мощность подключенного к ней прибора и силу тока, проходящую через прибор?

9. Если в течение 1 часа автомобиль №1 едет со скоростью 60 км/ч, а автомобиль №2 — со скоростью 90 км/ч, одинаковую ли мощность они развивают в это время?

10. Допустим, автобус отвез пассажиров из города А в город В за 1 час. Если он планирует вернуться в город А пустым по той же трассе и потратить на это 1 час, ему понадобится развить такую же мощность или меньшую?

10 крупнейших открытий в области физики за 2016 год

• Пол Ринкон
• Отдел науки, Би-би-си

14 декабря 2016

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Парадокс Шрёдингера известен давно, но продемонстировать его на физическом уровне до сих пор не удавалось

Обнаружение гравитационных волн в пространстве-времени, а также первая практическая демонстрация знаменитого парадокса Шрёдингера включены в список крупнейших достижений физики за 2016 год, по версии журнала Physics World.

В нем также присутствует и открытие первой экзопланеты в ближайшей к нам звездной системе.

Обнаружение гравитационных волн, признанное крупнейшим открытием года, было достигнуто научным сообществом LIGO, в котором участвует более 80 научных институтов всего мира.

Сообщество использует несколько лабораторий, пытающихся обнаружить отклонения в структуре пространства-времени, возникающие при прохождении мощного лазерного импульса в вакуумном тоннеле.

Первый сигнал, зафиксированный ими, был порождением столкновения двух черных дыр на расстоянии более миллиарда световых лет от Земли.

По словам Хамиша Джонстона, редактора журнала Physics World, где опубликован список достижений, эти наблюдения стали первым прямым свидетельством существования черных дыр.

Автор фото, LIGO/T. Pyle/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Подпись к фото,

Альберт Эйнштейн первым предположил возможность существования гравитационных волн

Среди других крупнейших физических открытий года:

Кот Шрёдингера: ученые в течение многих лет ломают голову над загадкой кота Шрёдингера. Это мысленный эксперимент австрийского ученого Эрвина Шредингера. Кот находится в ящике. В ящике имеется механизм, содержащий радиоактивное атомное ядро и ёмкость с ядовитым газом. Парадокс заключается в том, что животное может быть живым или мертвым в одно и то же время. Узнать это точно можно, только открыв ящик. Это означает, что открытие ящика выделяет одно из множества состояний кота. Но до того, как ящик будет открыт, животное нельзя считать живым или мертвым — кот может находиться в двух состояниях одновременно.

Однако американские и французские физики впервые смогли отследить состояние кота на примере внутреннего устройства молекулы, проявляющегося в одновременном нахождении системы в двух квантовых состояниях.

Для этого специалисты привели молекулы в возбужденное состояние с помощью рентгеновского лазера (разера). Из полученных дифракционных картин высокого пространственного и временного разрешений физики смонтировали видео.

Компактный «гравиметр»: ученые из университета Глазго построили гравиметр, которые способен очень точно измерять силу тяжести на Земле. Это компактное, точное и недорогое устройство. Прибор может быть использован при поиске полезных ископаемых, в строительстве и исследовании вулканов.

Ближайшая к нам экзопланета: астрономы обнаружили признаки присутствия в системе Проксима Центавра планеты, находящейся в обитаемой зоне. Эта планета, получившая название Proxima b, по массе всего в 1,3 больше Земли и может иметь жидкую воду на своей поверхности.

Автор фото, ESO/M.Kornmesser

Подпись к фото,

Так может выглядить поверхность планеты Proxima b

Квантовое запутывание: группе физиков из США удалось впервые продемонстрировать эффект квантовомеханического запутывания на примере макроскопической механической системы.

Развитие экспериментальных методов изучения квантовых систем и отработка методик по запутыванию разного рода объектов должна, по прогнозам физиков, привести к появлению принципиально новых компьютеров.

Чудо-материал: ученым удалось впервые измерить свойство материала графена — так называемую негативную рефракцию. Это явление может быть использовано при создании новых типов оптических устройств, например, крайне чувствительных линз и объективов.

Атомные часы: немецкие физики обнаружили трансмутацию изотопа тория-229, которая может стать основой конструкции нового типа атомных часов. Такие часы будут гораздо более устойчивыми, чем существующие приборы этого типа.

Оптика для микроскопов: шотландские ученые из Университета Стратклайда создали новый тип линзы для микроскопов, получившей название Mesolens. Новые линзы имеют большое поле зрения и высокое разрешение.

Автор фото, Mesolens

Подпись к фото,

Эти структуры в мозгу крыс были зафиксированы новым микроскопом на основе линз Mesolens

Сверхбыстрый компьютер: австрийские ученые достигли крупного успеха в разработке квантовых компьютеров. Они создали модель фундаментальных взаимодействий элементарных частиц, которая может применяться прототипами квантовых компьютеров.

Атомный двигатель: ученые из университета Майнца в Германии разработали прототип теплового двигателя, который состоит из одного атома. Он конвертирует разницу в температуре в механическую работу, помещая единственный ион кальция в ловушку в форме воронки.

Пригласительный школьный этап Всероссийской олимпиады школьников 2020: Физика

Пригласительный этап Всероссийской олимпиады школьников прошел для учеников 3-10 классов. Олимпиада помогла ребятам познакомиться с новыми задачами, расширить кругозор, определить для себя самый интересный предмет. 

Олимпиада была организована Образовательным центром «Сириус» и Департаментом образования и науки г. Москвы при поддержке тематической площадки «Образование» Общероссийского народного фронта. 

Экспертное сопровождение обеспечивали Образовательный центр «Сириус» и Центр педагогического мастерства г. Москвы.

В Олимпиаде приняли участие 305 953 школьника 3-10 классов
Списки победителей и призеров доступны на вкладках туров по предметам
Дипломы победителей и призеров доступны в личных кабинетах участников

Ответы на популярные вопросы

Чьи данные указывать при регистрации: родителя или ребенка?

При регистрации в Личном кабинете и в заявке необходимо указывать данные школьника – участника олимпиады.

Какой класс указывать в заявке?

В заявке есть два поля для указания класса: в котором школьник учится и за который школьник будет участвовать в олимпиаде. Эксперты рекомендуют указывать тот же класс участия, что и класс обучения: задания пригласительного школьного этапа соответствуют текущей программе, т.е. концу текущего класса.
Пример. Если сейчас вы учитесь в 7 классе и осенью предполагаете участвовать во Всероссийской олимпиаде школьников за 8 класс (так как перейдете уже в него), в пригласительном туре следует указать именно ваш текущий класс, 7-й.
Можно выбрать и класс старше (но выбрать можно только один класс: так же, как и на самой Всероссийской олимпиаде). При этом стоит оценить свои возможности – попробовать порешать варианты прошлого года. 

Не могу зарегистрироваться на сайте. Что делать?

Проверьте правильность написания электронной почты. Возможно, вы использовали недопустимые символы, например, буквы, набранные в русской раскладке клавиатуры (кириллицу). Пример правильного адреса электронной почты: [email protected]. Также проверяйте, чтобы перед и после адреса не было пробелов.

Ответы на все популярные вопросы (FAQ)

Не нашли ответ – пишите на [email protected]

Правила проведения

1. Пригласительный школьный этап всероссийской олимпиады школьников (далее – Олимпиада) проводится для обучающихся 3-10 классов  2019/20 учебного года из образовательных организаций всех субъектов Российской Федерации, кроме г. Москвы. Условия участия школьников из г. Москвы опубликованы на сайте vos.olimpiada.ru.

2. Олимпиада проходит по 6 предметам в рамках приоритетов стратегии научно-технологического развития РФ: математика, информатика, физика, химия, биология и астрономия. 

3. Олимпиада пройдет в период с 20 апреля по 29 мая в дистанционной форме в соответствии с графиком ее проведения. 

4. Для участия надо зарегистрироваться на тур по выбранному общеобразовательному предмету на сайте Центра Сириус. Можно регистрироваться на несколько предметов. При регистрации школьник указывает класс, за который будет участвовать в олимпиаде. Он должен быть не меньше, чем тот класс, в котором школьник учится. Зарегистрироваться можно в любой момент до 13:00 дня начала тура по московскому времени.

5. Для каждого предмета и каждого класса будут сформированы требования к проведению тура, которые включают продолжительность тура и рекомендации по использованию оборудования и справочных средств. Они будут опубликованы не позднее, чем за 3 дня до начала тура.

6. Каждый тур стартует в 15:00 по московскому времени в указанную в расписании дату и продолжается 2 суток (в информатике – 4 суток). Начать тур можно в любой момент в этот промежуток, с момента старта время прохождения будет ограничено продолжительностью тура.

7. Участники выполняют олимпиадные задания индивидуально и самостоятельно. Запрещается коллективное выполнение олимпиадных заданий, использование посторонней помощи (родители, учителя, сеть Интернет и т. д.).

8. Участники олимпиады узнают свои результаты (баллы по задачам) не позднее, чем через 10 календарных дней после даты окончания олимпиадного тура.

9. Апелляции по вопросам содержания и структуры олимпиадных заданий, критериев и методики оценивания их выполнения не принимаются и не рассматриваются. 

10. Итоговые результаты пригласительного школьного этапа олимпиады по каждому предмету (список победителей и призеров) подводятся независимо для каждого класса и публикуются на сайте Образовательного центра «Сириус» до 15 июня 2020 года.

Ответы на популярные вопросы (FAQ)

Все объявления о программах — в телеграм-канале «Сириуса»

Сила тяжести, вес тела, сила упругости. Примеры решения задач по физике. 7 класс

Сила тяжести, вес тела, сила упругости. Примеры решения задач по физике. 7 класс

Подробности

Просмотров: 1434

Задачи по физике — это просто!

Вспомним

Изображение сил на чертеже:

Формула для расчета силы тяжести, действующей на тело:

Формула для расчета веса тела:

Форула для расчета силы упругости:

Здесь единица измерения массы — 1 кг,
единица измерения силы — 1 Н,
единица измерения жесткости пружины — 1 Н/м,
единица измерения величины деформации пружины (удлинения) — 1 м.
Все задачи решаем в системе СИ!

А теперь к задачам!

Элементарные задачи для 7 класса из курса школьной физики на расчет силы тяжести, веса тела и силы упругости.

Задача 1

Определить силу тяжести, действующую на тело массой 100 кг.

Задача 2

Определить вес тела массой 600 г.

Задача 3

Определить массу тела весом 120 Н.

Задача 4

На полу стоит ящик массой 1 тонна. Определить силу тяжести и силу упругости, действующие на ящик, а также вес ящика.
(Здесь N — сила реакции опоры, на которой стоит ящик, приложена к ящику, является силой упругости.
Если тело стоит неподвижно, т.е. не проваливается сквозь опору, то сила реакции опоры численно равна силе тяжести, действующей на тело.
Вес тела приложен к опоре и численно равен силе тяжести, действующей на тело.)

Задача 5

Определить вес алюминиевого бруска объемом 200 см³.

Задача 6

Определить силу упругости, возникающую при сжатии пружины на 10 см, если жесткость пружины равна 400 Н/м.

Задача 7

Определить максимальную силу упругости, возникающую при растяжении резины грузом массой 5 кг.

Задача 7

Найти удлинение пружины, возникающее под действием подвешенного к ней груза массой 200 г, если жесткость пружины равна 1000 Н/м.
(в этой задаче Х -это удлинение пружины, иначе величина деформации пружины, равна изменению длины пружины при деформации)

10 примеров физики в повседневной жизни — StudiousGuy

На этой «живой планете», которую мы называем Землей, происходит множество интересных событий. Эти события происходят вокруг нас, которые мы видим, делаем или переживаем регулярно. В какой-то момент ваше любопытство подтолкнуло бы вас задавать вопросы о том, что происходит? Как это случилось? Что ж, не говоря уже о чудесах, ответ на все эти вопросы — «Физика». Фактически, физика так или иначе управляет нашей повседневной жизнью.Приведем десять примеров физики из повседневной жизни:

1. Будильник

Физика входит в вашу повседневную жизнь сразу после того, как вы просыпаетесь утром. Жужжащий звук будильника поможет вам проснуться утром в соответствии с вашим графиком. Звук — это то, что вы не видите, но слышите или ощущаете. Физика изучает происхождение, распространение и свойства звука. Он работает по концепции квантовой механики.

2.Паровой утюг

Сразу после того, как вы проснетесь утром и начнете готовиться к школе / офису, вам понадобится выглаженная ткань, и именно здесь в игру вступает физика. Паровой утюг — это такая машина, которая требует много физики, чтобы заставить его работать. Главный принцип физики, используемый в паровом утюге, — это «тепло». Тепло в термодинамике — это тип передачи энергии от более теплого вещества к более холодному. Глажка работает за счет нагреваемого металлического основания — подошвы.

3.Ходьба

Теперь, когда вы готовитесь к работе в офисе / школе, какой бы способ коммутации ни был, вам обязательно нужно пройти определенное расстояние. Вы можете легко гулять — это просто благодаря физике. Во время прогулки по парку или по асфальтированной дороге у вас хорошее сцепление с дорогой, и вы не поскользнетесь из-за неровностей или сопротивления между подошвой вашей обуви и поверхностью дороги. Это сопротивление, отвечающее за сцепление, называется «трением» или «тягой».Однако, когда банановая кожура попадает вам под ногу, вы внезапно падаете. Итак, что заставляет вас упасть? Что ж, это связано с уменьшением трения между вашей обувью и поверхностью дороги из-за скользкой кожуры банана.

4. Шариковая ручка

На работе или в школе шариковая ручка — ваше оружие. Если бы не было физики, вы не смогли бы писать шариковой ручкой на бумаге. В этом случае в игру вступает понятие гравитации.Когда ваша ручка движется по бумаге, шарик поворачивается, и сила тяжести заставляет чернила опускаться на верхнюю часть шарика, где они переносятся на бумагу.

5. Наушники / наушники

Когда вы устали от работы или учебы, музыка вам пригодится. Вы когда-нибудь задумывались о том, как работают ваши наушники / наушники? Что ж, опять же из-за физики. Понятия магнетизма и звуковых волн используются в науке о ваших наушниках / наушниках.Когда вы подключаете наушники к источнику электроэнергии, магнит в наушниках создает электромагнитное поле, которое в конечном итоге приводит к возникновению звуковых волн.

6. Ремни безопасности автомобильные

Вы когда-нибудь замечали, по какому принципу работает ваш автомобильный ремень безопасности? Что ж, это снова физика. Когда вы затягиваете автомобильный ремень безопасности, он работает по концепции «инерции». Инерция — это нежелание или лень тела изменять состояние покоя или движения.В случае столкновения с автомобилем ремень безопасности предотвращает движение вашего тела вперед; поскольку ваше тело сопротивляется остановке из-за инерции движения.

7. Объектив камеры

Феномен «селфи» охватил людей всех возрастных групп. Развлекаешься, нажимая на фотографии. Объектив, используемый в фотоаппарате, работает по принципу оптики. Набор выпуклых линз обеспечивает камеру изображения вне камеры.

8.Сотовые телефоны

Мобильные телефоны стали похожи на кислородный газ в современной общественной жизни. Вряд ли кого-то не коснулось бы действие сотового телефона. Мобильные телефоны есть везде, будь то передача срочного сообщения или постоянные сплетни. Но знаете ли вы, как работает сотовый телефон? Он работает по принципу электричества и электромагнитного спектра, волнообразных моделей электричества и магнетизма.

9. Аккумуляторы

Батареи — в мобильных телефонах, автомобилях, факелах, игрушках или любом другом устройстве — действуют как спасатели электричества.Батареи работают по емкостному принципу. С конца 18 века конденсаторы используются для хранения электроэнергии. Бенджамин Франклин первым применил фразу «батарея» для обозначения серии конденсаторов в приложении для накопления энергии.

10. Доплеровский радар

Для проверки превышающих скорость транспортных средств полиция часто использует доплеровские радары. Доплеровские радары работают по принципу эффекта Доплера. Эффект Доплера — это не что иное, как изменение высоты звука, когда источник звука перемещается относительно слушателя.Это связано с тем, что частота звуковой волны изменяется по мере того, как источник звука приближается к слушателю или дальше от него.

Примеры физики из повседневной жизни

Не каждый студент вырастет и изучит физику на более глубоком уровне, но физика хорошо проникает в нашу повседневную жизнь, описывая движение, силы и энергию обычного опыта. Следовательно, должна быть возможность проиллюстрировать физику повседневной жизни каждому, конечно, на примерах.

Формирование изображения

Замечали ли вы, что, стоя в комнате ночью, вы часто можете видеть свое отражение в оконном стекле? Точно так же, поскольку дно озера исходит намного меньше света, поверхность озера будет действовать как зеркало.

Но изображение также можно сформировать за счет преломления. Рыба, замеченная в воде, обычно кажется находящейся на другой глубине, чем она есть на самом деле, из-за преломления световых лучей, когда они перемещаются из воды в воздух.
Наконец, существуют явления, которые возникают из-за сочетания отражения и преломления. Например, радуга видна, когда свет проходит через капли воды, висящие в атмосфере. Свет изгибается или преломляется, когда попадает в каплю, а затем отражается от внутренней части капли.

Стиральная машина

Сушильная машина стиральной машины представляет собой быстро вращающийся контейнер, который прилагает центробежную силу к своему содержимому. Центробежная сила действует в направлении от центра и, следовательно, может использоваться для выброса молекул воды на одежду радиально наружу во время цикла отжима стиральной машины.

Статическое электричество

Когда два предмета, которые не являются хорошими электрическими проводниками, трутся друг о друга, электроны от одного из предметов стираются друг о друга.

Чем сильнее трение между двумя предметами, тем больше статического электричества и больше электрический заряд.

Безопасность дорожного движения

При торможении движущегося автомобиля автомобиль и нижние части прикрепленных к нему пассажиров немедленно останавливаются, но их верхние части падают вперед по инерции. Поэтому в автомобиле устанавливаются ремни безопасности, а также подушки безопасности.

Американские горки

Первый холм поездки всегда является самым высоким, так что машина собирает достаточно энергии, чтобы преодолеть все подъемы.Когда автомобиль падает, его потенциальная энергия уменьшается, но кинетическая энергия увеличивается. Если сложить вместе в любой части поездки, кинетическая и потенциальная энергии автомобиля будут равны потенциальной энергии, которую автомобиль имел на первом спуске.

Вращение

Когда фигуристка втягивает руки и ногу внутрь, она уменьшает свой момент инерции, таким образом, вращаясь с большей угловой скоростью. Это связано с сохранением момента количества движения.

Ручка двери

Если приложить силу близко к петле двери, дверь не откроется, так как не сможет вращаться вокруг петли.Но если приложить ту же силу дальше от петли, крутящий момент будет больше. Следовательно, дверь открывается легко и с меньшими усилиями.

Падение

Предположим, вы взбираетесь на дерево, и внезапно вы поскользнулись и упали с дерева. Тогда вы можете сломать одну или две кости. Но если то же самое произойдет с маленьким муравьем, то есть если он упадет с высоты, он не пострадает. Почему это так?

С точки зрения муравья, атмосфера густая и вязкая, и его опыт падения с высоты похож на наш, когда мы падаем через воду на дно бассейна. Воздух под падающим муравьем становится большой подушкой безопасности.

Круглость

Нобелевский лауреат по физике Ричард Фейнман объясняет, почему маленькие капли воды круглые, в следующем видео.

Звуковая игра

Когда бутылка с водой наполняется, столб воздуха или количество воздуха внутри бутылки уменьшается. В результате высота (или резкость) звука увеличится, поскольку она обратно пропорциональна длине колеблющегося столба воздуха.Таким образом, вы можете точно сказать, когда бутылка наполнена, даже не глядя.

Подводя итоги

Трудно представить жизнь без физики. Даже если кто-то может не обладать математикой, необходимой для полного понимания этих физических явлений, можно с уверенностью оценить тот факт, что они существуют. Доступно множество других примеров, и вам просто нужен глаз, чтобы их распознать.

Применение физики в повседневной жизни — научный мир

Применения физики в повседневной жизни многочисленны.Мы используем физику в повседневной деятельности, такой как прогулки, игры, просмотр, слушание, резка, приготовление пищи, а также открытие и закрытие вещей. Давайте посмотрим на основные области применения физики!

Приложения физики

Каковы приложения физики в повседневной жизни?

У физики есть множество приложений в повседневной жизни. Важность физики подчеркивается многочисленными приложениями физики в нашей повседневной жизни.

Физика — это отрасль науки, которая изучает материю, ее природу и свойства, а также занимается теплом, механикой, светом, электричеством, магнетизмом, формой атомов и звуком.

Физика — это наука, которая задает основные вопросы о жизни и находит ответы посредством наблюдений и экспериментов. Физики пытаются ответить на фундаментальные вопросы жизни с помощью чисто наблюдательных и исследовательских методов. В свою очередь, они придумывают открытия и изобретения, которые улучшают наш образ жизни благодаря их технической поддержке.

Сегодня мы находим приложения физики в таких изобретениях, как мобильные телефоны, компьютерные приложения, игровые консоли, DVD-плееры и другие электронные продукты.

Существуют различные разделы физики, которые должны знать все студенты, изучающие STEM. Физика внесла свой вклад в огромный технический прогресс и революцию в области знаний, которая позволила ученым найти более простой способ выполнять все повседневные дела. Например, медицинские инструменты, такие как рентгеновские лучи или лазерные операции, были бы невозможны без этой области науки.Он также присутствует в большинстве повседневных предметов, таких как телефоны, телевизоры и почти все электронные устройства.

Без физики самолеты не могут летать, машины не могут двигаться, а здания нельзя строить. Практически все так или иначе связано с физикой.

Основные области применения физики

Физика широко применяется в повседневной жизни. Основные области применения физики могут включать следующее:

В области транспорта и движения

Движение всех тел основано на наличии внешней силы, действующей на них, как указано в Законах Ньютона, которые описывают взаимосвязь. между движением тел и действующей на них внешней силой.

Есть много приложений, которые не могут быть ограничены законами движения, которые люди используют в своей повседневной жизни, например, автомобили, поезда и самолеты, но как эти устройства и приложения контролируются?

Двигатели в транспортных средствах, таких как автомобили, представляют собой внешнюю движущую силу, позволяя этим приложениям перемещаться и менять положение. И наоборот, тормоза и инструменты общественной безопасности, такие как ремень безопасности, представляют собой внешнюю силу, противоположную двигателям, чтобы останавливать движение объектов, тем самым препятствуя возникновению скольжения и аварий.

В области авиации и космических исследований

Изучение физики не ограничивается тем, что происходит на поверхности Земли. Ученые пытались изучить все, что происходит в космосе, поэтому они знали астрономические объекты, такие как звезды, планеты и черные дыры, и отслеживали их движение, радиацию, цвета и местоположения, а также разработали множество инструментов, которые помогли им узнать больше о том, что есть происходит в космическом пространстве, например, в земные телескопы.

Ученые также проанализировали излучение, достигающее поверхности Земли, и линии спектра солнечного излучения, с помощью которых они смогли узнать слои атмосферы Земли и передачу энергии через нее, чтобы узнать условия климата в дополнение к газы в космическом пространстве.

Физика также играет ключевую роль в производстве самолетов и космических ракет в соответствии с законами движения Ньютона.

В области технологий и информатики

Физика — это экспериментальная наука, и иногда невозможно построить реальные эксперименты для некоторых теорий. Ученые удовлетворены построением математической модели для понимания физических явлений на основе математических и физических выражений, но этого недостаточно, чтобы доказать или опровергнуть теорию.

С развитием науки и техники для ученых появилась возможность найти среду, которая заменит экспериментальную физику, но без риска.

Физические проблемы — это не что иное, как набор последовательных алгоритмов. Если эти модели построены с использованием компьютера, появляется возможность проверить эти модели четко и без каких-либо потерь.

Однако благодаря успеху многих экспериментов по моделированию для некоторых физических теорий существуют некоторые препятствия и проблемы, с которыми ученые сталкиваются при выполнении моделирования, такие как сложность перевода компьютерного алгоритма из-за сложности и сложности физической проблемы, или хаос некоторых физических систем, который затрудняет поиск логических и правильных решений.

В поле энергии

Энергия существует в этом мире во многих формах и используется либо напрямую, либо путем преобразования ее в другие формы энергии. Есть солнечная энергия, кинетическая энергия, электрическая энергия и энергия ветра, и преобразование между этими различными формами энергии осуществляется с помощью определенных физических принципов.

Примеры включают:

Электричество:

Электричество — одно из важнейших прямых физических применений в жизни людей и главный источник энергии.Это непрерывный поток электрических зарядов, движущихся внутри проводника, образуя так называемый электрический ток.

Важность электричества можно понять из ситуации, в которой люди живут в те минуты, когда в домах отключено электричество. Все электроприборы перестают работать, гаснет свет, и жизнь становится затруднительной.

Солнечные элементы:

С появлением потребности в альтернативных источниках ископаемого топлива солнечные элементы стали важным источником электроэнергии, поскольку солнечная энергия преобразуется в электрическую или тепловую энергию с помощью солнечных элементов. Но в солнечных системах все еще есть некоторые проблемы, которые ограничивают широкое использование солнечной энергии, поскольку солнечные элементы все еще находятся в стадии разработки и исследований, чтобы соответствовать требованиям сегодняшней жизни по разумной и доступной цене.

Ветровые насосы:

Ветряные насосы — это устройство для перемещения воды с помощью энергии ветра. Он используется для откачки воды в отдаленных и сельских районах, страдающих от дефицита источников воды и электроэнергии.

Хотя эти насосы неэффективны по сравнению с сегодняшними электронасосами, они могут считаться важным источником воды в этих областях.

В области медицины

Как и в других областях науки, медицина также извлекает выгоду из физики. Существует множество медицинских устройств и технологий, которые зависят от использования и принципов физики в своей работе, и наиболее важными из этих приложений являются:

Медицинское оборудование для визуализации:

Устройства для визуализации являются важными приложениями в медицинской физике, с помощью которых это можно сделать. можно диагностировать заболевания с помощью многих физических методов, таких как рентгеновские лучи, отображающие скелет, и ультразвук (ультразвук), который позволяет захватывать различные движущиеся изображения определенных частей тела, и аппараты магнитно-резонансной томографии (МРТ), которые снимают фотографии органов тела и мозга в частности.

Радиационная онкология:

Радиация стала обычным явлением для лечения раковых опухолей всех видов, когда врач использует радиацию либо в качестве основного лечения для уничтожения раковых клеток или ограничения их распространения, либо в качестве адъювантной терапии в дополнение к хирургии и химиотерапии. или гормональная терапия.

Лазерная хирургия

В лазерной хирургии используются световые лучи. Лазер является альтернативой традиционным методам, таким как скальпели, в особых случаях, например, в мягких тканях, где процедуры лазерной коррекции зрения являются обычным явлением.

Существует множество вариантов лазерной хирургии, таких как литотрипсия, лазерная эндоскопия и косметические операции по удалению шрамов и ран.

В области связи и спутников

Спутники — одно из наиболее важных приложений астрофизики, поскольку они представляют собой созданные человеком устройства, которые вращаются вокруг Земли или других планет по определенным орбитам, подобным естественным спутникам. 4 октября 1957 года СССР успешно запустил первый искусственный спутник, получивший название Спутник-1.

Самое главное, что отличает спутники друг от друга, — это цель их запуска, так как цели различаются следующим образом:

• Астрономические спутники для наблюдения далеких планет, галактик и других космических объектов.
• Метеорологические спутники для наблюдения за погодой и климатом Земли.
• Спутники военного назначения.
• Спутники для телевещания и связи.

Заключение:

В физике есть разные разделы, такие как классическая механика, статистическая механика, релятивистская механика, квантовая механика, атомная физика, молекулярная физика, термодинамика, ядерная физика, электромагнетизм, фотоника, оптика, акустика и многие другие. Каждая область физики имеет свое значение в нашей жизни.

Размах физики поражает. У него есть приложения, начиная от явлений, изучающих субатомные частицы, и заканчивая важными аспектами астрофизики.

Читайте также:

1. Как математика используется в повседневной жизни?

2. Важность математики в нашей повседневной жизни

3. Важность компьютера в жизни человека

Примеры физики в нашей повседневной жизни

Помимо тяжелого труда и решимости, современное образование наверное, самый важный фактор успеха.Вы ходите в школу, чтобы изучить новые концепции и понять, почему все обстоит так, как есть в мире. С момента получения формального образования многие из них окончили школу и добились огромных успехов.
В образовательных учреждениях вы можете изучать концепции от детского сада до университета, каждый уровень постепенно усложняется. Вы начинаете изучать науку в очень молодом возрасте, она разветвляется на биологию, химию и физику и еще глубже проникает в высшие учебные заведения.
В зависимости от того, что вас больше всего интересует, некоторые вещи, которые вы изучаете в школе, могут показаться более важными, чем другие. Физика — это предмет, с которым многие люди борются и не видят пользы от него в повседневной жизни. На самом деле физика применима ко многим аспектам нашей повседневной жизни.
В этой статье мы рассмотрим практические примеры того, как физика применяется в повседневной жизни.
Связь
Практически невозможно целый день прожить без общения с кем-нибудь по телефону, будь то телефонный звонок или текстовое сообщение.Изобретение телефона приписывают Александру Грэхему Беллу в 19 веке, который применил такие физические концепции, как электрические токи и звуковые волны, для передачи сигналов. Без физики телефона не существовало бы, и вы все равно полагались бы на телеграммы и голубей-посыльных в общении.
Здравоохранение
Без сомнения, все, чего вы можете достичь в жизни, бесполезно, если вы недостаточно здоровы, чтобы наслаждаться своим богатством. Биология может отвечать за диагностику наших недугов и определять курс лечения, но физика играет не менее важную роль в разработке хирургического оборудования и диагностике наших болезней.
Транспорт
Каждый день вы сталкиваетесь с необходимостью путешествовать или переезжать из одного места в другое, из дома на работу или в школу, от одного клиента к другому, вы называете это; транспорт необходим в жизни человека. Независимо от того, пользуетесь ли вы общественным транспортом, автомобилем, поездом или самолетом, физика сыграла огромную роль в изобретении всех этих видов транспорта.
Архитектура
Вероятно, вы читаете эту статью дома или в офисе. Огромные здания, которые вы видите сегодня, возможны, потому что инженеры применили физику и математику, чтобы гарантировать, что они не опрокинутся при малейшем сопротивлении.В Японии знание технологии пружин позволило построить сейсмостойкие здания.
Энергия
Многие люди не могут представить себя живущими в мире, где нет электричества; сама мысль об этом пугает. Энергия необходима для всех технологических изобретений. Чем больше развивается и продвигается технология, тем больше требуется энергии. В будущем от электричества будет зависеть многое, в том числе транспорт. Производство электроэнергии основывается на научных процессах, таких как вращение турбин при производстве гидроэлектроэнергии и геотермальной энергии.
Звук
Звук — это колебание молекул. Даже когда мы говорим, колебания происходят на разных частотах, и это то, что слышат наш мозг и уши. С помощью физики ученые смогли понять, как работает звук, и разработать такие технологии, как динамики и системы оповещения. Даже наушники, которые вы используете каждый день, чтобы наслаждаться музыкой, можно отнести к физике и ее концепциям.
Бытовая техника
Телевизор, холодильник, стереосистема, микроволновая печь и все другие электрические устройства, которые есть у вас дома, делают вашу жизнь лучше.Физики — это люди, которые разработали технологию, которая сделала возможным работу всех этих устройств.
Физика необходима для жизни человека, и почти все технологические достижения человечества зависят от физических концепций. Получить более глубокое понимание физики невозможно. Посещение курсов по физике более высокого уровня позволит вам лучше понять важнейшие законы, лежащие в основе всех физических концепций. Обучение физике дополняет то, что вы изучаете в школе, и делает вас лучшим учеником.

Работа с примерами

РАБОТА

Предположим, что к объекту приложена сила, и объект движется в направлении приложенной силы, тогда мы сказали, что работа выполнена. Позвольте мне объяснить другими словами. К объекту должна быть приложена сила, и объект должен двигаться в направлении приложенной силы. Если движение не в направлении силы или сила приложена к объекту, но нет движения, тогда мы не можем говорить о работе. Теперь сформулируем сказанное выше.

Поскольку сила является векторной величиной, имеющей как величину, так и направление, работа также является векторной величиной и имеет то же направление, что и приложенная сила. Мы будем обозначать силу как F, а расстояние как d в формулах и упражнениях. Если существует угол между силой и направлением движения, мы формулируем нашу формулу, как указано ниже;

В этом случае сила и расстояние в одном направлении, а угол между ними равен нулю. Таким образом, cos0 равен 1. Вт = F.d

Если сила и расстояние противоположны, то угол между ними становится 180 градусов, а cos180 равен -1.

W = -F.d

Последний случай показывает третью ситуацию, в которой сила прилагается перпендикулярно расстоянию. Cos90 градусов равен нулю, поэтому проделанная работа также равна нулю. W = F.d.cos90º = 0

Теперь поговорим об единице работы. Из нашей формулы мы нашли, что это кгм² / с², однако вместо этой длинной единицы мы используем джоулей .Другими словами;

1 джоуль = 1 Н. 1 м

Посмотрите на приведенные ниже примеры, мы постараемся пояснить работу примерами.

Пример. К ящику прилагается сила 25 Н, и ящик перемещается на 10 м. Найдите работу, выполненную силой. (Sin37º = 0, 6 и cos37 º = 0, 8)

Поскольку коробка движется в направлении X, мы должны найти компоненты X и Y приложенной силы.Y составляющая силы ответственности за работу не несет. Коробка движется по оси X. Итак, мы используем X-компонент приложенной силы. Поскольку угол между составляющей силы X и расстоянием равен нулю, cos0º становится равным 1. Я не упоминал об этом в решении. Если это было другое значение, чем 1, я также должен его записать.

Пример Посмотрите на приведенное ниже изображение. Есть яблоко, к которому перпендикулярно приложена сила. Однако он перемещается на 5 м по оси X.Посчитайте работу, проделанную силой.

Пример Если коробка касается стены и к ней приложена сила, определяется работа, выполненная силой.

Коробка касается стены, и сила не может ее сдвинуть. Поскольку здесь нет дистанции, мы не можем говорить о работе. Как видите, наша формула;

Работа = Сила. Расстояние

Если одна из переменных равна нулю, то выполненная работа становится равной нулю.

Экзамены и решения Work Power Energy

Энергия Работы <Пред.		Далее> Мощность

Сила в физике: определение и примеры — видео и стенограмма урока

Силы на движущемся объекте

Сначала движение было вызвано этими силами. Когда отдельный лист отделялся от дерева, он двигался как по вертикали, так и по горизонтали под действием силы тяжести и ветра, пока не останавливался.Как быстро он двигался? Это зависит от обстоятельств, потому что во время движения на лист действовали и другие силы. Например, когда лист двигался вниз под действием силы тяжести, воздушная масса также оказывала небольшое сопротивление в противоположном направлении (вверх). Мы называем это силовым сопротивлением или сопротивлением воздуха. Вот почему иногда можно увидеть, как листья медленно опадают на землю. Также могла быть небольшая сила сопротивления воздуха (лобового сопротивления), действующая против ветра в горизонтальном направлении.

Силы действуют на статический объект

Допустим, лист ударился о землю и остался там, где приземлился. Были ли еще силы? Конечно. Гравитация все еще тянула лист вниз по вертикали, а ветер, возможно, все еще толкал лист по горизонтали. Но лист остановился. Почему? Потому что теперь были задействованы другие силы. Земля толкала лист вертикально с противодействующей силой, равной по величине силе тяжести.Кроме того, земля взаимодействовала с листом, вызывая трение, силу, действующую в горизонтальном направлении, так что лист не двигался, даже если ветер все еще дул на него.

А теперь представим силы с листом на земле:

Опять же, лист не двигается из-за наличия равных и противоположных сил. Путешествие листа и его пункт назначения указывают на еще кое-что о силе:

• Для наличия силы не обязательно должен быть контакт между взаимодействующими объектами.Вспомните силу тяжести между Землей и листом, когда он падал.
• Для присутствия силы не обязательно должно быть движение, связанное с взаимодействующими объектами. Все противодействующие силы находились в равновесии, когда лист неподвижно лежал на земле.

Другой пример

В другом примере давайте подумаем, что происходит, когда вы держите стакан воды. Ваша рука и стакан могут быть совершенно неподвижными, но есть много разных сил, которые удерживают стакан в неподвижном состоянии.Во-первых, ваша рука прижимается к стеклу, прилагая силу внутрь с разных сторон, и стекло отталкивается с одинаковой силой, так что оно не разбивается и не перемещается по горизонтали. Во-вторых, Земля взаимодействует со стеклом (гравитация), притягивая его вниз в вертикальном направлении. Но сопротивление (трение), вызываемое вашей рукой, взаимодействующей со стеклом, создает равную и противоположную силу, так что стекло не выскальзывает и не падает. Проиллюстрируем, что здесь происходит:

Эти разные силы, действующие в разных направлениях, работают согласованно и уравновешенно, чтобы стекло оставалось совершенно неподвижным.

Резюме урока

Итак, помните, силы действуют повсюду вокруг вас, и вы используете их постоянно. Сила включает взаимодействие между двумя или более объектами и вызывает толкание или притяжение между объектами. Всегда есть направление, связанное с силой. Хорошие примеры противодействующей силы включают сопротивление из-за взаимодействия с воздушной массой и силу из-за трения между двумя объектами. Даже если взаимодействующие объекты не двигаются, могут присутствовать противодействующие силы, находящиеся в равновесии.Наконец, помните, что объекты не должны соприкасаться, чтобы присутствовала сила (например, гравитация).

4 Физические концепции, которые должен знать каждый

Связана ли физика с повседневной жизнью? Может показаться, что это не так, но физика окружает нас повсюду. Концепции физики важны не только для ученых — они важны для всех.

Понимание основных концепций физики поможет вам выглядеть умным перед начальником или на свидании. Это может помочь вам избежать автокатастроф или выбраться из канавы.Это может быть даже путь к большой карьере в самых разных областях. Но, пожалуй, самое главное: это поможет вам понять, как мир, в котором мы живем, работает .

Мы в Brainscape, тоже фанаты когнитивной науки об обучении, случайно оказались фанатами физики.

Что такое физика? Это изучение физического мира. Он охватывает ряд тем, включая материю (которая представляет собой любое вещество, имеющее массу) и движение этой материи в пространстве и времени во Вселенной.Это одна из фундаментальных наук, посвященная описанию того, как функционирует наш мир.

И сегодня мы поделимся с вами четырьмя основными физическими концепциями , чтобы помочь вам немного лучше понять этот предмет.

Четыре основных концепции физики

1.

Классическая механика (законы движения)

Если вы изучали какую-либо науку, вы, вероятно, слышали историю Исаака Ньютона, сидящего под яблоней и формулирующего основные законы движения.Хотя эта история отчасти апокрифическая, на самом деле в ней есть доля правды.

В 1687 году Ньютон опубликовал Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica , первую книгу, в которой изложены фундаментальные законы движения или классической механики. В книге Ньютон изложил и объяснил три фундаментальных закона классической механики:

1. Покоящиеся объекты останутся в покое, а объекты в движении останутся в движении с той же скоростью, если только на объект не будет воздействовать внешнее воздействие. сила.
2. Сила равна массе, умноженной на ускорение (F = м a).
3. Когда один объект оказывает силу на другой объект, второй объект оказывает на первый равную и противоположную силу.

Это может показаться немного абстрактным, но если подумать, эти законы механики можно четко соблюдать в повседневной жизни. На плоской поверхности мяч будет оставаться неподвижным, если его не пинают или не подует ветер. На холме на него действует сила тяжести и тянет вниз.

Что касается силы, мы все понимаем, что попасть в вышибалу, движущуюся со скоростью 30 миль в час, не то же самое, что попасть в машину, движущуюся с той же скоростью. Масса объекта влияет на силу. И, наконец, все мы понимаем, что если мы пробьем стену, мы, вероятно, сломаем себе руку. Мы можем сильно удариться о стену, но стена оказывает в ответ равную и противоположную силу. Ой.

2. Электромагнетизм

Электромагнетизм в конечном итоге отвечает за свет, радиоволны и даже электричество.

Что такое свет? Невозможно понять этот простой вопрос, не говоря об электромагнетизме, одной из четырех основных сил, управляющих Вселенной. Электромагнетизм относится к силам, создаваемым электронами, которые присутствуют в определенных типах материи по всей Вселенной. Некоторые типы материи, такие как соединения, содержащиеся в магнитах, имеют электроны, сконфигурированные таким образом, чтобы оказывать силу на другие электроны, находящиеся в «заряженных частицах».

Эти соединения воздействуют энергией на другие «заряженные частицы», поэтому магнит притягивает скрепку, а не ваш палец.Сила, переносимая электромагнитным полем, переносится фотонами, которые представляют собой частицы, которые иногда действуют как волны (или волны, которые иногда действуют как частицы).

Непонятно, знаю. Главное, что нужно понять, — это то, что электромагнитное излучение составляет большую часть нашей повседневной жизни. Сам по себе видимый свет представляет собой форму электромагнитного излучения. Другие типы электромагнитного излучения — это рентгеновские лучи, радиоволны и т. Д. Электричество, конечно же, создается за счет воздействия электромагнитных сил.

3. Относительность

Общая теория относительности — это базовое понятие в физике, которое часто описывается аналогично движущемуся транспортному средству. Допустим, вы едете в машине со скоростью 60 миль в час. Это кабриолет с опущенным верхом. Вы бросаете мяч прямо вверх. Относительность помогает объяснить тот факт, что есть два разных взгляда на то, что происходит с мячом.

С вашей точки зрения, внутри машины вы приложили к мячу одну направленную вверх силу. С точки зрения человека, стоящего за пределами машины, мяч уже двигался со скоростью 60 миль в час внутри машины, когда была приложена вторая сила.Это простой пример, но его можно расширить до более крупных масштабов: например, Земля в настоящее время вращается вокруг Солнца со скоростью около 67 000 миль в час, но из-за теории относительности нам это не кажется таким.

Общая теория относительности была расширена в начале 1900-х годов, когда Альберт Эйнштейн создал специальную теорию относительности. В своих трудах Эйнштейн теоретизировал «абсолютный предел скорости» для света — скорость, которая не может быть превышена независимо от теории относительности. Представьте себе: вы неподвижны в центре космоса и измеряете скорость, с которой свет проходит мимо вас.Источник света рядом, стационарный. Вы измеряете скорость света как 671 миллион миль в час.

Затем вы проводите еще два эксперимента. В первом случае источник света уносится от вас со скоростью 300 миллионов миль в час. Во втором случае источник света движется к вам с той же скоростью. Однако каждый раз, когда вы измеряете скорость света, число одно и то же: 671 миллион миль в час.

Что это значит? Ну, во-первых, это растягивает время: чем быстрее вы двигаетесь, тем медленнее идет время.Да, это так же дико, как кажется. Правда намного страннее вымысла.

4. Термодинамика

Изучение термодинамики вращается вокруг взаимосвязи между теплотой, энергией и механической работой. Термодинамика вращается вокруг четырех законов (которые по какой-то причине нумеруются от нуля до трех). Законы вытекают из базовой интерпретации тепла как движения

Это сложно, но в основном это то, что важно: на атомном уровне то, что мы воспринимаем как «температуру», на самом деле относится к движению атома .Например, в жаркий день солнечная энергия заставляет атомы в атмосфере Земли быстро колебаться. Эта вибрация несет энергию, которая передается нашей коже, заставляя нас чувствовать тепло. Точно так же «холодные» атомы — это те атомы, которые меньше двигаются. Дело не в том, что тепло заставляет атомы двигаться; дело в том, что движение атома — это тепла.

Они Физическая концепция термодинамики объясняет, как энергия солнца возбуждает атомы на Земле, создавая тепло.

Общие знания не ограничиваются физикой

Мы надеемся, что вам понравился этот краткий обзор физики, и что он пробуждает вашу жажду к большему обучению.Чем больше вы понимаете науку, тем больше вы понимаете и цените этот прекрасный мир, в котором мы живем.

И не только концепции физики полезны для ваших общих знаний. Есть масса других предметов (например, биология, математика, языки, искусство и т. Д.), Которые помогут вам немного лучше понять этот мир. Просто у нас не всегда есть время их изучать.

Вот почему Brainscape — идеальное решение, если вы хотите освежить свои общие знания.Наше гибкое, адаптивное приложение для карточек, которое поможет вам изучать новые концепции в два раза быстрее, чем при выполнении традиционных упражнений.

В рамках многолетнего проекта с участием сотен студентов, преподавателей, профессоров и экспертов из разных областей Brainscape собрал важнейший базовый набор знаний по огромному кругу предметов. Мы называем это «реабилитацией знаний». Хотите ли вы рассказать об искусстве, науке, социальных науках или даже о поп-культуре и развлечениях, все это здесь для вас.

А если вам нужна дополнительная помощь в изучении физики, посмотрите наши адаптивные карточки Brainscape как для Physics 101, так и для MCAT Physics!

.