10 научных законов и теорий, которые должен знать каждый

Универсальный закон тяготения

Сегодня это может быть в порядке вещей, но более чем 300 лет назад сэр Исаак Ньютон предложил революционную идею: два любых объекта, независимо от их массы, оказывают гравитационное притяжение друг на друга. Этот закон представлен уравнением, с которым многие школьники сталкиваются в старших классах физико-математического профиля.

F = G × [(m1m2)/r²]

F  — это гравитационная сила между двумя объектами, измеряемая в ньютонах. M1 и M2 — это массы двух объектов, в то время как r — это расстояние между ними. G — это гравитационная постоянная, в настоящее время рассчитанная как  6,67384(80)·10−11 или Н·м²·кг−2.

Преимущество универсального закона тяготения в том, что он позволяет вычислить гравитационное притяжение между двумя любыми объектами. Эта способность крайне полезна, когда ученые, например, запускают спутник на орбиту или определяют курс Луны.

Теория, которая с трудом поддается пониманию

Отдельные части квантовой физики, к примеру, свет и волновые теории, связанные с ним, могут быть более-менее описаны понятиями из физики механических объектов. Да, свет имеет импульс, оказывает давление — это подтверждают эксперименты. Передача энергии с помощью света окружает нас каждый день, солнце отдает в пространство огромное количество тепла. Наличие у света массы было доказано последним.

С появлением чутких измерительных приборов и методов создания нужных условий удалось не только доказать, что воздействие света увеличивает массу объекта, но и получить реальные доказательства переноса физических элементов (частичек красителя) с помощью луча лазера из одной колбы в другую. Ученые не преминули тут же громко объявить, что законы квантовой физики позволяют объяснить фантастическое явление телепортации.

Относительно понятна работа еще одного явления. Законы квантовой физики, описывающие явление фотоэффекта, то есть излучение квантов под воздействием другого источника энергии, являются одними из базовых понятий. Если кратко, четыре закона фотоэффекта могут описать происходящее вокруг — явление, когда в темной комнате ничего не видно, кроме некоторых объектов. Или почему очень яркий свет приводит к «слиянию» разных цветов. А также то, по какой причине одни вещества хорошо отражают свет, а другие — нет.

Тайны Вселенной

В череде обыденных будней может показаться, что мы знаем о мире и Вселенной достаточно, чтобы утвердительно ответить на вопрос о том, существуют ли все известные законы физики. Однако ученые, изучающие квантовый мир могут с этим не согласиться. Как пишет Quanta Magazine, физики нашли много примеров двух совершенно различных описаний одной и той же физической системы.

Итак, если физические ингредиенты – это частицы и силы, то рецепты – это математические формулы, кодирующие их взаимодействия. В таком случае, сам процесс приготовления пищи – и есть процедура квантования, которая превращает уравнения в вероятности физических явлений. Вот почему квантовые физики задаются вопросом, как разные «рецепты приготовления» приводят к одинаковым результатам.

Альберт Эйнштейн, как известно, считал, что, учитывая некоторые общие принципы, существует уникальный способ построить последовательную, функционирующую вселенную. С точки зрения Эйнштейна, если бы мы достаточно глубоко исследовали сущность физики, существовал бы один и только один способ, которым все компоненты — материя, излучение, силы, пространство и время — сочетались бы вместе, чтобы заставить реальность работать, подобно тому, как уникально сочетаются шестеренки, пружины, циферблаты и колесики механических часов.

Закон всемирного тяготения. Описание закона всемирного тяготения

Коэффициент— это гравитационная постоянная. В системе СИ гравитационная постоянная имеет значение:

Эта постоянная, как видно, очень мала, поэтому силы тяготения между телами, имеющими небольшие массы, тоже малы и практически не ощущаются. Однако движение космических тел полностью определяется гравитацией. Наличие всемирного тяготения или, другими словами, гравитационного взаимодействия объясняет, на чем «держатся» Земля и планеты, и почему они двигаются вокруг Солнца по определенным траекториям, а не улетают от него прочь. Закон всемирного тяготения позволяет определить многие характеристики небесных тел – массы планет, звезд, галактик и даже черных дыр. Этот закон позволяет с большой точностью рассчитать орбиты планет и создать математическую модель Вселенной.

С помощью закона всемирного тяготения также можно рассчитать космические скорости. Например, минимальная скорость, при которой тело, движущееся горизонтально над поверхностью Земли, не упадёт на неё, а будет двигаться по круговой орбите – 7,9 км/с (первая космическая скорость). Для того, чтобы покинуть Землю, т.е. преодолеть ее гравитационное притяжение, тело должно иметь скорость 11,2 км/с, (вторая космическая скорость).

Гравитация является одним из самых удивительных феноменов природы. В отсутствии сил гравитации существование Вселенной было бы невозможно, Вселенная не могла бы даже возникнуть. Гравитация ответственна за многие процессы во Вселенной – ее рождение, существование порядка вместо хаоса. Природа гравитации до сих пор до конца неразгаданна. До настоящего времени никто не смог разработать достойный механизм и модель гравитационного взаимодействия.

Второй закон Ньютона[править | править код]

Второй закон Ньютона — дифференциальный закон движения, описывающий взаимосвязь между приложенной к материальной точке силой и получающимся от этого ускорением этой точки. Фактически, второй закон Ньютона вводит массу как меру проявления инертности материальной точки в выбранной инерциальной системе отсчёта (ИСО).

Масса материальной точки при этом полагается величиной постоянной во времени и независящей от каких-либо особенностей её движения и взаимодействия с другими телами.

Современная формулировкаправить | править код

При подходящем выборе единиц измерения, этот закон можно записать в виде формулы:

где a→{\displaystyle {\vec {a}}} — ускорение материальной точки;F→{\displaystyle {\vec {F}}} — равнодействующая всех сил, приложенных к материальной точке;m{\displaystyle m} — масса материальной точки.

Второй закон Ньютона может быть также сформулирован в эквивалентной форме с использованием понятия импульс:

где p→=mv→{\displaystyle {\vec {p}}=m{\vec {v}}} — импульс точки, v→{\displaystyle {\vec {v}}} — её скорость, а t{\displaystyle t} — время.
При такой формулировке, как и при предшествующей, полагают, что масса материальной точки неизменна во времени.

Иногда предпринимаются попытки распространить сферу применения уравнения dp→dt=F→{\displaystyle {\frac {d{\vec {p}}}{dt}}={\vec {F}}} и на случай тел переменной массы. Однако вместе с таким расширительным толкованием уравнения приходится существенным образом модифицировать принятые ранее определения и изменять смысл таких фундаментальных понятий, как материальная точка, импульс и сила.

Замечанияправить | править код

Когда на материальную точку действуют несколько сил, с учётом принципа суперпозиции, второй закон Ньютона записывается в виде:

или

Второй закон Ньютона, как и вся классическая механика, справедлив только для движения тел со скоростями, много меньшими скорости света. При движении тел со скоростями, близкими к скорости света, используется , получаемое в рамках специальной теории относительности.

Следует учитывать, что нельзя рассматривать частный случай (при F→={\displaystyle {\vec {F}}=0}) второго закона как эквивалент первого, так как первый закон постулирует существование ИСО, а второй формулируется уже в ИСО.

Варп-двигатель

В наше время активно развиваются космические полеты различных зондов и беспилотных шатлов. Мы можем запускать космические аппараты не только для исследования солнечной системы, но и для изучения межзвездного пространства и далеких галактик. На повестке дня, также стоит вопрос освоения ближайших к нам планет, однако, чтобы долететь до них, даже на скорости света, потребуется около 80 лет. Не говоря уже о том, что на скорости обычных космических шаттлов, нам придется лететь несколько десятков тысяч лет. Чтобы решить эту проблему, нам необходимо нарушить законы физики, одним из способов осуществления этой задачи является создание варп-двигателя, который сжимает пространство, время перед шатлом и раздувает его позади шатла. Варп-двигатель не требует топлива, шатлы работающие от такого двигателя, будут искажать пространство, сокращая расстояние до нужного объекта, а во время космического полета шатл будет парить в своеобразном пузыре. Несмотря на безумность этой идеи, НАСА и китайское национальное космическое управление, уже провели успешные эксперименты, по созданию аппаратов, отражающих микроволны в пределах пространства вокруг себя, и не требующих, таким образом, топливо для работы.

Описание[править | править код]

Для того, чтобы некая связь могла быть названа физическим законом, она должна удовлетворять следующим требованиям:

• Эмпирическое подтверждение: физический закон считается установленным, если имеет экспериментальное подтверждение.
• Универсальность: математическое выражение частного закона, определяющего связи между параметрами одной конкретной системы, может иногда описывать самые разнообразные явления. Кроме того, в соответствии с принципом единства законов природы, частные законы применимы, в пределах существующих ограничений параметров объекта и среды, в любой точке Вселенной, а всеобщие законы одинаково действуют на всех уровнях организации материи в пространстве и времени, а также определяют природу Вселенной.
• Устойчивость: свойства Вселенной определяют неизменность физических законов.

Хотя физические законы, как правило, выражаются в виде строгого словесного утверждения и/или математической формулы, по выражению нобелевского лауреата Поля Дирака, «физический закон должен обладать математической красотой». Кроме того, интересен следующий факт: было отмечено, что из 35 законов элементарной физики лишь 17 формулируются при помощи математических уравнений и из более чем 300 понятий лишь около 50 вводятся при помощи формул, остальные формулируются и вводятся лишь словесно.

Эвoлюция и естественный отбор

Теперь, когда мы установили некоторые из основных понятий о том, с чего началась Вселенная и как физические законы влияют на нашу повседневную жизнь, давайте обратим внимание на человеческую форму и выясним, как мы дошли до такого. По мнению большинства ученых, вся жизнь на Земле имеет общего предка

Но для того, чтобы образовалась такая огромная разница между всеми живыми организмами, некоторые из них должны были превратиться в отдельный вид.

В общем смысле, эта дифференциация произошла в процессе эволюции. Популяции организмов и их черты прошли через такие механизмы, как мутации. Те, у кого черты были более выгодными для выживания, вроде коричневых лягушек, которые отлично маскируются в болоте, были естественным образом избраны для выживания. Вот откуда взял начало термин естественный отбор.

Можно умножить две этих теории на много-много времени, и собственно это сделал Дарвин в 19 веке. Эволюция и естественный отбор объясняют огромное разнообразие жизни на Земле.

Общая теория относительности

Общая теория относительности Альберта Эйнштейна была и остается важнейшим открытием, которое навсегда изменила наш взгляд на вселенную. Главным прорывом Эйнштейна было заявление о том, что пространство и время не являются абсолютными, а гравитация — это не просто сила, приложенная к объекту или массе. Скорее гравитация связана с тем, что масса искривляет само пространство и время (пространство-время).

Чтобы осмыслить это, представьте, что вы едете через всю Землю по прямой линии в восточном направлении, скажем, из северного полушария. Через некоторое время, если кто-то захочет точно определить ваше местоположение вы будете гораздо южнее и восточнее своего исходного положения. Это потому что Земля изогнута. Чтобы ехать прямо на восток, вам нужно учитывать форму Земли и ехать под углом немного на север. Сравните круглый шарик и лист бумаги.

Пространство — это в значительной мере то же самое. К примеру, для пассажиров ракеты, летящей вокруг Земли, будет очевидно, что они летят по прямой в пространстве. Но на самом деле, пространство-время вокруг них изгибается под действием силы тяжести Земли, заставляя их одновременно двигаться вперед и оставаться на орбите Земли.

Теория Эйнштейна оказала огромное влияние на будущее астрофизики и космологии. Она объяснила небольшую и неожиданную аномалию орбиты Меркурия, показала, как изгибается свет звезд и заложила теоретические основы для черных дыр.

Атомная и ядерная физика

Основные законы квантовой физики, а также основы атомной и ядерной физики изучаются в старших классах средней школы и высших учебных заведениях.

Так, постулаты Бора представляют собой ряд базовых гипотез, которые стали основой теории. Ее суть состоит в том, что любая атомная система может оставаться устойчивой исключительно в стационарных состояниях. Любое излучение или поглощение энергии атомом непременно происходит с использованием принципа, суть которого следующая: излучение, связанное с транспортацией, становится монохроматическим.

Эти постулаты относятся к стандартной школьной программе, изучающей основные законы физики (11 класс). Их знание является обязательным для выпускника.

Готовимся решить самые трудные задачи физики

Даже начиная с очень простых и скучных вопросов физики, можно быстро прийти к самым экзотическим явлениям и проблемам. В части VI приведены 10 наиболее интересных фактов из специальной теории относительности Эйнштейна и 10 наиболее интересных проблем современной физики.

Альберт Эйнштейн является одним из наиболее известных и талантливых физиков. Для многих людей он является типичным гением, который предложил совершенно необычный взгляд на природу и заглянул в самые темные уголки наших представлений о природе.

Но что конкретно сделал Эйнштейн? Что означает его знаменитая формула Е=шс2? Означает ли это эквивалентность массы и энергии, т.е. что можно преобразовать вещество в энергию и энергию обратно в вещество? Да, конечно, означает.

Это довольно неожиданный физический факт, с которым нам не приходится сталкиваться в повседневной жизни. Но на самом деле мы сталкиваемся с ним каждый день. Для генерации своего теплового излучения Солнце должно ежесекундно преобразовывать в энергию около 4,79 млн т вещества!

Согласно теории Эйнштейна, еще более странные явления происходят при достижении скорости света.

“Посмотри на этот звездолет”, — скажете вы, глядя на ракету, пролетающую рядом почти со скоростью света. — Похоже, что вдоль направления движения он стал вдвое короче во время этого полета, чем в состоянии покоя.”

“Какой еще звездолет?” — спросят ваши друзья. — Он пролетел слишком быстро, и мы ничего не заметили.”

“Время, измеренное на этом звездолете, течет медленнее, чем время на Земле. По нашим меркам требуется около 200 лет, чтобы достичь ближайшей звезды, а по меркам экипажа звездолета потребуется всего 2 года.”

“Как это понять?” — спросят все.

Физика окружает нас повсюду— в любом известном нам месте. Хотите испытать свои возможности, тогда физика — именно то, что вам нужно. В конце книги перечислено несколько самых сложных проблем современной физики: возможное существование чревоточин в пространстве и строение черной дыры, которая притягивает все, включая свет. Узнайте об этом побольше и наслаждайтесь знаниями!

Закон Паскаля

Закон Паскаля
Давление, производимое на жидкость или газ, передается по всем направлениям одинаково.

Следствие из закона Паскаля — гидростатический парадокс: давление, производимое на дно сосуда, зависит только от высоты столба жидкости:

Сила давления жидкости на дно разная, т.к. она зависит от площади дна:

Гидравлический пресс – два сообщающихся сосуда, заполненные жидкостью и закрытые поршнями различной площади.
Гидравлический пресс дает выигрыш в силе, но проигрыш в длине пути поршня:

Силы, действующие на поршни гидравлического пресса, пропорциональны площадям этих поршней:

Атмосферное давление – это давление, которое оказывает атмосфера на все находящиеся в ней предметы.
Атмосферное давление уменьшается с увеличением высоты подъема над Землей.

Нормальное атмосферное давление: ​\( p_0 \)​ = 105 Па.

Приборы для измерения давления:

• барометры – приборы, предназначенные для измерения атмосферного давления (ртутный барометр, барометр-анероид);
• манометры – приборы, предназначенные для измерения давлений жидкостей и газов.

Законы планетарного движения Кеплера

На протяжении веков ученые сражались друг с другом и с религиозными лидерами за орбиты планет, особенно за то, вращаются ли они вокруг Солнца. В 16 веке Коперник выдвинул свою спорную концепцию гелиоцентрической Солнечной системы, в которой планеты вращаются вокруг Солнца, а не Земли. Однако только с Иоганном Кеплером, который опирался на работы Тихо Браге и других астрономов, появилась четкая научная основа для движения планет.

Три закона планетарного движения Кеплера, сложившиеся в начале 17 века, описывают движение планет вокруг Солнца. Первый закон, который иногда называют законом орбит, утверждает, что планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптической орбите. Второй закон, закон площадей, говорит, что линия, соединяющая планету с солнцем, образует равные площади через равные промежутки времени. Другими словами, если вы измеряете площадь, созданную нарисованной линией от Земли от Солнца, и отслеживаете движение Земли на протяжении 30 дней, площадь будет одинаковой, вне зависимости от положения Земли касательно начала отсчета.

Третий закон, закон периодов, позволяет установить четкую взаимосвязь между орбитальным периодом планеты и расстоянием до Солнца. Благодаря этому закону, мы знаем, что планета, которая относительно близка к Солнцу, вроде Венеры, имеет гораздо более краткий орбитальный период, чем далекие планеты, вроде Нептуна.

Закон причины и следствия: всякая причина имеет свое следствие, всякое следствие имеет свою причину

Принцип: Случайность – не что иное, как названный так людьми неизвестный им закон. Существует много уровней причинно-следственной связи, но обойти данный закон невозможно ни на одном из них.

Во Вселенной нет ничего случайного, все имеет свою причину, но мы никогда не узнаем о ней – мы живем в мире следствий.

Интерпретация: Чаще всего мы не можем понять, почему с нами произошло то или иное событие. Нам остается объяснять это только одним – «карма». То есть, то, что с нами случилось – результат неких наших действий в прошлых жизнях. Можно в нее верить, можно нет, но только закон кармы способен объяснить нам, почему существует столько несправедливости в жизни, и примирить нас с этим.

Важно помнить вот еще о чем: все, в чем мы нуждаемся и что желаем, находится в некоем общем фонде природы. За все, что дается, нужно что-то отдать (по уже известным нам законам полярности или ритма)

Мы расплачиваемся за все: за свою жизнь, за удовольствия, знания, богатство, даже за воздух, которым дышим. Вселенная не знает такой валюты, как деньги, там ценность имеют совсем другие вещи.

Колебания

Уравнение описывающее физические системы способные совершать гармонические колебания с циклической частотой ω:

Решение предыдущего уравнения является уравнением движения для гармонических колебаний и имеет вид:

Период колебаний вычисляется по формуле:

Частота колебаний:

Циклическая частота колебаний:

Зависимость скорости от времени при гармонических механических колебаниях выражается следующей формулой:

Максимальное значение скорости при гармонических механических колебаниях:

Зависимость ускорения от времени при гармонических механических колебаниях:

Максимальное значение ускорения при механических гармонических колебаниях:

Циклическая частота колебаний математического маятника рассчитывается по формуле:

Период колебаний математического маятника:

Циклическая частота колебаний пружинного маятника:

Период колебаний пружинного маятника:

Максимальное значение кинетической энергии при механических гармонических колебаниях задаётся формулой:

Максимальное значение потенциальной энергии при механических гармонических колебаниях пружинного маятника:

Взаимосвязь энергетических характеристик механического колебательного процесса:

Энергетические характеристики и их взаимосвязь при колебаниях в электрическом контуре:

Период гармонических колебаний в электрическом колебательном контуре определяется по формуле:

Циклическая частота колебаний в электрическом колебательном контуре:

Зависимость заряда на конденсаторе от времени при колебаниях в электрическом контуре описывается законом:

Зависимость электрического тока протекающего через катушку индуктивности от времени при колебаниях в электрическом контуре:

Зависимость напряжения на конденсаторе от времени при колебаниях в электрическом контуре:

Максимальное значение силы тока при гармонических колебаниях в электрическом контуре может быть рассчитано по формуле:

Максимальное значение напряжения на конденсаторе при гармонических колебаниях в электрическом контуре:

Переменный ток характеризуется действующими значениями силы тока и напряжения, которые связаны с амплитудными значениями соответствующих величин следующим образом. Действующее значение силы тока:

Действующее значение напряжения:

Мощность в цепи переменного тока:

Трансформатор

Если напряжение на входе в трансформатор равно U₁, а на выходе U₂, при этом число витков в первичной обмотке равно n₁, а во вторичной n₂, то выполняется следующее соотношение:

Коэффициент трансформации вычисляется по формуле:

Если трансформатор идеальный, то выполняется следующее соотношение (мощности на входе и выходе равны):

В неидеальном трансформаторе вводится понятие КПД:

Волны

Длина волны может быть рассчитана по формуле:

Разность фаз колебаний двух точек волны, расстояние между которыми l:

Скорость электромагнитной волны (в т.ч. света) в некоторой среде:

Скорость электромагнитной волны (в т.ч. света) в вакууме постоянна и равна с = 3∙108 м/с, она также может быть вычислена по формуле:

Скорости электромагнитной волны (в т.ч. света) в среде и в вакууме также связаны между собой формулой:

При этом показатель преломления некоторого вещества можно рассчитать используя формулу:

Закон всемирного тяготения. Описание закона всемирного тяготения

Коэффициент- это гравитационная постоянная. В системе СИ гравитационная постоянная имеет значение:

Эта постоянная, как видно, очень мала, поэтому силы тяготения между телами, имеющими небольшие массы, тоже малы и практически не ощущаются. Однако движение космических тел полностью определяется гравитацией. Наличие всемирного тяготения или, другими словами, гравитационного взаимодействия объясняет, на чем «держатся» Земля и планеты, и почему они двигаются вокруг Солнца по определенным траекториям, а не улетают от него прочь. Закон всемирного тяготения позволяет определить многие характеристики небесных тел – массы планет, звезд, галактик и даже черных дыр. Этот закон позволяет с большой точностью рассчитать орбиты планет и создать математическую модель Вселенной.

С помощью закона всемирного тяготения также можно рассчитать космические скорости. Например, минимальная скорость, при которой тело, движущееся горизонтально над поверхностью Земли, не упадёт на неё, а будет двигаться по круговой орбите – 7,9 км/с (первая космическая скорость). Для того, чтобы покинуть Землю, т.е. преодолеть ее гравитационное притяжение, тело должно иметь скорость 11,2 км/с, (вторая космическая скорость).

Гравитация является одним из самых удивительных феноменов природы. В отсутствии сил гравитации существование Вселенной было бы невозможно, Вселенная не могла бы даже возникнуть. Гравитация ответственна за многие процессы во Вселенной – ее рождение, существование порядка вместо хаоса. Природа гравитации до сих пор до конца неразгаданна. До настоящего времени никто не смог разработать достойный механизм и модель гравитационного взаимодействия.

Закон ментальности: все ментально, Вселенная ментальна

Принцип: Вселенная сама по себе есть ментальное творение. Бог или ментальное Все, творит жизнь мыслью. Человек способен создать Вселенную в собственном разуме. Всюду действуют одни и те же законы – законы разума.

Интерпретация: Если все в мире создано и состоит из одной энергии, то мы связаны со всем на этой планете. Все взаимосвязано и мы не можем отделять себя от других людей или от окружающей среды. Испытывая ненависть к кому-то, мы тем самым уничтожаем сами себя так как приводим в движение силу, которая обрушивается на нас самих. Так же с любовью – положительный посыл возвращается к нам. Позитивно настроенные люди добиваются в жизни намного большего, чем пессимисты.

Аэрогели – гели, в которых жидкая фаза замещена газообразной

Ещё есть особый класс материалов под названием “Аэрогели”. По сути, это гель, в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной. Его часто называют замороженным газом. Являясь твердым веществом, аэрогели могут на 98,8% состоять из воздуха. При этом этот материал суперпрочный – он выдерживает вес, превышающий его собственный, в 4000 раз. Изобрёл это необыкновенное вещество американский химик Стивен Кистлер. Представьте, ещё в 1931 году (без малого 90 лет назад) он опубликовал в журнале Nature результаты своих первых поразительных опытов. Позже, в 60-х годах, об Аэрогелях заговорили более активно. Обладая крайне малой плотностью, аэрогель имеет супер низкую теплопроводность, а ещё он очень лёгкий – 150 блоков размером с кирпич имеют вес, равный 4,5 литрам воды. Ещё Аэрогель обладает уникальными супер изоляционными свойствами. Например, вот этот тонкий пласт может защитить цветок от открытого огня:

Барьер в виде аэрогеля способен защитить предмет от влияния открытого пламени

Самая обширная область применения аэрогеля – космос. Он активно используется аэрокосмическими агентствами как теплоизолятор.

Графен – самый прочный материал на Земле

Самым прочным материалом на Земле является графен. Он в 30 раз прочнее стали! Лист графена площадью в 1 м2 и толщиной всего лишь в один атом способен удерживать предмет массой 4 кг. Графен как салфетку можно сгибать, сворачивать растягивать. Углерод имеет множество аллотропов. Некоторые из них, например, алмаз и графит, известны давно, в то время как другие открыты относительно недавно – 10-15 лет назад. Графен был найден Константином Новосёловым и Андреем Геймом, работающими в университете Манчестера, за что русские ученые были удостоены Нобелевской премии. А получили они его очень просто – отшелушиванием обычного графита с помощью скотча, пока не получили слой толщиной всего в один атом.

Лист графена площадью в 1 квадратный метр и толщиной всего 1 атом удерживает предмет массой 4 килограмма

Лодка с вентилятором на борту

В обычных парусных лодках, воздух дует в паруса, которые задают направление движения посредством этого воздуха, таким образом создается естественная тяга. Но как же создать тягу на лодке в штиль? Команда «Разрушителей мифов» решила проверить, как вентилятор сможет привести парусную лодку в движение.

Для создания тяги, ветер с вентилятора должен дуть в направлении парусов, а это значит, что вентилятор должен втягивать воздух позади лодки и себя, и направлять его в переднюю часть лодки, на паруса. Поскольку ветер втягивается сзади, это означает что лодка должна поплыть в обратном направлении, однако она все равно будет плыть вперед, что противоречит третьему закону ньютона. Это происходит потому, что вентилятор создает искусственную силу, которая приводит лодку в движение, даже несмотря на то, что часть ветра отталкивается от парусов назад к вентилятору.

Основные формулы по физике: электричество

Пора переходить к электричеству, хоть его и любят меньше термодинамики. Начинаем с электростатики.

И, под барабанную дробь, заканчиваем формулами для закона Ома, электромагнитной индукции и электромагнитных колебаний.

На этом все. Конечно, можно было бы привести еще целую гору формул, но это ни к чему. Когда формул становится слишком много, можно легко запутаться, а там и вовсе расплавить мозг. Надеемся, наша шпаргалка основных формул по физике поможет решать любимые задачи быстрее и эффективнее. А если хотите уточнить что-то или не нашли нужной формулы: спросите у экспертов студенческого сервиса
. Наши авторы держат в голове сотни формул и щелкают задачи, как орешки. Обращайтесь, и вскоре любая задача будет вам «по зубам».

Шпаргалка с формулами по физике для ЕГЭ

и не только (может понадобиться 7, 8, 9, 10 и 11 классам).

Для начала картинка, которую можно распечатать в компактном виде.

Механика

1. Давление Р=F/S
2. Плотность ρ=m/V
3. Давление на глубине жидкости P=ρ∙g∙h
4. Сила тяжести Fт=mg
5. 5.
   Архимедова сила Fa=ρ ж ∙g∙Vт
6. Уравнение движения при равноускоренном движении

X=X 0 +υ
0 ∙t+(a∙t 2)/2 S=(υ
2 —υ
0 2) /2а S=(υ
+υ
0) ∙t /2

1. Уравнение скорости при равноускоренном движении υ
   =υ
   0 +a∙t
2. Ускорение a=(υ
   —υ
   0)/t
3. Скорость при движении по окружности υ
   =2πR/Т
4. Центростремительное ускорение a=υ
   2 /R
5. Связь периода с частотой ν=1/T=ω/2π
6. II закон Ньютона F=ma
7. Закон Гука Fy=-kx
8. Закон Всемирного тяготения F=G∙M∙m/R 2
9. Вес тела, движущегося с ускорением а Р=m(g+a)
10. Вес тела, движущегося с ускорением а↓ Р=m(g-a)
11. Сила трения Fтр=µN
12. Импульс тела p=mυ
    
13. Импульс силы Ft=∆p
14. Момент силы M=F∙ℓ
15. Потенциальная энергия тела, поднятого над землей Eп=mgh
16. Потенциальная энергия упруго деформированного тела Eп=kx 2 /2
17. Кинетическая энергия тела Ek=mυ
    2 /2
18. Работа A=F∙S∙cosα
19. Мощность N=A/t=F∙υ
    
20. Коэффициент полезного действия η=Aп/Аз
21. Период колебаний математического маятника T=2π√ℓ/g
22. Период колебаний пружинного маятника T=2 π √m/k
23. Уравнение гармонических колебаний Х=Хmax∙cos ωt
24. Связь длины волны, ее скорости и периода λ= υ
    Т

Молекулярная физика и термодинамика

1. Количество вещества ν=N/ Na
2. Молярная масса М=m/ν
3. Cр. кин. энергия молекул одноатомного газа Ek=3/2∙kT
4. Основное уравнение МКТ P=nkT=1/3nm 0 υ
   2
5. Закон Гей – Люссака (изобарный процесс) V/T =const
6. Закон Шарля (изохорный процесс) P/T =const
7. Относительная влажность φ=P/P 0 ∙100%
8. Внутр. энергия идеал. одноатомного газа U=3/2∙M/µ∙RT
9. Работа газа A=P∙ΔV
10. Закон Бойля – Мариотта (изотермический процесс) PV=const
11. Количество теплоты при нагревании Q=Cm(T 2 -T 1)
12. Количество теплоты при плавлении Q=λm
13. Количество теплоты при парообразовании Q=Lm
14. Количество теплоты при сгорании топлива Q=qm
15. Уравнение состояния идеального газа PV=m/M∙RT
16. Первый закон термодинамики ΔU=A+Q
17. КПД тепловых двигателей η= (Q 1 — Q 2)/ Q 1
18. КПД идеал. двигателей (цикл Карно) η= (Т 1 — Т 2)/ Т 1

Итоги

Некоторые вынуждены углубленно изучать основные законы физики для ЕГЭ, другие — по роду деятельности, а некоторые — из научного любопытства. Независимо от целей изучения данной науки, пользу полученных знаний трудно переоценить. Нет ничего более удовлетворяющего, чем понимание основных механизмов и закономерностей существования окружающего мира.

Не оставайтесь равнодушными — развивайтесь!

Как понять, почему от любви до ненависти один шаг? Откуда пошло выражение «Одним везет в любви, другим в деньгах»? Почему на нас то неприятности сыпятся как из ведра, то неожиданно улыбается удача?

Как каждое явление природы попадает под определенный закон физики, так и все, что с нами происходит тоже определяется законами – законами Вселенной. Их сложно постичь, но они оказывают огромное влияние на все, что есть в этом мире, в том числе и на нас. Именно законы Вселенной определяют то, что с нами происходит в жизни.

Эти законы, а вернее принципы, описаны в учении под названием герметизм. Это древнее учение, целью которого было постижение человеком глубинной сути самого себя и Вселенной. Изучив основные принципы этого учения я поразилась насколько они могут объяснить многие непонятные события, которые происходят с нами в жизни.

Даже если вы негативно относитесь ко всему непознанному, все же стоит ознакомится с этими основными законами Вселенной и попробовать применить их.

В этой небольшой статье представлены как сами принципы так и их интерпретация, то есть пояснение к ним, и приведены примеры (практическое применение законов – в других статьях).

Похожие записи:

Фуллерены: неожиданные биологические свойства углеродных наночастиц Выдающиеся ученые мира и их открытия Профайлер Нарциссические личности Панды в московском зоопарке Балто и того: победители великой гонки милосердия