Physique : concepts de base, formules, lois. Lois fondamentales de la physique qu'une personne devrait connaître

Il est naturel et correct de s'intéresser au monde qui nous entoure et aux lois de son fonctionnement et de son développement. C'est pourquoi il est raisonnable de porter votre attention sur les sciences naturelles, par exemple la physique, qui explique l'essence même de la formation et du développement de l'Univers. Les lois physiques de base sont faciles à comprendre. Dès le plus jeune âge, l'école initie les enfants à ces principes.

Pour beaucoup, cette science commence avec le manuel "Physique (7e année)". Les notions de base de et et de la thermodynamique sont révélées aux écoliers, ils se familiarisent avec l'essentiel des principales lois physiques. Mais faut-il limiter le savoir au banc de l'école ? Quelles lois physiques chaque personne devrait-elle connaître ? Ceci sera discuté plus tard dans l'article.

physique des sciences

De nombreuses nuances de la science décrite sont familières à tous depuis la petite enfance. Et 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 affecte la vie de chacun et, à bien des égards, la fournit même, sur 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 IVe siècle av. Initialement, il était synonyme du concept de "philosophie". Après tout, les deux sciences avaient un objectif commun - expliquer correctement tous les mécanismes de fonctionnement de l'Univers. Mais déjà au XVIe siècle, à la suite de 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, lorsque des phénomènes s'y produisent, est nécessairement conservée. Néanmoins, il est capable de se transformer en une autre forme et de modifier efficacement son contenu quantitatif dans diverses 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 elle augmente.

En plus du principe général ci-dessus, la physique contient les concepts de base, les formules, les lois nécessaires à l'interprétation des processus qui se déroulent dans le monde environnant. Les explorer peut être incroyablement excitant. Par conséquent, dans cet article, les lois fondamentales de la physique seront brièvement examinées et, pour les comprendre plus en profondeur, il est important de leur accorder toute leur attention.

Mécanique

De nombreuses lois fondamentales de la physique sont révélées aux jeunes scientifiques de la 7e à la 9e année de l'école, où une branche de la science telle que la mécanique est plus complètement étudiée. Ses principes de base sont décrits ci-dessous.

1. La loi de la relativité de Galilée (également appelée la loi mécanique de la relativité, ou la base de la mécanique classique). L'essence du principe réside dans le fait que dans des conditions similaires, les processus mécaniques dans tous les référentiels inertiels sont complètement identiques.
2. La loi de Hooke. Son essence est que plus l'impact latéral sur un corps élastique (ressort, tige, porte-à-faux, poutre) est important, plus sa déformation est importante.

Les lois de Newton (représentent la base de la mécanique classique) :

1. Le principe d'inertie dit que tout corps est capable d'être au repos ou de se déplacer uniformément et rectilignement uniquement si aucun autre corps ne l'affecte de quelque manière que ce soit, ou s'ils compensent d'une manière ou d'une autre l'action de l'autre. Pour modifier la vitesse de déplacement, il est nécessaire d'agir sur le corps avec une certaine force et, bien sûr, le résultat de l'action de la même force sur des corps de tailles différentes sera également différent.
2. Le modèle principal de la dynamique stipule que plus la résultante des forces qui agissent actuellement sur un corps donné est grande, plus l'accélération reçue par celui-ci est grande. Et, par conséquent, plus le poids corporel est élevé, plus cet indicateur est faible.
3. La troisième loi de Newton dit que deux corps quelconques interagissent toujours l'un avec l'autre selon un schéma identique : leurs forces sont de même nature, sont d'amplitude équivalente et ont nécessairement la direction opposée le long de la ligne droite qui relie ces corps.
4. Le principe de relativité stipule que tous les phénomènes se produisant dans les mêmes conditions dans des référentiels inertiels se déroulent de manière absolument identique.

Thermodynamique

Le manuel scolaire, qui révèle aux élèves les lois fondamentales ("Physique. 7e année"), les initie aux bases de la thermodynamique. Nous reviendrons brièvement sur ses principes ci-dessous.

Les lois de la thermodynamique, qui sont 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 ne peut pas être déterminée logiquement selon laquelle, dans un système fermé, dont les conditions externes sont inchangées, un état d'équilibre est établi au fil du temps. Et les processus qui s'y poursuivent invariablement se compensent.

Une autre règle de la thermodynamique confirme le désir d'un système, qui se compose 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 elle) 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 deviendra 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 communiquée au système sera dépensée exclusivement pour la métamorphose de son énergie interne et l'exécution de son travail par rapport à toute force externe agissante. C'est cette régularité qui est devenue la base de la formation d'un schéma de fonctionnement des moteurs thermiques.

Une autre régularité des 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

Ouvre pour les jeunes scientifiques intéressants les lois fondamentales de la physique 10e année scolaire. A cette époque, les grands principes de la nature et les lois 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 de la direction opposée du courant, respectivement, se repoussent. Parfois, le même nom est utilisé pour 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. On l'appelle ainsi - la puissance d'Ampère. Cette découverte a été faite par un scientifique dans la première moitié du XIXe siècle (c'est-à-dire en 1820).

La loi de conservation de la charge est l'un des principes de base 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, le principe nommé n'exclut pas l'apparition 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 nécessairement être égale à zéro.

La loi de Coulomb est l'une des lois fondamentales de l'électrostatique. Il exprime le principe de la force d'interaction entre charges ponctuelles fixes et explique le calcul quantitatif de la distance qui les sépare. La loi de Coulomb permet d'étayer de manière expérimentale les principes de base de l'électrodynamique. Il dit que les charges ponctuelles fixes interagiront certainement les unes avec les autres avec une force qui est d'autant plus élevée que le produit de leurs grandeurs est grand et, par conséquent, que le carré de la distance entre les charges considérées et le milieu est petit. laquelle se produit l'interaction décrite.

La loi d'Ohm est l'un des principes de base de l'électricité. Il dit que plus la force du courant électrique continu agissant sur une certaine section du circuit est grande, plus la tension à ses extrémités est élevée.

Ils appellent le principe qui vous permet de déterminer la direction dans le conducteur d'un courant se déplaçant sous l'influence d'un champ magnétique d'une certaine manière. Pour ce faire, il est nécessaire de positionner la main droite de manière à ce que les lignes d'induction magnétique touchent figurativement la paume ouverte et étendent le pouce en direction du conducteur. Dans ce cas, les quatre doigts redressés restants détermineront le sens de déplacement du courant d'induction.

De plus, ce principe permet de connaître l'emplacement exact des lignes d'induction magnétique d'un conducteur droit qui conduit le courant en ce moment. Cela fonctionne comme ceci: placez le pouce de la main droite de manière à ce qu'il pointe et saisissez figurativement le chef d'orchestre 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 schéma qui explique le processus de fonctionnement des transformateurs, générateurs, moteurs électriques. Cette loi est la suivante : en circuit fermé, l'induction générée est d'autant plus grande que la vitesse de variation du flux magnétique est grande.

Optique

La branche « Optique » reflète également une partie du programme scolaire (lois fondamentales de la physique : 7e-9e année). Par conséquent, ces principes ne sont pas aussi difficiles à comprendre qu'il n'y paraît à première vue. Leur étude apporte non seulement des connaissances supplémentaires, mais une meilleure compréhension de la réalité environnante. Les principales lois de la physique qui peuvent être attribuées au domaine d'étude de l'optique sont les suivantes :

1. principe de Huynes. C'est une méthode qui vous permet de déterminer efficacement à n'importe quelle fraction de seconde la position exacte du front d'onde. Son essence est la suivante: tous les points qui se trouvent sur le trajet du front d'onde en une certaine fraction de seconde deviennent en fait des sources d'ondes sphériques (secondaires) en eux-mêmes, tandis que le placement du front d'onde dans la même fraction d'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.
2. 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.
3. vagues. Il est également utilisé pour la réflexion dans le miroir. Son essence réside dans le fait que le faisceau descendant et celui qui a été 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 dans ce cas, l'angle auquel le faisceau tombe est toujours absolument égal à l'angle de réfraction.
4. Le principe de la réfraction de la lumière. Il s'agit d'un changement de trajectoire d'une onde électromagnétique (lumière) au moment du passage d'un milieu homogène à un autre, qui diffère sensiblement du premier par un certain nombre d'indices de réfraction. La vitesse de propagation de la lumière en eux est différente.
5. La loi de la propagation rectiligne de la lumière. En son cœur, c'est 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 simplement et clairement la formation d'une ombre.

Physique atomique et nucléaire

Les lois fondamentales de la physique quantique, ainsi que les fondamentaux de la physique atomique et nucléaire, sont étudiés dans les lycées et les établissements d'enseignement supérieur.

Ainsi, les postulats de Bohr sont une série d'hypothèses de base 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'essentiel est le suivant : le rayonnement lié au transport devient monochromatique.

Ces postulats font référence au programme scolaire standard qui étudie les lois fondamentales de la physique (11e année). Leurs connaissances sont obligatoires pour le diplômé.

Lois fondamentales de la physique qu'une personne devrait connaître

Certains principes physiques, bien qu'ils appartiennent à l'une des branches de cette science, sont néanmoins d'ordre général et doivent être connus de tous. Nous énumérons les lois fondamentales de la physique qu'une personne devrait connaître:

• Loi d'Archimède (s'applique aux domaines de l'hydro-, ainsi qu'à l'aérostatique). Cela implique que tout corps qui a été immergé dans une substance gazeuse ou dans un liquide est soumis à une sorte de force de flottabilité, 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 perdra certainement autant de poids que la masse du liquide ou du gaz dans lequel il a été 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 réside dans le fait qu'absolument tous les corps sont inévitablement attirés les uns vers les autres avec une force qui est d'autant plus grande que le produit des masses de ces corps est grand et, par conséquent, moins, plus le carré de la distance entre eux est petit. .

Ce sont les 3 lois fondamentales de la physique que quiconque veut comprendre le mécanisme du fonctionnement du monde environnant et les caractéristiques des processus qui s'y déroulent devrait connaître. Il est assez facile de comprendre leur fonctionnement.

La valeur d'une telle connaissance

Les lois fondamentales de la physique doivent être dans le bagage 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 d'aujourd'hui et, par essence, sont la seule constante dans un monde en constante évolution.

Les lois fondamentales, les concepts de la physique ouvrent de nouvelles possibilités pour étudier le monde qui nous entoure. Leurs connaissances aident à comprendre le mécanisme de l'existence de l'Univers et le mouvement de tous les corps cosmiques. Cela nous rend non seulement spectateurs 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 déroulent 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'autres - par 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 de base et les lois d'existence du monde environnant.

Ne soyez pas indifférent - développez !