Физические законы жизни

Выступление с докладом на уроке «Применение законов физики в повседневной жизни»

Знание физики помогает нам делать жизнь комфортнее, правильно использовать физические явления и процессы, предотвращать их вредное воздействие на организм, предупреждать возникновение несчастных случаев.

Предварительный просмотр:

Подписи к слайдам:

. Применение законов физики в повседневной жизни

Физика окружает нас везде, особенно дома. Мы привыкли её не замечать. Знание физических явлений и законов помогает нам в домашних делах, защищает от ошибок. Посмотрите на то, что происходит у вас дома глазами физика , и Вы увидите много интересного и полезного !

Результаты анкетирования Вопросы Учащиеся Взрослые 1. Какие физические явления Вы замечали в быту? 95% замечали кипение, испарение и конденсацию 2. Приходилось ли Вам использовать в быту знания по физике? 76% дали утвердительный ответ 3. Попадали ли Вы в неприятные бытовые ситуации: ожог паром или о горячие части посуды 98 % удар током 35% 42 % короткое замыкание 30% 45% включили прибор в розетку, и он сгорел 23% 62 % 4. Могло ли Вам помочь знание физики избежать неприятных ситуаций 88% 73 % 5. Интересуетесь ли Вы при покупке бытовых приборов их: техническими характеристиками 30% 100% техникой безопасности 47% 100% правилами эксплуатации 12% 96% возможным негативным действием на здоровье 43% 77%

Чтобы стеклянный стакан не лопнул, когда в него наливают кипяток, в него кладут металлическую ложку. Ежедневно мы кипятим воду Из двух чашек от кипятка не лопнет та, у которой стенка тоньше, так как она быстрее равномерно прогреется. Тепловые явления

Когда мы моемся в ванной, запотевание зеркала и стен происходит в результате конденсации водяного пара. Если в чашку налить горячую воду и накрыть крышкой, то водяной пар конденсируется на крышке. Кран с холодной водой всегда можно отличить по капелькам воды, которые образовались на нём при конденсации водяного пара. Конденсация

Заваривание чая Засолка огурцов, грибов, рыбы и т.д. Распространение запахов Диффузия Чай всегда заваривают кипятком, так как при этом диффузия происходит быстрее Нельзя стирать вместе цветные и белые вещи!

Ручки у кастрюль делают из материалов, плохо проводящих тепло, чтобы не обжечься Теплопередача Если у крышки кастрюли ручка металлическая, а прихватки под рукой нет, то можно воспользоваться прищепкой или вставить в отверстие пробку. Нельзя открывать крышку кастрюли и заглядывать в неё, когда в ней кипит вода. Ожог паром очень опасен!

можно использовать для хранения горячих и холодных продуктов Внутренняя стеклянная колба термоса имеет двойные стенки, между которыми вакуум. Это позволяет предотвратить потерю тепла в результате теплопроводности. Колба имеет серебристый цвет, чтобы предотвратить потерю тепла излучением. Пробка препятствует потере тепла путём конвекции. Кроме того, она имеет плохую теплопроводность. Корпус защищает колбу от повреждений. Термос Если нет термоса, то банку с супом можно завернуть в фольгу и газету или шерстяной платок, а кастрюлю с супом можно накрыть пуховым или ватным одеялом.

Дерево имеет плохую теплопроводность, поэтому деревянный паркет теплее, чем другие покрытия. Ковер имеет плохую теплопроводность, поэтому ногам на нём теплее. Чтобы в доме было теплее В стеклопакетах между стёклами находится воздух (иногда его даже откачивают). Его плохая теплопроводность препятствует теплообмену между холодным воздухом на улице и тёплым воздухом в комнате. Кроме того, стеклопакеты снижают уровень шума.

Батареи в квартирах располагают внизу, так как горячий воздух от них в результате конвекции поднимается вверх и обогревает комнату. Вытяжку располагают над плитой, так как горячие пары и испарения от еды поднимаются вверх. Конвекция

При традиционном обогреве комнаты самым холодным местом в комнате является пол, а теплее всего у потолка. В отличии от конвекции, прогрев комнаты излучением от пола происходит снизу вверх, и ноги не мёрзнут! Чтобы ноги не мёрзли!

Магнитные застежки на сумках и куртках. Декоративные магниты. Магнитные замки на мебели. В быту часто применяются магниты

Для увеличения давления мы затачиваем ножницы и ножи, используем тонкие иголки. Давление

рычаг, винт, ворот, клин В быту мы часто используем простые механизмы: В основе работы ножниц лежит рычаг

Мы пользуемся сообщающимися сосудами.

Чтобы увеличить трение, мы носим обувь на рельефной подошве. Коврик в прихожей делают на резиновой основе. На зубных щетках и ручках используют специальные резиновые накладки. Трение

Чистые и сухие волосы при расчесывании пластмассовой расческой притягиваются к ней, так как в результате трения расчёска и волосы приобретают заряды, равные по величине и противоположные по знаку. Металлическая расчёска такого эффекта не даёт, так как является хорошим проводником Электризация

При включении и работе телевизора у экрана создается сильное электрическое поле. Мы его обнаружили с помощью гильзы, изготовленной из фольги. Из-за электростатического поля к экрану телевизора прилипает пыль, поэтому его надо регулярно протирать! Нельзя во время работы телевизора находиться на расстоянии менее 0,5 м от его задней и боковых панелей. Сильное магнитное поле катушек, управляющих электронным лучом, плохо влияет на организм человека! Телевизор

Весы Бытовые физические приборы Мензурка Термометр Тонометр Часы Барометр Комнатный термометр

В представленных электроприборах используется тепловое действие тока. Бытовые электроприборы. Мы ими пользуемся ежедневно!

Правила безопасности Чтобы не было перегрузок и короткого замыкания, не включайте несколько мощных приборов в одну розетку!

Выключая прибор из розетки, не тяните за провод! Не берите электроприборы мокрыми руками! Не включайте в сеть неисправные электроприборы! Следите за исправностью изоляции электропроводки! Уходя из дома, выключайте все электроприборы!

Для защиты приборов от короткого замыкания и скачков напряжения используйте стабилизаторы напряжения! Для подключения приборов большой мощности (электроплиты, стиральные машины), должны быть установлены специальные розетки!

Система электроснабжения квартиры

Приборы, которые излучают Приборы, которые принимают и излучают электромагнитные волны По мобильному телефону можно разговаривать не более 20 мин. в день!

Приборы, требующие особой осторожности при использовании

Безопасное расстояние от приборов с сильным электромагнтьным излучением

Диапазоны электромагнитного излучения разных бытовых электроприборов Старайтесь не подвергаться длительному воздействию сильных ЭМП. При необходимости установите полы с электроподогревом, выбирайте системы с пониженным уровнем магнитного поля.

План правильного расположения электротехники в квартире

Анализ результатов опроса При изучении физики в школе надо больше внимания уделять вопросам практического применения физических знаний в быту. В школе следует знакомить учащихся с физическими явлениями, лежащими в основе работы бытовых приборов . Особое внимание надо уделять вопросам возможного негативного воздействия бытовых приборов на организм человека. На уроках физики учащихся надо учить пользоваться инструкциями к электроприборам. Перед тем, как позволить ребёнку пользоваться бытовым электроприбором, взрослые должны убедиться в том, что ребёнок твёрдо усвоил правила безопасности при обращении с ним.

nsportal.ru

Три закона Вселенной

Дата публикации 24 июля 2015 . Опубликовано в Статьи по духовности

Вселенная не хаотична, в ней существуют определённые правила. И это не только физические законы, такие как закон гравитации. Есть три основных энергетических закона, которые помогают человеку построить счастливую жизнь. Но человек, сам того не зная, может использовать их во вред себе.

Закон первый: Подобное притягивает подобное

Многие люди слышали эту фразу, возможно, не раз, и она кажется избитой. Однако этот закон не так прост, как кажется на первый взгляд. В своём глубинном значении он преподносит нам такую истину: что у нас внутри, то и снаружи. То есть, если внутри у нас мир и покой, мы находимся в состоянии блаженства, счастья, умиротворения, мы излучаем в окружающий мир именно такую частоту. И эта частота составляет нашу ауру – индивидуальное магнитное поле. А к этому полю – и к нам – притягивается всё, что подобно ему. Следовательно, если вы часто раздражаетесь, пребываете в гневном состоянии, заселяете свой разум отрицательными мыслями, ваше поле перенимает именно такую частоту, и притягивает к себе подобные события и явления, подобных людей. А если вы жизнерадостны и оптимистичны, полны энтузиазма – вы притягиваете людей и события в соответствии с этой частотой. Вы как бы намагничиваете к себе обратно всё, что излучаете в мир.

Закон второй: Подобное порождает подобное

Второй закон похож на первый, но смысл его несколько иной. Согласно ему, то, что вы создаёте, иными словами, порождаете, становится похожим на вас. В самом распространённом смысле это касается детей. Каковы вы – таковы и ваши дети. То есть, например, если вы плохо обращаетесь со своими родителями, то и ваши дети будут обращаться с вами так же. В широком же смысле, этот закон охватывает всё, что вы сотворите, и то, что вам принадлежит – произведения искусства, бизнес-компания, научный проект, даже ваши домашние питомцы и растения. То есть, например, если вы будете ленивым начальником, то и подчинённые будут ленивыми. Если вам будет скучен разрабатываемый вами проект, то и результаты его получатся скучными. Если вы – человек открытый, доброжелательный, щедрый, то и ваши домашние питомцы будут дружелюбными, а если вы злопамятны, мстительны, относитесь к людям свысока и презираете их (или же, наоборот, боитесь людей и хотите от них отгородиться), то велик шанс, что ваша кошка или собака окажется нелюдимой и будет пугать гостей.

Закон третий: то, что не становится подобным, отторгается

Это значит, что то, что не смогло стать похожим на вас, настроиться на вашу частоту – уходит из вашей жизни. Несложно понять, что если вы постоянно будете угрюмы, подавлены, расстроены, будете переживать по пустякам, завидовать всем вокруг и проклинать всё на свете, всё хорошее из вашей жизни постепенно уйдёт. Однако если вы выберете противоположное – радоваться каждому дню, улыбаться, в трудностях видеть возможности, любить и радовать тех, кто рядом, поддерживать умиротворение в душе, светлые мысли, уверенность в том, что всё сложится наилучшим образом – из вашей жизни постепенно исчезнет всё плохое. Счастье – это, в первую очередь, внутреннее состояние. И, если вы уже будете по-настоящему счастливы внутри, то снаружи чему-то, что делало бы вас несчастным, будет просто не за что удержаться, и оно уйдёт – безболезненно и благоприятным для всех образом. Это касается и отношений. Если вы создали внутри себя сильный положительный настрой, то нежелательным или исчерпавшим себя отношениям придётся либо перестроиться, чтобы соответствовать вашей новой – счастливой – частоте, либо прекратиться. Причём, это не станет для вас трагедией, а произойдёт легко и просто, если, конечно, вы не перестроитесь на отрицательную волну – ведь всё происходящее должно быть в резонансе с вашей частотой.

www.vitamarg.com

Для чего законы физики нужны в обычной жизни

Действие физических законов можно наблюдать не только в лабораториях, они так же работают и у нас на кухне. Физик Хелен Черски рассказывает, как самые обычные предметы помогут лучше понять устройство окружающего мира.

Физик, океанограф, ведущая научно-популярных программ на BBC.

Когда речь заходит о физике, мы представляем какие-то формулы, нечто странное и непонятное, ненужное обычному человеку. Возможно, мы слышали что-то о квантовой механике и космологии. Но между этими двумя полюсами как раз и находится всё, что составляет нашу повседневную жизнь: планеты и бутерброды, облака и вулканы, пузыри и музыкальные инструменты. И всеми ими управляет относительно небольшое число физических законов.

Мы постоянно можем наблюдать эти законы в действии. Возьмите, например, два яйца — сырое и варёное — и раскрутите их, а затем остановите. Варёное яйцо останется неподвижным, сырое снова начнёт вращаться. Всё потому, что вы остановили только скорлупу, а жидкость внутри продолжает вращение.

Это наглядная демонстрация закона сохранения момента импульса. Упрощённо его можно сформулировать так: начав вращаться вокруг постоянной оси, система продолжит вращение, пока её что-то не остановит. Это один из фундаментальных законов Вселенной.

Он пригождается не только, когда нужно отличить варёное яйцо от сырого. С его помощью также можно объяснить, как космический телескоп «Хаббл», находясь без какой-либо опоры в пространстве, наводит объектив на определённый участок неба. Просто внутри у него вращающиеся гироскопы, которые, по сути, ведут себя так же, как и сырое яйцо. Сам телескоп вращается вокруг них и таким образом меняет своё положение. Получается, закон, который мы можем протестировать у себя на кухне, объясняет и устройство одной из самых выдающихся технологий человечества.

Зная основные законы, регулирующие нашу повседневную жизнь, мы перестаём чувствовать себя беспомощными.

Чтобы понимать, как устроен окружающий нас мир, мы должны сначала разобраться с его основами — физическими законами. Мы должны понять, что физика — это не только чудаковатые учёные в лабораториях или сложные формулы. Она прямо перед нами, доступная каждому.

С чего же начать, подумаете вы. Наверняка вы замечали что-нибудь странное или непонятное, но вместо того, чтобы задуматься об этом, говорили себе, что вы взрослый человек и у вас нет на это времени. Черски советует не отмахиваться от подобных вещей, а начинать как раз с них.

Если не хотите ждать, пока встретится что-то любопытное, положите изюм в газировку и посмотрите, что произойдёт. Понаблюдайте, как высыхает пролитый кофе. Постучите ложкой по краю чашки и прислушайтесь к звуку. В конце концов, попробуйте уронить бутерброд так, чтобы он не падал маслом вниз.

lifehacker.ru

Законы физики — законы жизни

Статья создана на основе материалов из интернета, учебника физики и собственных знания.

Никогда не любила физику, не знала и старалась избегать по мере возможности. Однако в последнее время все больше понимаю: вся наша жизнь сводится к простыми законам физики.

1) Самый простой, но самый важный из них – это Закон сохранения и преобразования энергии.

Он звучит так: «Энергия любой замкнутой системы при всех процессах, происходящих в системе, остается постоянной». А мы с вами именно в такой системе и находимся. Т.е. сколько отдадим, столько и получим. Если мы хотим что-то получить, надо столько же перед этим отдать. И никак иначе! А нам, конечно же, хочется получать большую зарплату, а на работу при этом не ходить. Иногда создается иллюзия, что «дуракам везет» и многим счастье сваливается на голову. Вчитайтесь в любую сказку. Героям постоянно надо преодолевать огромные трудности! То искупаться в воде студеной, то в воде вареной. Мужчины обращают на себя внимание женщин ухаживаниями. Женщины в свою очередь заботятся потом об этих мужчинах и о детях. И так далее. Так что, если вы хотите что-то получить, потрудитесь сначала отдать. Фильм «Заплати вперед» очень ярко отображает этот закон физики.

Есть еще шутка на данную тему:
Закон сохранение энергии:
Если вы утром пришли на работу энергичным, а уходите как выжатый лимон, то
1. кто-то другой пришел как выжатый лимон, а уходит энергичным
2. вас использовали для нагрева помещения

2) Следующий закон звучит так: «Сила действия равна силе противодействия»

Этот закон физики отражает и предыдущий, в принципе. Если человек совершил негативный поступок – осознанный или нет – он потом получил ответ, т.е. противодействие. Иногда причина и следствие бывают разбросаны во времени, и можно сразу и не понять, откуда ветер дует. Надо, главное, помнить, что ничего просто так не бывает. Как пример, можно привести родительское воспитание, которое проявляется затем через несколько десятков лет.

3) Следующий закон – Закон рычага. Архимед воскликнул: «Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю!». Любую тяжесть можно перенести, если подобрать правильный рычаг. Нужно всегда прикидывать, какой длины понадобится рычаг, чтобы добиться той или иной цели и сделать для себя вывод, расставить приоритеты. Понять, как рассчитать свои силы, нужно ли тратить столько сил, чтобы создать правильный рычаг и передвинуть эту тяжесть или проще оставить ее в покое и заняться другой деятельностью.

4) Так называемое правило буравчика, которое заключается в том, что указывает на направление магнитного поля. Это правило отвечает на вечный вопрос: кто виноват? И указывает на то, что во всем, что с нами происходит, виноваты мы сами. Как бы обидно ни было, как бы сложно ни было, как бы, на первый взгляд, несправедливо ни было, надо всегда отдавать себе отчет в том, что причиной изначально были мы сами.

5) Наверняка кто-то помнит закон сложения скоростей. Звучит он следующим образом: «Скорость движения тела относительно неподвижной системы отсчета равна векторной сумме скорости этого тела относительно подвижной системы отсчета и скорости самой подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы» Сложно звучит? Сейчас разберемся.
Принцип сложения скоростей не что иное, как арифметическая сумма слагаемых скоростей, как математических понятий или определений.

Скорость — это одно из существенных явлений, относящихся к кинетике. Кинетика изучает процессы переноса энергии, импульса, заряда и вещества в различных физических системах и влияние на них внешних полей. Может быть самонадеянно, но ведь с точки зрения кинетики тогда можно рассматривать и целый ряд общественных процессов, например, конфликты.

Следовательно, при наличии двух конфликтующих объектов и их соприкосновении должен срабатывать закон, аналогичный закону сохранения скоростей (как факт переноса энергии)? Значит, сила и агрессия конфликта зависит от степени конфликтности двух (трех, четырех) сторон. Чем более они агрессивны и сильны, тем конфликт более жестче и более разрушителен. Если одна из сторон не конфликтна, то роста степени агрессивности не происходит.

Все очень просто. И если не можешь заглянуть внутрь себя, чтобы разобраться в причинно-следственных связях своей проблемы, просто открой учебник по физике за 8 класс.

mtvorez.ru

Новости
высоких технологий

10 научных законов и теорий, которые должен знать каждый

Ученые с планеты Земля используют массу инструментов, пытаясь описать то, как работает природа и вселенная в целом. Что они приходят к законам и теориям. В чем разница? Научный закон можно зачастую свести к математическому утверждению, вроде E = mc²; это утверждение базируется на эмпирических данных и его истинность, как правило, ограничивается определенным набором условий. В случае E = mc² — скорость света в вакууме.

Научная теория зачастую стремится синтезировать ряд фактов или наблюдений за конкретными явлениями. И в целом (но не всегда) выходит четкое и проверяемое утверждение относительно того, как функционирует природа. Совсем не обязательно сводить научную теорию к уравнению, но она на самом деле представляет собой нечто фундаментальное о работе природы.

Как законы, так и теории зависят от основных элементов научного метода, например, создании гипотез, проведения экспериментов, нахождения (или не нахождения) эмпирических данных и заключение выводов. В конце концов, ученые должны быть в состоянии повторить результаты, если эксперименту суждено стать основой для общепринятного закона или теории.

В этой статье мы рассмотрим десять научных законов и теорий, которые вы можете освежить в памяти, даже если вы, к примеру, не так часто обращаетесь к сканирующему электронному микроскопу. Начнем со взрыва и закончим неопределенностью.

Теория Большого Взрыва

Если и стоит знать хотя бы одну научную теорию, то пусть она объяснит, как вселенная достигла нынешнего своего состояния (или не достигла, если опровергнут). На основании исследований, проведенных Эдвином Хабблом, Жоржем Леметром и Альбертом Эйнштейном, теория Большого Взрыва постулирует, что Вселенная началась 14 миллиардов лет назад с массивного расширения. В какой-то момент Вселенная была заключена в одной точке и охватывала всю материю нынешней вселенной. Это движение продолжается и по сей день, а сама вселенная постоянно расширяется.

Теория Большого Взрыва получила широкую поддержку в научных кругах после того, как Арно Пензиас и Роберт Уилсон обнаружили космический микроволновый фон в 1965 году. С помощью радиотелескопов два астронома обнаружили космический шум, или статику, которая не рассеивается со временем. В сотрудничестве с принстонским исследователем Робертом Дике, пара ученых подтвердила гипотезу Дике о том, что первоначальный Большой Взрыв оставил после себя излучение низкого уровня, которое можно обнаружить по всей Вселенной.

Закон космического расширения Хаббла

Давайте на секунду задержим Эдвина Хаббла. В то время как в 1920-х годах бушевала Великая депрессия, Хаббл выступал с новаторским астрономическим исследованием. Он не только доказал, что были и другие галактики помимо Млечного Пути, но также обнаружил, что эти галактики несутся прочь от нашей собственной, и это движение он назвал разбеганием.

Для того, чтобы количественно оценить скорость этого галактического движения, Хаббл предложил закон космического расширения, он же закон Хаббла. Уравнение выглядит так: скорость = H0 x расстояние. Скорость представляет собой скорость разбегания галактик; H0 — это постоянная Хаббла, или параметр, который показывает скорость расширения вселенной; расстояние — это расстояние одной галактики до той, с которой происходит сравнение.

Постоянная Хаббла рассчитывалась при разных значениях в течение достаточно долгого времени, однако в настоящее время она замерла на точке 70 км/с на мегапарсек. Для нас это не так важно. Важно то, что закон представляет собой удобный способ измерения скорости галактики относительно нашей собственной. И еще важно то, что закон установил, что Вселенная состоит из многих галактик, движение которых прослеживается до Большого Взрыва.

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.

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.

Законы Ньютона

Раз уж мы заговорили об одном из величайших ученых, когда-либо живущих на Земле, давайте поговорим о других знаменитых законах Ньютона. Его три закона движения составляют существенную часть современной физики. И как и многие другие законы физики, они элегантны в своей простоте.

Первый из трех законов утверждает, что объект в движении остается в движении, если на него не действует внешняя сила. Для шарика, который катится по полу, внешней силой может быть трение между шаром и полом, или же мальчик, который бьет по шарику в другом направлении.

Второй закон устанавливает связь между массой объекта (m) и его ускорением (a) в виде уравнения F = m x a. F представляет собой силу, измеряемую в ньютонах. Также это вектор, то есть у него есть направленный компонент. Благодаря ускорению, мяч, который катится по полу, обладает особым вектором в направлении его движения, и это учитывается при расчете силы.

Третий закон довольно содержательный и должен быть вам знаком: для каждого действия есть равное противодействие. То есть для каждой силы, приложенной к объекту на поверхности, объект отталкивается с такой же силой.

Законы термодинамики

Британский физик и писатель Ч. П. Сноу однажды сказал, что неученый, который не знал второго закона термодинамики, был как ученый, который никогда не читал Шекспира. Нынче известное заявление Сноу подчеркивало важность термодинамики и необходимость даже людям, далеким от науки, знать его.

Термодинамика — это наука о том, как энергия работает в системе, будь то двигатель или ядро Земли. Ее можно свести к нескольким базовым законам, которые Сноу обозначил следующим образом:

• Вы не можете выиграть.
• Вы не избежите убытков.
• Вы не можете выйти из игры.

Давайте немного разберемся с этим. Говоря, что вы не можете выиграть, Сноу имел в виду то, что поскольку материя и энергия сохраняются, вы не можете получить одно, не потеряв второе (то есть E=mc²). Также это означает, что для работы двигателя вам нужно поставлять тепло, однако в отсутствии идеально замкнутой системы некоторое количество тепла неизбежно будет уходить в открытый мир, что приведет ко второму закону.

Второй закон — убытки неизбежны — означает, что в связи с возрастающей энтропией, вы не можете вернуться к прежнему энергетическому состоянию. Энергия, сконцентрированная в одном месте, всегда будет стремиться к местам более низкой концентрации.

Наконец, третий закон — вы не можете выйти из игры — относится к абсолютному нулю, самой низкой теоретически возможной температуре — минус 273,15 градуса Цельсия. Когда система достигает абсолютного нуля, движение молекул останавливается, а значит энтропия достигнет самого низкого значения и не будет даже кинетической энергии. Но в реальном мире достичь абсолютного нуля невозможно — только очень близко к нему подойти.

Сила Архимеда

После того как древний грек Архимед открыл свой принцип плавучести, он якобы крикнул «Эврика!» (Нашел!) и побежал голышом по Сиракузам. Так гласит легенда. Открытие было вот настолько важным. Также легенда гласит, что Архимед обнаружил принцип, когда заметил, что вода в ванной поднимается при погружении в него тела.

Согласно принципу плавучести Архимеда, сила, действующая на погруженный или частично погруженный объект, равна массе жидкости, которую смещает объект. Этот принцип имеет важнейшее значение в расчетах плотности, а также проектировании подлодок и других океанических судов.

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.

Принцип неопределенности Гейзенберга

Расширение теории относительности Эйнштейна рассказало нам больше о том, как работает Вселенная, и помогло заложить основу для квантовой физики, что привело к совершенно неожиданному конфузу теоретической науки. В 1927 году осознание того, что все законы вселенной в определенном контексте являются гибкими, привело к ошеломительному открытию немецкого ученого Вернера Гейзенберга.

Постулируя свой принцип неопределенности, Гейзенберг понял, что невозможно одновременно знать с высоким уровнем точности два свойства частицы. Вы можете знать положение электрона с высокой степенью точности, но не его импульс, и наоборот.

Позже Нильс Бор сделал открытие, которое помогло объяснить принцип Гейзенберга. Бор выяснил, что электрон обладает качествами как частицы, так и волны. Концепция стала известна как корпускулярно-волновой дуализм и легла в основу квантовой физики. Поэтому, когда мы измеряем положение электрона, мы определяем его как частицу в определенной точке пространства с неопределенной длиной волны. Когда мы измеряем импульс, мы рассматриваем электрон как волну, а значит можем знать амплитуду ее длины, но не положение.

hi-news.ru