S’il existe une théorie scientifique qui mérite d’être connue, laissez-la expliquer comment l’univers a atteint son état actuel (ou ne l’a pas atteint). S'appuyant sur les recherches menées par Edwin Hubble, Georges Lemaitre et Albert Einstein, la théorie du Big Bang postule que l'univers a commencé il y a 14 milliards d'années par une expansion massive. À un moment donné, l’univers était contenu en un point et englobait toute la matière de l’univers actuel. Ce mouvement se poursuit encore aujourd’hui et l’univers lui-même est en constante expansion.
La théorie du Big Bang a gagné un large soutien dans les cercles scientifiques après la découverte du fond diffus cosmologique par Arno Penzias et Robert Wilson en 1965. À l’aide de radiotélescopes, deux astronomes ont découvert un bruit cosmique, ou statique, qui ne se dissipe pas avec le temps. En collaboration avec le chercheur de Princeton, Robert Dicke, les deux scientifiques ont confirmé l'hypothèse de Dicke selon laquelle le Big Bang original a laissé derrière lui un rayonnement de faible niveau pouvant être détecté dans tout l'univers.
La loi de Hubble sur l'expansion cosmique
Tenons Edwin Hubble une seconde. Alors que la Grande Dépression faisait rage dans les années 1920, Hubble était un pionnier de la recherche astronomique. Non seulement il a prouvé qu’il existait d’autres galaxies que la Voie lactée, mais il a également découvert que ces galaxies s’éloignaient de la nôtre, un mouvement qu’il a appelé récession.
Afin de quantifier la vitesse de ce mouvement galactique, Hubble a proposé la loi de l'expansion cosmique, également connue sous le nom de loi de Hubble. L'équation ressemble à ceci : vitesse = H0 x distance. La vitesse représente la vitesse à laquelle les galaxies s'éloignent ; H0 est la constante de Hubble, ou un paramètre qui indique la vitesse à laquelle l'univers se développe ; la distance est la distance d'une galaxie à celle avec laquelle la comparaison est effectuée.
La constante de Hubble est calculée à différentes valeurs depuis un certain temps, mais elle est actuellement figée à 70 km/s par mégaparsec. Ce n'est pas si important pour nous. L’important est que la loi offre un moyen pratique de mesurer la vitesse d’une galaxie par rapport à la nôtre. Et ce qui est également important, c'est que la loi établit que l'Univers est constitué de nombreuses galaxies dont le mouvement remonte au Big Bang.
Les lois de Kepler sur le mouvement planétaire
Pendant des siècles, les scientifiques se sont battus entre eux et avec les chefs religieux pour déterminer les orbites des planètes, notamment pour savoir si elles tournaient autour du Soleil. Au XVIe siècle, Copernic a présenté son concept controversé d’un système solaire héliocentrique, dans lequel les planètes tournent autour du Soleil plutôt que de la Terre. Cependant, ce n’est qu’avec Johannes Kepler, qui s’est appuyé sur les travaux de Tycho Brahe et d’autres astronomes, qu’une base scientifique claire pour le mouvement planétaire a émergé.
Les trois lois du mouvement planétaire de Kepler, élaborées au début du XVIIe siècle, décrivent le mouvement des planètes autour du Soleil. La première loi, parfois appelée loi des orbites, stipule que les planètes tournent autour du Soleil sur une orbite elliptique. La deuxième loi, la loi des aires, dit qu’une ligne reliant une planète au soleil forme des aires égales à des intervalles de temps égaux. En d’autres termes, si vous mesurez la zone créée par une ligne tracée entre la Terre et le Soleil et suivez le mouvement de la Terre pendant 30 jours, la zone sera la même quelle que soit la position de la Terre par rapport à l’origine.
La troisième loi, la loi des périodes, permet d'établir une relation claire entre la période orbitale de la planète et la distance au Soleil. Grâce à cette loi, nous savons qu'une planète relativement proche du Soleil, comme Vénus, a une période orbitale beaucoup plus courte que des planètes lointaines comme Neptune.
Loi universelle de la gravité
C'est peut-être normal aujourd'hui, mais il y a plus de 300 ans, Sir Isaac Newton a proposé une idée révolutionnaire : deux objets quelconques, quelle que soit leur masse, exercent une attraction gravitationnelle l'un sur l'autre. Cette loi est représentée par une équation que de nombreux écoliers rencontrent au lycée en physique et en mathématiques.
F = G × [(m1m2)/r²]
F est la force gravitationnelle entre deux objets, mesurée en newtons. M1 et M2 sont les masses des deux objets, tandis que r est la distance qui les sépare. G est la constante gravitationnelle, actuellement calculée comme 6,67384(80)·10−11 ou N·m2·kg−2.
L’avantage de la loi universelle de la gravité est qu’elle permet de calculer l’attraction gravitationnelle entre deux objets quelconques. Cette capacité est extrêmement utile lorsque les scientifiques, par exemple, lancent un satellite en orbite ou déterminent la trajectoire de la Lune.
Les lois de Newton
Puisque nous parlons de l’un des plus grands scientifiques ayant jamais vécu sur Terre, parlons des autres lois célèbres de Newton. Ses trois lois du mouvement constituent une partie essentielle de la physique moderne. Et comme beaucoup d’autres lois de la physique, elles sont élégantes dans leur simplicité.
La première des trois lois stipule qu’un objet en mouvement reste en mouvement à moins qu’il ne soit soumis à une force extérieure. Pour une balle roulant sur le sol, la force externe peut être une friction entre la balle et le sol, ou un garçon qui frappe la balle dans une direction différente.
La deuxième loi établit la relation entre la masse d'un objet (m) et son accélération (a) sous la forme de l'équation F = m x a. F représente la force, mesurée en newtons. C'est aussi un vecteur, c'est-à-dire qu'il a une composante directionnelle. En raison de l'accélération, une balle qui roule sur le sol a un vecteur spécial dans la direction de son mouvement, et ceci est pris en compte lors du calcul de la force.
La troisième loi est assez significative et devrait vous être familière : pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée. Autrement dit, pour chaque force appliquée à un objet à la surface, l’objet est repoussé avec la même force.
Lois de la thermodynamique
Le physicien et écrivain britannique C. P. Snow a dit un jour qu'un non-scientifique qui ne connaissait pas la deuxième loi de la thermodynamique était comme un scientifique qui n'avait jamais lu Shakespeare. La déclaration désormais célèbre de Snow soulignait l'importance de la thermodynamique et la nécessité que même les non-scientifiques la connaissent.
La thermodynamique est la science qui étudie le fonctionnement de l'énergie dans un système, qu'il s'agisse d'un moteur ou du noyau terrestre. Elle peut être réduite à plusieurs lois fondamentales, que Snow a décrites comme suit :
- Vous ne pouvez pas gagner.
- Vous n'éviterez pas les pertes.
- Vous ne pouvez pas quitter le jeu.
Comprenons cela un peu. En disant que vous ne pouvez pas gagner, Snow voulait dire que puisque la matière et l'énergie sont conservées, vous ne pouvez pas gagner l'une sans perdre l'autre (c'est-à-dire E=mc²). Cela signifie également que vous devez fournir de la chaleur pour faire fonctionner le moteur, mais en l'absence d'un système parfaitement fermé, une partie de la chaleur s'échappera inévitablement dans le monde ouvert, ce qui conduit à la deuxième loi.
La deuxième loi - les pertes sont inévitables - signifie qu'en raison de l'augmentation de l'entropie, vous ne pouvez pas revenir à votre état énergétique précédent. L’énergie concentrée en un seul endroit aura toujours tendance à se diriger vers des endroits de plus faible concentration.
Enfin, la troisième loi - vous ne pouvez pas quitter le jeu - s'applique à la température la plus basse théoriquement possible - moins 273,15 degrés Celsius. Lorsque le système atteint le zéro absolu, le mouvement des molécules s’arrête, ce qui signifie que l’entropie atteindra sa valeur la plus basse et qu’il n’y aura même plus d’énergie cinétique. Mais dans le monde réel, il est impossible d’atteindre le zéro absolu – on ne peut que s’en approcher très près.
La force d'Archimède
Après que l'ancien grec Archimède ait découvert son principe de flottabilité, il aurait crié « Eurêka ! (Je l'ai trouvé !) et j'ai couru nu à travers Syracuse. Ainsi dit la légende. La découverte était si importante. La légende raconte également qu'Archimède a découvert le principe lorsqu'il a remarqué que l'eau d'une baignoire montait lorsqu'un corps y était immergé.
Selon le principe de flottabilité d'Archimède, la force agissant sur un objet immergé ou partiellement immergé est égale à la masse du fluide que l'objet déplace. Ce principe revêt une importance cruciale dans les calculs de densité ainsi que dans la conception des sous-marins et autres navires océaniques.
Evolution et sélection naturelle
Maintenant que nous avons établi certains des concepts de base sur la façon dont l'univers a commencé et comment les lois physiques affectent notre vie quotidienne, tournons notre attention vers la forme humaine et découvrons comment nous en sommes arrivés là. Selon la plupart des scientifiques, toute vie sur Terre a un ancêtre commun. Mais pour qu'une différence aussi énorme se produise entre tous les organismes vivants, certains d'entre eux ont dû se transformer en une espèce distincte.
D'une manière générale, cette différenciation s'est produite à travers le processus d'évolution. Les populations d'organismes et leurs caractéristiques sont passées par des mécanismes tels que des mutations. Celles présentant des caractéristiques plus avantageuses pour la survie, comme les grenouilles brunes, excellentes pour se camoufler dans les marais, ont été naturellement sélectionnées pour survivre. C'est de là que vient le terme sélection naturelle.
Vous pouvez multiplier ces deux théories de très nombreuses fois, et c’est en fait ce que Darwin a fait au 19ème siècle. L'évolution et la sélection naturelle expliquent l'énorme diversité de la vie sur Terre.
Théorie générale de la relativité
Albert Einstein a été et reste une découverte majeure qui a changé à jamais notre vision de l'univers. L'avancée majeure d'Einstein a été l'affirmation selon laquelle l'espace et le temps ne sont pas absolus et que la gravité n'est pas simplement une force appliquée à un objet ou à une masse. La gravité est plutôt due au fait que la masse courbe elle-même l’espace et le temps (espace-temps).
Pour y réfléchir, imaginez que vous traversiez la Terre en ligne droite en direction de l'est, par exemple depuis l'hémisphère nord. Après un certain temps, si quelqu'un souhaite déterminer avec précision votre position, vous serez beaucoup plus au sud et à l'est de votre position d'origine. C'est parce que la Terre est courbée. Pour rouler tout droit vers l’est, vous devez tenir compte de la forme de la Terre et rouler légèrement vers le nord. Comparez une balle ronde et une feuille de papier.
L'espace, c'est à peu près la même chose. Par exemple, il sera évident pour les passagers d’une fusée volant autour de la Terre qu’ils volent en ligne droite dans l’espace. Mais en réalité, l’espace-temps qui les entoure est courbé par la gravité terrestre, les obligeant à avancer tout en restant sur l’orbite terrestre.
La théorie d'Einstein a eu un impact énorme sur l'avenir de l'astrophysique et de la cosmologie. Elle a expliqué une petite anomalie inattendue dans l'orbite de Mercure, a montré comment la lumière des étoiles se courbe et a jeté les bases théoriques des trous noirs.
Principe d'incertitude de Heisenberg
L'expansion de la théorie de la relativité d'Einstein nous a appris davantage sur le fonctionnement de l'univers et a contribué à jeter les bases de la physique quantique, conduisant à un embarras complètement inattendu de la science théorique. En 1927, la prise de conscience que toutes les lois de l’univers sont flexibles dans un contexte donné a conduit à la découverte étonnante du scientifique allemand Werner Heisenberg.
En postulant son principe d’incertitude, Heisenberg s’est rendu compte qu’il était impossible de connaître simultanément deux propriétés d’une particule avec un haut niveau de précision. Vous pouvez connaître la position d’un électron avec un degré élevé de précision, mais pas sa quantité de mouvement, et vice versa.
Niels Bohr fit plus tard une découverte qui contribua à expliquer le principe de Heisenberg. Bohr a découvert que l'électron possède à la fois les qualités d'une particule et d'une onde. Le concept est devenu connu sous le nom de dualité onde-particule et constitue la base de la physique quantique. Par conséquent, lorsque nous mesurons la position d’un électron, nous le définissons comme une particule située à un certain point de l’espace avec une longueur d’onde indéfinie. Lorsque nous mesurons une impulsion, nous traitons l’électron comme une onde, ce qui signifie que nous pouvons connaître l’amplitude de sa longueur, mais pas sa position.
Mouvement mécanique. En VIIIe année, la forme mécanique du mouvement de la matière a été étudiée en détail, c'est-à-dire le mouvement dans l'espace de certains corps par rapport à d'autres au fil du temps. Le fait que tous les corps sont composés d’atomes ou de molécules n’a pas été pris en compte. Les corps étaient considérés comme solides, dépourvus de structure interne.
L’étude des propriétés des corps n’est pas la tâche de la mécanique. Son objectif est de déterminer les positions des corps dans l'espace et leurs vitesses à tout moment, en fonction des forces d'interaction entre eux à des positions et vitesses initiales données des corps.
Mouvement thermique. Les atomes et les molécules de matière, comme vous le savez grâce au cours de physique de la septième classe, subissent un mouvement aléatoire (chaotique), appelé mouvement thermique. Dans la rubrique « Phénomènes thermiques. Physique moléculaire »en classe IX, nous étudierons les lois fondamentales de la forme thermique du mouvement de la matière.
Le mouvement des molécules est aléatoire car leur nombre dans les corps qui nous entourent est extrêmement important et les molécules interagissent les unes avec les autres. La notion de mouvement thermique ne s'applique pas aux systèmes de plusieurs molécules. Le mouvement chaotique d'un grand nombre de molécules est qualitativement différent du mouvement mécanique ordonné des corps individuels. C'est pourquoi il représente une forme particulière de mouvement de la matière, qui possède des propriétés spécifiques.
Le mouvement thermique détermine les propriétés internes des corps et son étude nous permet de comprendre de nombreux processus physiques se produisant dans les corps.
Corps macroscopiques. En physique, les corps constitués d'un très grand nombre d'atomes ou de molécules sont dits macroscopiques. La taille des corps macroscopiques est plusieurs fois supérieure à celle des atomes. Du gaz dans une bouteille, de l'eau dans un verre, un grain de sable, une pierre, une tige d'acier, un globe - autant d'exemples de corps macroscopiques (Fig. 1).
Nous considérerons les processus dans les corps macroscopiques.
Phénomènes thermiques. Le mouvement thermique des molécules dépend de la température. Cela a été abordé dans les cours de physique des grades VI et VII. Ainsi, en étudiant le mouvement thermique des molécules, nous étudierons ainsi les phénomènes qui dépendent de la température des corps. Lorsqu'elle est chauffée, les transitions de matière se produisent d'un
états dans un autre : les solides se transforment en liquides et les liquides en gaz. Au contraire, lors du refroidissement, les gaz se transforment en liquides et les liquides en solides.
Ces phénomènes et bien d’autres provoqués par le mouvement chaotique des atomes et des molécules sont appelés phénomènes thermiques.
L'importance des phénomènes thermiques. Les phénomènes thermiques jouent un rôle important dans la vie des humains, des animaux et des plantes. Un changement de température de l'air de 20 à 30°C avec le changement de saison change tout autour de nous. Avec l'arrivée du printemps, la nature se réveille, les forêts se couvrent de feuilles, les prairies verdissent. En hiver, les riches couleurs estivales sont remplacées par un fond blanc monotone, la vie des plantes et de nombreux insectes se fige. Lorsque la température de notre corps change d’un seul degré, nous ne nous sentons déjà pas bien.
Les phénomènes thermiques intéressent depuis l’Antiquité. Les gens ont acquis une relative indépendance par rapport à leur environnement après avoir appris à allumer et à entretenir un feu. Ce fut l’une des plus grandes découvertes faites par l’homme.
Les changements de température affectent toutes les propriétés des corps. Ainsi, lorsqu’ils sont chauffés ou refroidis, la taille des solides et le volume des liquides changent. Leurs propriétés mécaniques, comme l’élasticité, changent également de manière significative. Un morceau de tube en caoutchouc ne sera pas endommagé si vous le frappez avec un marteau. Mais lorsqu’il est refroidi à des températures inférieures à -100°C, le caoutchouc devient aussi fragile que le verre. Un léger impact brise le tube en caoutchouc en petits morceaux. Ce n'est qu'après chauffage que le caoutchouc retrouvera ses propriétés élastiques.
Tout ce qui précède et bien d’autres phénomènes thermiques sont soumis à certaines lois. Ces lois sont aussi précises et fiables que les lois de la mécanique, mais en diffèrent par leur contenu et leur forme. La découverte des lois qui régissent les phénomènes thermiques permet d'appliquer ces phénomènes dans la pratique et dans la technologie avec un maximum d'avantages. Les moteurs thermiques modernes, les installations de gaz liquéfiés, les appareils de réfrigération et autres appareils sont conçus sur la base de la connaissance de ces lois.
Théorie de la cinétique moléculaire. La théorie qui explique les phénomènes thermiques dans les corps macroscopiques et les propriétés internes de ces corps, basée sur l'idée que tous les corps sont constitués de particules individuelles se déplaçant de manière chaotique, est appelée théorie de la cinétique moléculaire. La théorie se donne pour tâche de relier les modèles de comportement des molécules individuelles aux quantités caractérisant les propriétés des corps macroscopiques.
Même les philosophes anciens ont deviné que la chaleur est un type de mouvement interne des particules qui composent les corps. Le grand scientifique russe M.V. Lomonossov a grandement contribué au développement de la théorie de la cinétique moléculaire. Lomonossov considérait la chaleur comme le mouvement de rotation des particules de matière. A l'aide de sa théorie, il a donné une explication tout à fait correcte, en termes généraux, des phénomènes de fusion, d'évaporation et de conductivité thermique. Il a conclu qu’il y a « le plus grand ou le dernier degré de froid », lorsque le mouvement des particules de matière s’arrête.
Cependant, les difficultés liées à la construction d'une théorie de la cinétique moléculaire n'ont conduit à sa victoire finale qu'au début du XXe siècle. Le fait est que le nombre de molécules dans les corps macroscopiques est énorme et qu'il est impossible de retracer le mouvement de chaque molécule. Il est nécessaire d'apprendre, sur la base des lois du mouvement des molécules individuelles, à trouver le résultat moyen auquel conduit leur mouvement combiné. C'est ce résultat moyen du mouvement de toutes les molécules qui détermine les phénomènes thermiques dans les corps macroscopiques.
Thermodynamique. La substance possède de nombreuses propriétés qui peuvent être étudiées sans se plonger dans sa structure. Les phénomènes thermiques peuvent être décrits à l'aide de grandeurs enregistrées par des instruments tels qu'un manomètre et un thermomètre, qui ne répondent pas à l'influence de molécules individuelles.
Au milieu du 19ème siècle. Après la découverte de la loi de conservation de l'énergie, la première théorie scientifique des processus thermiques a été construite : la thermodynamique. La thermodynamique est une théorie des phénomènes thermiques qui ne prend pas en compte la structure moléculaire des corps. Elle est née lors de l'étude des conditions optimales d'utilisation de la chaleur pour effectuer un travail, bien avant que la théorie de la cinétique moléculaire ne soit généralement reconnue.
Thermodynamique et mécanique statistique. Actuellement, la thermodynamique et la théorie de la cinétique moléculaire, également appelée mécanique statistique, sont utilisées en science et en technologie. Ces théories se complètent.
Tout le contenu de la thermodynamique réside dans plusieurs énoncés appelés lois de la thermodynamique. Ces lois ont été établies empiriquement. Ils sont valables pour toutes les substances, quelle que soit leur structure interne. La mécanique statistique est une théorie des phénomènes thermiques plus profonde, mais aussi plus complexe. Avec son aide, toutes les lois de la thermodynamique peuvent être théoriquement justifiées.
Dans un premier temps, nous nous attarderons sur les principes de base de la théorie de la cinétique moléculaire, que nous connaissons en partie grâce au cours de physique des classes VI et VII. Ensuite, nous nous familiariserons avec la théorie quantitative de la cinétique moléculaire du système le plus simple - un gaz de densité relativement faible.
« Questions de physique » - Quel est le nom de l'appareil qui convertit les vibrations sonores en vibrations électriques ? Question n°12. Question n°10. R. Mayer, qui a découvert la loi de conservation de l'énergie, était médecin. Question n°1. Travaux majeurs dans le domaine de la physique du solide et de la physique générale. Question n°3. Question n°7. Question n°4. Question n°2. La loi de l'électrolyse doit son nom au physicien anglais Michael Faraday.
« Étudier la physique » - Alors pourquoi avez-vous besoin de physique ? Structure de la matière. La physique est l'une des nombreuses sciences naturelles. Qu’étudie la PHYSIQUE ? Optique. Thermodynamique et physique moléculaire. Électrodynamique. Mécanique! Phénomènes physiques : Vous rencontrez également des phénomènes électromagnétiques à chaque étape. Leçon d'introduction à la physique, 7e année.
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«Qu'est-ce que la physique étudie» - Phénomènes mécaniques de la nature. Phénomènes atomiques de la nature. Des nuages. Initier les élèves à une nouvelle matière scolaire. Cours du professeur "De l'histoire de la physique". Rosée du matin. Phénomènes magnétiques de la nature. Éclipse solaire. Phénomène naturel. Phénomènes optiques de la nature. Qu'étudie la physique ? Aristote a introduit le concept de « physique » (du mot grec « fusis » – nature).
Il est naturel et correct de s'intéresser au monde qui nous entoure et aux schémas de son fonctionnement et de son développement. C'est pourquoi il est raisonnable de prêter attention aux sciences naturelles, par exemple la physique, qui explique l'essence même de la formation et du développement de l'Univers. Les lois physiques fondamentales ne sont pas difficiles à comprendre. Les écoles initient les enfants à ces principes dès leur plus jeune âge.
Pour beaucoup, cette science commence avec le manuel « Physique (7e année) ». Les notions de base de la thermodynamique sont révélées aux écoliers, ils se familiarisent avec l'essentiel des principales lois physiques. Mais la connaissance doit-elle se limiter à l’école ? Quelles lois physiques tout le monde devrait-il connaître ? Ceci sera discuté plus tard dans l’article.
Physique des sciences
De nombreuses nuances scientifiques décrites sont familières à tous dès la petite enfance. Cela est dû au fait que, par essence, la physique est l’un des domaines des sciences naturelles. Il raconte les lois de la nature, dont l'action influence la vie de chacun et la garantit même à bien des égards, les caractéristiques de la matière, sa structure et ses schémas de mouvement.
Le terme « physique » a été enregistré pour la première fois par Aristote au quatrième siècle avant JC. Initialement, il était synonyme du concept de « philosophie ». Après tout, les deux sciences avaient un seul objectif : expliquer correctement tous les mécanismes du fonctionnement de l'Univers. Mais dès le XVIe siècle, grâce à la révolution scientifique, la physique est devenue indépendante.
Droit général
Certaines lois fondamentales de la physique sont appliquées dans diverses branches de la science. En plus d’eux, il y a ceux qui sont considérés comme communs à toute la nature. C'est à propos de
Cela implique que l'énergie de chaque système fermé lors de l'apparition de tout phénomène dans celui-ci est certainement conservée. Néanmoins, il est capable de se transformer en une autre forme et de modifier efficacement son contenu quantitatif dans différentes parties du système nommé. Dans le même temps, dans un système ouvert, l'énergie diminue à condition que l'énergie de tous les corps et champs qui interagissent avec lui augmente.
En plus du principe général ci-dessus, la physique contient des concepts de base, des formules et des lois nécessaires à l'interprétation des processus se produisant dans le monde environnant. Les explorer peut être incroyablement excitant. Par conséquent, cet article abordera brièvement les lois fondamentales de la physique, mais afin de les comprendre plus en profondeur, il est important d’y prêter toute l’attention.
Mécanique
De nombreuses lois fondamentales de la physique sont révélées aux jeunes scientifiques de la 7e à la 9e année à l'école, où une branche scientifique telle que la mécanique est étudiée de manière plus approfondie. Ses principes de base sont décrits ci-dessous.
- Loi de la relativité de Galilée (également appelée loi de la relativité mécanique, ou base de la mécanique classique). L'essence du principe est que dans des conditions similaires, les processus mécaniques dans n'importe quel référentiel inertiel sont complètement identiques.
- La loi de Hooke. Son essence est que plus l'impact latéral sur un corps élastique (ressort, tige, console, poutre) est important, plus sa déformation est importante.
Lois de Newton (représentent la base de la mécanique classique) :
- Le principe d'inertie stipule que tout corps est capable d'être au repos ou de se déplacer uniformément et en ligne droite seulement si aucun autre corps n'agit sur lui de quelque manière que ce soit, ou s'ils compensent d'une manière ou d'une autre l'action de chacun. Pour modifier la vitesse de déplacement, il faut agir sur le corps avec une certaine force et, bien entendu, le résultat de l'influence de la même force sur des corps de tailles différentes sera également différent.
- Le principe fondamental de la dynamique stipule que plus la résultante des forces qui agissent actuellement sur un corps donné est grande, plus l'accélération qu'il reçoit est grande. Et, par conséquent, plus le poids corporel est élevé, plus cet indicateur est bas.
- La troisième loi de Newton stipule que deux corps quelconques interagissent toujours selon un schéma identique : leurs forces sont de même nature, sont de magnitude équivalente et ont nécessairement la direction opposée le long de la ligne droite qui relie ces corps.
- Le principe de relativité stipule que tous les phénomènes se produisant dans les mêmes conditions dans des systèmes de référence inertiels se produisent de manière absolument identique.
Thermodynamique
Le manuel scolaire, qui révèle aux élèves les lois fondamentales (« Physique. 7e année »), leur présente également les bases de la thermodynamique. Nous examinerons brièvement ses principes ci-dessous.
Les lois de la thermodynamique, fondamentales dans cette branche de la science, sont de nature générale et ne sont pas liées aux détails de la structure d'une substance particulière au niveau atomique. Soit dit en passant, ces principes sont importants non seulement pour la physique, mais aussi pour la chimie, la biologie, l'ingénierie aérospatiale, etc.
Par exemple, dans l'industrie nommée, il existe une règle qui défie toute définition logique : dans un système fermé, dont les conditions externes sont inchangées, un état d'équilibre s'établit au fil du temps. Et les processus qui s'y poursuivent se compensent invariablement.
Une autre règle de la thermodynamique confirme le désir d'un système, constitué d'un nombre colossal de particules caractérisées par un mouvement chaotique, de passer indépendamment d'états moins probables pour le système à des états plus probables.
Et la loi Gay-Lussac (également appelée) stipule que pour un gaz d'une certaine masse dans des conditions de pression stable, le résultat de la division de son volume par la température absolue devient certainement une valeur constante.
Une autre règle importante de cette industrie est la première loi de la thermodynamique, également appelée principe de conservation et de transformation de l'énergie pour un système thermodynamique. Selon lui, toute quantité de chaleur transmise au système sera consacrée exclusivement à la métamorphose de son énergie interne et à l'exécution de son travail par rapport aux forces externes agissantes. C'est ce modèle qui est devenu la base de la formation du schéma de fonctionnement des moteurs thermiques.
Une autre loi sur les gaz est la loi de Charles. Il stipule que plus la pression d'une certaine masse d'un gaz parfait est élevée tout en maintenant un volume constant, plus sa température est élevée.
Électricité
La 10e année de l'école révèle aux jeunes scientifiques d'intéressantes lois fondamentales de la physique. À l’heure actuelle, les grands principes de la nature et des schémas d’action du courant électrique, ainsi que d’autres nuances, sont étudiés.
La loi d'Ampère, par exemple, stipule que les conducteurs connectés en parallèle, à travers lesquels le courant circule dans la même direction, s'attirent inévitablement et, dans le cas d'un sens de courant opposé, se repoussent respectivement. Parfois, le même nom est utilisé pour désigner une loi physique qui détermine la force agissant dans un champ magnétique existant sur une petite section d'un conducteur qui conduit actuellement le courant. C'est ainsi qu'ils l'appellent : la force Ampère. Cette découverte a été faite par un scientifique dans la première moitié du XIXe siècle (soit en 1820).
La loi de conservation de la charge est l'un des principes fondamentaux de la nature. Il stipule que la somme algébrique de toutes les charges électriques apparaissant dans tout système électriquement isolé est toujours conservée (devient constante). Malgré cela, ce principe n’exclut pas l’émergence de nouvelles particules chargées dans de tels systèmes à la suite de certains processus. Néanmoins, la charge électrique totale de toutes les particules nouvellement formées doit certainement être nulle.
La loi de Coulomb est l'une des principales lois de l'électrostatique. Il exprime le principe de la force d'interaction entre charges ponctuelles stationnaires et explique le calcul quantitatif de la distance qui les sépare. La loi de Coulomb permet de justifier expérimentalement les principes de base de l'électrodynamique. Il stipule que les charges ponctuelles stationnaires interagissent certainement entre elles avec une force qui est d'autant plus élevée que le produit de leurs grandeurs est grand et, par conséquent, plus petit est le carré de la distance entre les charges en question et le milieu dans lequel elles se trouvent. l'interaction décrite se produit.
La loi d'Ohm est l'un des principes fondamentaux de l'électricité. Il indique que plus la force du courant électrique continu agissant sur une certaine section du circuit est élevée, plus la tension à ses extrémités est élevée.
Ils appellent cela un principe qui permet de déterminer la direction dans un conducteur d'un courant se déplaçant d'une certaine manière sous l'influence d'un champ magnétique. Pour ce faire, vous devez positionner votre main droite de manière à ce que les lignes d'induction magnétique touchent au sens figuré la paume ouverte, et étendez votre pouce dans le sens du mouvement du conducteur. Dans ce cas, les quatre doigts redressés restants détermineront le sens de déplacement du courant d'induction.
Ce principe permet également de connaître l'emplacement exact des lignes d'induction magnétique d'un conducteur droit conducteur de courant à un instant donné. Cela se passe comme ceci : placez le pouce de votre main droite de manière à ce qu'il pointe et saisissez au sens figuré le conducteur avec les quatre autres doigts. L'emplacement de ces doigts démontrera la direction exacte des lignes d'induction magnétique.
Le principe de l'induction électromagnétique est un modèle qui explique le processus de fonctionnement des transformateurs, des générateurs et des moteurs électriques. Cette loi est la suivante : dans une boucle fermée, plus l'induction générée est importante, plus la vitesse de variation du flux magnétique est importante.
Optique
La branche Optique reflète également une partie du programme scolaire (lois fondamentales de la physique : 7e à 9e années). Ces principes ne sont donc pas aussi difficiles à comprendre qu’il y paraît à première vue. Leur étude apporte non seulement des connaissances supplémentaires, mais aussi une meilleure compréhension de la réalité environnante. Les lois fondamentales de la physique qui peuvent être attribuées à l’étude de l’optique sont les suivantes :
- Principe de Guynes. Il s’agit d’une méthode qui permet de déterminer efficacement la position exacte du front d’onde à n’importe quelle fraction de seconde donnée. Son essence est la suivante : tous les points qui se trouvent sur le trajet du front d'onde dans une certaine fraction de seconde deviennent, en substance, eux-mêmes des sources d'ondes sphériques (secondaires), tandis que l'emplacement du front d'onde dans la même fraction de seconde une seconde est identique à la surface, qui fait le tour de toutes les ondes sphériques (secondaires). Ce principe est utilisé pour expliquer les lois existantes liées à la réfraction de la lumière et à sa réflexion.
- Le principe Huygens-Fresnel reflète une méthode efficace pour résoudre les problèmes liés à la propagation des ondes. Il permet d'expliquer les problèmes élémentaires liés à la diffraction de la lumière.
- vagues Il est également utilisé pour le reflet dans un miroir. Son essence est que le faisceau incident et celui réfléchi, ainsi que la perpendiculaire construite à partir du point d'incidence du faisceau, sont situés dans un seul plan. Il est également important de se rappeler que l’angle de chute du faisceau est toujours absolument égal à l’angle de réfraction.
- Le principe de la réfraction de la lumière. Il s'agit d'un changement de trajectoire d'une onde électromagnétique (lumière) au moment du déplacement d'un milieu homogène à un autre, qui diffère significativement du premier par un certain nombre d'indices de réfraction. La vitesse de propagation de la lumière y est différente.
- Loi de propagation rectiligne de la lumière. À la base, il s’agit d’une loi liée au domaine de l’optique géométrique, et est la suivante : dans tout milieu homogène (quelle que soit sa nature), la lumière se propage de manière strictement rectiligne, sur la distance la plus courte. Cette loi explique la formation des ombres de manière simple et accessible.
Physique atomique et nucléaire
Les lois fondamentales de la physique quantique ainsi que les principes fondamentaux de la physique atomique et nucléaire sont étudiés dans les établissements d'enseignement secondaire et supérieur.
Ainsi, les postulats de Bohr représentent une série d'hypothèses fondamentales qui sont devenues la base de la théorie. Son essence est que tout système atomique ne peut rester stable que dans des états stationnaires. Toute émission ou absorption d'énergie par un atome se fait nécessairement selon le principe dont l'essence est la suivante : le rayonnement associé au transport devient monochromatique.
Ces postulats concernent le programme scolaire standard étudiant les lois fondamentales de la physique (11e année). Leurs connaissances sont obligatoires pour un diplômé.
Lois fondamentales de la physique qu'une personne devrait connaître
Certains principes physiques, bien qu'appartenant à une des branches de cette science, sont néanmoins d'un caractère général et doivent être connus de tous. Énumérons les lois fondamentales de la physique qu'une personne devrait connaître :
- Loi d'Archimède (s'applique aux domaines de l'hydro- et de l'aérostatique). Cela implique que tout corps qui a été immergé dans une substance gazeuse ou liquide est soumis à une sorte de force de poussée, qui est nécessairement dirigée verticalement vers le haut. Cette force est toujours numériquement égale au poids du liquide ou du gaz déplacé par le corps.
- Une autre formulation de cette loi est la suivante : un corps immergé dans un gaz ou un liquide perd certainement autant de poids que la masse du liquide ou du gaz dans lequel il était immergé. Cette loi est devenue le postulat de base de la théorie des corps flottants.
- La loi de la gravitation universelle (découverte par Newton). Son essence est qu'absolument tous les corps s'attirent inévitablement avec une force qui est d'autant plus grande que le produit des masses de ces corps est grand et, par conséquent, plus petit est le carré de la distance qui les sépare.
Ce sont les 3 lois fondamentales de la physique que devraient connaître tous ceux qui souhaitent comprendre le mécanisme de fonctionnement du monde environnant et les particularités des processus qui s'y déroulent. Il est assez simple de comprendre le principe de leur fonctionnement.
La valeur d'une telle connaissance
Les lois fondamentales de la physique doivent figurer dans la base de connaissances d’une personne, quels que soient son âge et son type d’activité. Ils reflètent le mécanisme d'existence de toute la réalité actuelle et, par essence, sont la seule constante dans un monde en constante évolution.
Les lois et concepts fondamentaux de la physique ouvrent de nouvelles opportunités pour étudier le monde qui nous entoure. Leurs connaissances permettent de comprendre le mécanisme d'existence de l'Univers et le mouvement de tous les corps cosmiques. Cela ne fait pas de nous de simples observateurs des événements et des processus quotidiens, mais nous permet d'en être conscients. Lorsqu'une personne comprend clairement les lois fondamentales de la physique, c'est-à-dire tous les processus qui se produisent autour d'elle, elle a la possibilité de les contrôler de la manière la plus efficace, en faisant des découvertes et en rendant ainsi sa vie plus confortable.
Résultats
Certains sont obligés d'étudier en profondeur les lois fondamentales de la physique pour l'examen d'État unifié, d'autres en raison de leur profession et certains par curiosité scientifique. Quels que soient les objectifs de l'étude de cette science, les avantages des connaissances acquises ne peuvent guère être surestimés. Il n’y a rien de plus satisfaisant que de comprendre les mécanismes fondamentaux et les modes d’existence du monde qui nous entoure.
Ne restez pas indifférent, développez-vous !
Déterminez les caractéristiques du mouvement utilisées en mécanique théorique que vous connaissez grâce à votre cours de physique :
1. mouvement droit
2. mouvement curviligne
3. trafic à grande vitesse
4. mouvement relatif
5. propulsion à réaction
6. trafic ferroviaire
Option 8.
Tâche n°1. Développez les concepts suivants : 1. Types de déformations corporelles. Coefficient de rigidité 2. Détermination du travail mécanique. 3. Ondes sonores. Conditions nécessaires à l'émergence et à l'existence du son.
Tâche n°2. Développez le concept suivant : Référentiel inertiel.
Tâche n°3.
Déterminez de quelle propriété particulière d'un corps, conformément aux lois de la mécanique classique de I. Newton, dépend l'accélération que ce corps reçoit lorsqu'il interagit avec un autre corps.
1. De sa vitesse
2. De son inertie
3. De sa température
4. De son élasticité
Option 9.
Tâche n°1. Développez les concepts suivants : 1. Le concept d'impulsion. Loi de conservation de la quantité de mouvement. 2. Puissance. Définition et formule physique. 3. Concepts de base de la théorie des ondes mécaniques : Longueur d'onde.
Tâche n°2. Développez le concept suivant : La première loi de Newton est la loi des systèmes inertiels.
Tâche n°3.
Énergie mécanique totale, c'est-à-dire la somme de l'énergie potentielle et cinétique d'un corps reste constante dans certaines conditions physiques. À quoi ?
1. Une force élastique agit sur le corps
2. La force de gravité agit sur le corps
3. Le corps n'est pas affecté par la force de frottement (il est absent)
4. Le corps n’est pas affecté par la gravité
5. La force de glissement agit sur le corps
6. La force de l’entêtement agit sur le corps.
Option 10.
Tâche n°1. Développez les concepts suivants : 1. Mouvement du jet. Formule de Tsiolkovsky pour déterminer la vitesse maximale d'une fusée. 2. Énergie cinétique. Formule physique de l'énergie cinétique. 3. Concepts de base de la théorie des ondes mécaniques. Faisceau d'ondes.
Tâche n°2. Développez le concept suivant : Le principe de superposition des forces dans la théorie de I. Newton.
Tâche n°3.
Cette grandeur physique (ou unité) mesure le potentiel électrique, la différence de potentiel, la tension électrique et la force électromotrice.
Dans ce cas, la différence de potentiel entre deux points est égale à 1 volt, si pour déplacer une charge de même ampleur d'un point à un autre, il faut y faire un travail de même ampleur (en valeur absolue).
Dans quelles unités l'énergie libérée lors de l'exécution d'un tel travail est-elle mesurée ?
1. 1 Joule
5. 1 Newton
6.1Einstein
Devoir écrit n°4 (basé sur les résultats de décembre)
Option 1.
Tâche n°1. Développez les concepts suivants : 1. Les découvertes de Coulomb et Galvani.
2. induction électromagnétique. 3. Deuxième loi de la thermodynamique.
Tâche n°2. Développez le concept suivant : Caractéristiques distinctives des solides, des liquides et des gaz.
