Границы применимости физических законов
Теория, проверенная и подтверждённая многочисленными экспериментами, может рассматриваться как физический закон. Однако у каждого закона есть границы применимости. Эти границы прежде всего определяются той теоретической моделью, в рамках которой мы рассматриваем данный закон. Все законы, которым подчиняется реальный газ, выведенные на основе модели идеального газа, справедливы только для тех условий, при которых свойства реального газа приближены к свойствам идеального газа. Так, мы уже знаем закон Ома: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному к нему напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка. Однако этот закон справедлив не для всех проводников. Например, он неприменим для ионизованного газа. Кроме того, им можно пользоваться только в определённом интервале значений силы тока, в котором можно считать сопротивление постоянным. На самом деле при прохождении тока проводник нагревается, сопротивление проводника увеличивается, и сила тока будет отличаться от расчётной.
Открытия в физике
Физика продолжает бурно развиваться. Каждый новый эксперимент позволяет усовершенствовать теорию. Между теорией и экспериментом существует неразрывная связь, непрерывное взаимодействие.
Необходимо помнить, что любая физическая теория основывается на определённой модели объектов и явлений. В процессе добывания новых научных фактов любая физическая модель совершенствуется и усложняется. Однако очевидно, что окружающий нас мир гораздо сложнее, многообразней и совершенней любой самой сложной, созданной человеческим умом модели. Поэтому завершённость какой-либо физической теории отнюдь не означает полного познания законов природы.
|
|
|
В настоящее время учёные получают в лабораториях новые материалы и исследуют их свойства. Так, в 2010 году была присуждена Нобелевская премия по физике А. Гейму и К. Новосёлову за открытие графена, который обладает сверхпрочными свойствами и наибольшей электропроводностью из существующих материалов. Учёные решают глобальные вопросы: открытие новых элементарных частиц, новых физических законов, новых видов энергии. Разрабатывают теории, подтверждение которых требует создания очень сложных установок, таких, как, например, Большой адронный коллайдер в ЦЕРНе. Длина его основного кольца около 27 км. Создание таких установок требует огромных затрат и сложной подготовки.
Однако часто случается так, что теории долго не находят экспериментального подтверждения. Так, например, ещё не обнаружены кварки, хотя считается, что все элементарные частицы состоят из них, и создана стройная теория кварков. Так что сегодня нет никаких оснований считать, что раскрыты почти все законы природы и мы находимся у границ познания. Поле для деятельности будущих учёных практически не имеет границ.
|
|
|
МЕХАНИКА
Механика — это наука о причинах и общих законах механического движения тел.
Законы механики были сформулированы великим английским учёным И. Ньютоном. На могильной плите в Вестминстерском аббатстве в Лондоне высечены знаменательные слова:
Здесь покоится Сэр Исаак Ньютон,
Который почти божественной силой своего ума Впервые объяснил
С помощью своего математического метода Движения и формы планет,
Пути комет, приливы и отливы океана.
Он первый исследовал разнообразие световых лучей И проистекающие отсюда особенности цветов,
Которых до того времени никто даже не подозревал. Прилежный, проницательный и верный истолкователь Природы, древностей и Священного Писания.
Он прославил в своём учении всемогущего Творца. Требуемую Евангелием простоту он доказал своей жизнью. Пусть смертные радуются, что в их среде Жило такое украшение человеческого рода.
Родился 25 декабря 1642 г.
Умер 20 марта 1727 г.
На протяжении многих лет учёные были уверены, что единственными основными (фундаментальными) законами природы являются законы механики Ньютона. Однако оказалось, что не все явления можно объяснить на основе механической картины мира, например у электромагнитных явлений иная физическая природа, и они не подчиняются законам Ньютона.
|
|
|
Было выяснено также, что законы Ньютона, как и любые другие законы природы, не являются абсолютно точными. При движениях со скоростями, близкими к скорости света, тела обнаруживают свойства, о существовании которых Ньютон не подозревал.
Механика изучает движение тел. В физике пользуются абстрактным понятием «физическое тело» или просто «тело». Под телом мы понимаем любой объект, это может быть бегущая собака, человек, автомобиль, Земля, обращающаяся вокруг Солнца, и т. д. Изучив законы движения физического тела, мы можем ответить на практические вопросы, например, о скорости движения поезда, ракеты, человека и т. д.
Движение окружающих нас тел можно объяснить на основе законов Ньютона, область применения которых очень обширна.
Механика, основанная на законах Ньютона, называется классической механикой.
ЧТО ТАКОЕ МЕХАНИКА
«Физика - 10 класс»
|
|
|
Выделим среди великого множества процессов, происходящих в природе, круг явлений, которые изучает механика.
Первое, что бросается в глаза при наблюдении окружающего нас мира, - это его изменчивость.
Мир не является застывшим, статичным.
Изменения в нем весьма разнообразны.
Но если спросить вас, какие изменения вы замечаете чаще всего, то ответ, пожалуй, будет однозначным: меняется положение предметов (или тел, как говорят физики) относительно земли и относительно друг друга с течением времени.
Бежит ли собака или мчится автомобиль - с ними происходит один и тот же процесс: их положение относительно земли меняется с течением времени.
Они перемещаются.
То же самое происходит с листьями деревьев в ветреную погоду, падающими каплями дождя, плывущими в небе облаками.
Конечно, не любые изменения состоят в перемещении тел.
Так, например, при охлаждении вода замерзает, превращаясь в лед.
Но наиболее часто встречающиеся вокруг нас изменения - это изменения положений тел относительно друг друга.
Изменение положения тела или частей тела в пространстве относительно других тел с течением времени называется механическим движением.
Определение механического движения выглядит просто, но простота эта обманчива. Прочтите определение еще раз и подумайте, все ли слова вам ясны: пространство, время, относительно других тел.
Скорее всего, эти слова требуют пояснения.
Пространство и время
Пространство и время - наиболее общие понятия физики и... наименее ясные. Исчерпывающих сведений о пространстве и времени мы не имеем.
Но и те результаты, которые получены сегодня, изложить в самом начале изучения физики невозможно.
На первых порах нам вполне достаточно уметь измерять расстояние между двумя точками пространства с помощью линейки и интервалы времени с помощью часов. Линейка и часы - важнейшие приспособления для измерений в механике, да и в быту. С расстояниями и интервалами времени приходится иметь дело при изучении всех школьных учебных предметов.
«...Относительно других тел»
Если эта часть определения механического движения ускользнула от вашего внимания, то вы рискуете не понять самого главного.
Так, например, в купе вагона на столике лежит яблоко.
Во время отправления поезда двух наблюдателей (пассажира и провожающего) просят ответить на вопрос: яблоко движется или нет?
Каждый наблюдатель оценивает положение яблока по отношению к себе. Пассажир видит, что яблоко находится на расстоянии 1 м от него и это расстояние сохраняется с течением времени.
Провожающий на перроне видит, как с течением времени расстояние от него до яблока увеличивается. Пассажир отвечает, что яблоко не совершает механического движения - оно неподвижно; провожающий говорит, что яблоко движется.
Итак, одно и то же тело одновременно движется и не движется.
Возможно ли такое?
Согласно определению механического движения все так и есть.
Механика - наука об общих законах движения тел.
Механическим движением называется перемещение тел или частей тел в пространстве относительно друг друга с течением времени.
Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 165; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!