Ninguna esfera de la actividad humana puede prescindir Ciencias Exactas. Y por muy complejas que sean las relaciones humanas, también se reducen a estas leyes. sugiere recordar las leyes de la física que una persona encuentra y experimenta todos los días de su vida.
La ley más simple pero más importante es Ley de Conservación y Transformación de la Energía.
La energía de cualquier sistema cerrado permanece constante para todos los procesos que ocurren en el sistema. Y usted y yo nos encontramos en un sistema tan cerrado. Aquellos. Cuanto demos, tanto recibiremos. Si queremos recibir algo, debemos dar la misma cantidad antes. ¡Y nada más!
Y nosotros, por supuesto, queremos ganar un gran salario sin tener que ir a trabajar. A veces se crea la ilusión de que “los tontos tienen suerte” y la felicidad cae sobre la cabeza de muchas personas. Lee cualquier cuento de hadas. ¡Los héroes tienen que superar constantemente enormes dificultades! Nade en agua fría o en agua hirviendo.
Los hombres atraen la atención de las mujeres con el cortejo. Las mujeres, a su vez, se hacen cargo de estos hombres y niños. Etcétera. Entonces, si quieres recibir algo, tómate la molestia de darlo primero.
La fuerza de acción es igual a la fuerza de reacción.
Esta ley de la física refleja la anterior, en principio. Si una persona cometió un acto negativo, consciente o no, y luego recibió una respuesta, es decir oposición. A veces, la causa y el efecto están separados en el tiempo y es posible que no comprendas de inmediato en qué dirección sopla el viento. Lo principal que debemos recordar es que nada sucede por sí solo.
Ley del apalancamiento.
Arquímedes exclamó: “ ¡Dame un punto de apoyo y moveré la Tierra!" Se puede mover cualquier peso si eliges la palanca adecuada. Siempre es necesario estimar cuánto tiempo se necesitará una palanca para lograr tal o cual objetivo y sacar una conclusión por sí mismo, establecer prioridades: ¿es necesario dedicar tanto esfuerzo para crear la palanca adecuada y mover este peso, o es más fácil? dejarlo en paz y hacer otras actividades.
La regla de la barrena.
La regla es que indica la dirección. campo magnético. Esta regla responde pregunta eterna: ¿quién es culpable? E indica que nosotros mismos tenemos la culpa de todo lo que nos sucede. No importa cuán ofensivo pueda ser, no importa cuán difícil pueda ser, no importa cuán injusto pueda parecer a primera vista, siempre debemos ser conscientes de que nosotros mismos fuimos la causa en primer lugar.
Ley del clavo.
Cuando una persona quiere clavar un clavo, no golpea en algún lugar cerca del clavo, sino exactamente en la cabeza del clavo. Pero los clavos por sí solos no se clavan en las paredes. Siempre debes elegir el martillo adecuado para evitar romper el clavo con un mazo. Y al anotar, es necesario calcular el golpe para que la cabeza no se doble. Manténgalo simple, cuídense unos a otros. Aprende a pensar en tu prójimo.
Y finalmente, la ley de la Entropía.
La entropía es una medida del desorden de un sistema. En otras palabras, cuanto más caos hay en el sistema, mayor es la entropía. Una formulación más precisa: durante los procesos espontáneos que ocurren en los sistemas, la entropía siempre aumenta. Como regla general, todos los procesos espontáneos son irreversibles. Conducen a cambios reales en el sistema y es imposible devolverlo a su estado original sin gastar energía. En este caso, es imposible repetir exactamente (100%) su estado original.
Para comprender mejor de qué tipo de orden y desorden estamos hablando, realicemos un experimento. Vierta bolitas blancas y negras en un frasco de vidrio. Primero agregaremos los negros, luego los blancos. Los gránulos estarán dispuestos en dos capas: negro abajo, blanco arriba: todo está en orden. Luego agite el frasco varias veces. Los gránulos se mezclarán uniformemente. Y por mucho que agitemos este frasco, difícilmente podremos asegurarnos de que los pellets vuelvan a estar dispuestos en dos capas. ¡Aquí está, la entropía en acción!
El estado en el que los pellets estaban dispuestos en dos capas se considera ordenado. El estado en el que los gránulos se mezclan uniformemente se considera desordenado. ¡Se necesita casi un milagro para volver a un estado de orden! O un trabajo minucioso y repetido con pellets. Y casi no requiere ningún esfuerzo causar estragos en un banco.
Llanta de carro. Cuando se bombea, tiene un exceso de energía libre. La rueda puede moverse, lo que significa que funciona. Esto es orden. ¿Qué pasa si pinchas un neumático? La presión en él disminuirá, la energía libre "entrará" en ambiente(se disipa), y dicha rueda ya no podrá funcionar. Esto es un caos. Para devolver el sistema a su estado original, es decir. para poner las cosas en orden hay que trabajar mucho: sellar la cámara de aire, montar la rueda, inflarla, etc., y después todo vuelve a ser el mismo. cosa necesaria lo cual puede resultar beneficioso.
El calor se transfiere de un cuerpo caliente a un cuerpo frío y no al revés. El proceso inverso es teóricamente posible, pero prácticamente nadie se comprometerá a hacerlo, ya que requerirá esfuerzos colosales, instalaciones y equipos especiales.
También en la sociedad. La gente está envejeciendo. Las casas se están derrumbando. Los acantilados se hunden en el mar. Las galaxias se están dispersando. Toda realidad que nos rodea tiende espontáneamente al desorden.
Sin embargo, la gente suele hablar del desorden como de libertad: " ¡No, no queremos orden! ¡Danos tanta libertad que cada uno pueda hacer lo que quiera!“Pero cuando cada uno hace lo que quiere, eso no es libertad, es caos. Hoy en día, mucha gente elogia el desorden, promueve la anarquía, en una palabra, todo lo que destruye y divide. Pero la libertad no está en el caos, la libertad está precisamente en el orden.
Al organizar su vida, una persona crea un stock de energía libre, que luego utiliza para implementar sus planes: trabajo, estudio, recreación, creatividad, deportes, etc. – en otras palabras, se opone a la entropía. De lo contrario, ¿cómo podríamos haber acumulado tanta riqueza material durante los últimos 250 años?
La entropía es una medida del desorden, una medida de la disipación irreversible de energía. Cuanto mayor es la entropía, mayor es el desorden. Una casa en la que no vive nadie se deteriora. El hierro se oxida con el tiempo y el coche envejece. Se destruyen relaciones que a nadie le importa mantener. Así es todo lo demás en nuestras vidas, ¡absolutamente todo!
El estado natural de la naturaleza no es el equilibrio, sino un aumento de la entropía. Esta ley funciona inexorablemente en la vida de una persona. No tiene que hacer nada para que su entropía aumente; ocurre espontáneamente, según la ley de la naturaleza. Para reducir la entropía (desorden), se debe hacer un gran esfuerzo. Esto es una especie de bofetada a las personas estúpidamente positivas (no fluye agua debajo de una piedra que yace), ¡de las cuales hay bastantes!
Mantener el éxito requiere esfuerzos constantes. Si no nos desarrollamos, entonces nos degradamos. Y para preservar lo que teníamos antes, debemos hacer más hoy que ayer. Las cosas se pueden mantener en orden e incluso mejorar: si la pintura de la casa se ha descolorido, se puede volver a pintar y quedar aún más bonita que antes.
La gente debe tratar de "pacificar" el comportamiento destructivo voluntario que prevalece en mundo moderno en todas partes, intentar reducir el estado de caos que hemos acelerado hasta límites enormes. Y ésta es una ley física, no sólo charlas sobre depresión y pensamientos negativos. Todo se desarrolla o se deteriora.
Un organismo vivo nace, se desarrolla y muere, y nadie ha observado jamás que después de la muerte vuelve a la vida, se vuelve más joven y regresa a la semilla o al útero. Cuando dicen que el pasado nunca regresa, entonces, por supuesto, se refieren, en primer lugar, a estos fenómenos de la vida. El desarrollo de los organismos marca la dirección positiva de la flecha del tiempo, y el cambio de un estado del sistema a otro se produce siempre en la misma dirección para todos los procesos sin excepción.
valeriana chupin
Fuente de información: Tchaikovsky.News
Comentarios (3)
Poder sociedad moderna está creciendo y crecerá cada vez más, principalmente a través del trabajo universal. El capital industrial fue la primera forma histórica de producción social, cuando el trabajo universal comenzó a ser explotado intensivamente. Y primero, el que consiguió gratis. La ciencia, como señaló Marx, no le cuesta nada al capital. De hecho, ni un solo capitalista pagó remuneración a Arquímedes, Cardano, Galileo, Huygens o Newton por el uso práctico de sus ideas. Pero es el capital industrial a gran escala el que comienza a explotar la tecnología mecánica y, por tanto, el trabajo general incorporado en ella. Marx K, Engels F. Soch., volumen 25, parte 1, pág. 116.
Helen Czerski
Físico, oceanógrafo, presentador de programas de divulgación científica en la BBC.
Cuando se trata de física, imaginamos algunas fórmulas, algo extraño e incomprensible, innecesario para una persona común y corriente. Quizás hayamos oído algo sobre la mecánica cuántica y la cosmología. Pero entre estos dos polos se encuentra todo lo que constituye nuestra vida diaria: planetas y sándwiches, nubes y volcanes, burbujas e instrumentos musicales. Y todos ellos se rigen por un número relativamente pequeño de leyes físicas.
Podemos observar constantemente estas leyes en acción. Tomemos, por ejemplo, dos huevos, crudos y hervidos, gírelos y luego deténgase. El huevo cocido permanecerá inmóvil, el crudo comenzará a girar nuevamente. Esto se debe a que solo detuviste la cáscara, pero el líquido del interior continúa girando.
Esta es una clara demostración de la ley de conservación del momento angular. De forma simplificada, se puede formular de la siguiente manera: habiendo comenzado a girar alrededor de un eje constante, el sistema seguirá girando hasta que algo lo detenga. Esta es una de las leyes fundamentales del Universo.
Resulta útil no solo cuando es necesario distinguir un huevo cocido de uno crudo. También se puede utilizar para explicar cómo el Telescopio Espacial Hubble, sin ningún apoyo en el espacio, apunta su lente a una determinada zona del cielo. Sólo tiene giroscopios giratorios en su interior, que esencialmente se comportan de la misma manera que un huevo crudo. El propio telescopio gira alrededor de ellos y cambia así de posición. Resulta que la ley, que podemos comprobar en nuestra cocina, también explica la estructura de una de las tecnologías más destacadas de la humanidad.
Conociendo las leyes básicas que rigen nuestra vida diaria, dejamos de sentirnos impotentes.
Para entender cómo funciona el mundo que nos rodea, primero debemos entender sus conceptos básicos. Debemos entender que la física no se trata sólo de científicos excéntricos en laboratorios o fórmulas complejas. Está justo frente a nosotros, accesible para todos.
Por dónde empezar, se podría pensar. Seguramente notaste algo extraño o incomprensible, pero en lugar de pensar en ello, te dijiste que eres un adulto y no tienes tiempo para esto. Chersky aconseja no dejar de lado esas cosas, sino empezar con ellas.
Si no quieres esperar a que suceda algo interesante, pon pasas en refresco y mira qué pasa. Observe cómo se seca el café derramado. Golpea el borde de la taza con una cuchara y escucha el sonido. Por último, intenta dejar caer el sándwich sin que caiga boca abajo.
Helen Czerski
Físico, oceanógrafo, presentador de programas de divulgación científica en la BBC.
Cuando se trata de física, imaginamos algunas fórmulas, algo extraño e incomprensible, innecesario para una persona común y corriente. Quizás hayamos oído algo sobre la mecánica cuántica y la cosmología. Pero entre estos dos polos se encuentra todo lo que constituye nuestra vida diaria: planetas y sándwiches, nubes y volcanes, burbujas e instrumentos musicales. Y todos ellos se rigen por un número relativamente pequeño de leyes físicas.
Podemos observar constantemente estas leyes en acción. Tomemos, por ejemplo, dos huevos, crudos y hervidos, gírelos y luego deténgase. El huevo cocido permanecerá inmóvil, el crudo comenzará a girar nuevamente. Esto se debe a que solo detuviste la cáscara, pero el líquido del interior continúa girando.
Esta es una clara demostración de la ley de conservación del momento angular. De forma simplificada, se puede formular de la siguiente manera: habiendo comenzado a girar alrededor de un eje constante, el sistema seguirá girando hasta que algo lo detenga. Esta es una de las leyes fundamentales del Universo.
Resulta útil no solo cuando es necesario distinguir un huevo cocido de uno crudo. También se puede utilizar para explicar cómo el Telescopio Espacial Hubble, sin ningún apoyo en el espacio, apunta su lente a una determinada zona del cielo. Sólo tiene giroscopios giratorios en su interior, que esencialmente se comportan de la misma manera que un huevo crudo. El propio telescopio gira alrededor de ellos y cambia así de posición. Resulta que la ley, que podemos comprobar en nuestra cocina, también explica la estructura de una de las tecnologías más destacadas de la humanidad.
Conociendo las leyes básicas que rigen nuestra vida diaria, dejamos de sentirnos impotentes.
Para entender cómo funciona el mundo que nos rodea, primero debemos entender sus conceptos básicos. Debemos entender que la física no se trata sólo de científicos excéntricos en laboratorios o fórmulas complejas. Está justo frente a nosotros, accesible para todos.
Por dónde empezar, se podría pensar. Seguramente notaste algo extraño o incomprensible, pero en lugar de pensar en ello, te dijiste que eres un adulto y no tienes tiempo para esto. Chersky aconseja no dejar de lado esas cosas, sino empezar con ellas.
Si no quieres esperar a que suceda algo interesante, pon pasas en refresco y mira qué pasa. Observe cómo se seca el café derramado. Golpea el borde de la taza con una cuchara y escucha el sonido. Por último, intenta dejar caer el sándwich sin que caiga boca abajo.
Introducción
1.leyes de Newton
1.1. Ley de inercia (Primera Ley de Newton)
1.2 Ley del movimiento
1.3. Ley de conservación del impulso (Ley de conservación del impulso)
1.4. Fuerzas de inercia
1.5. Ley de viscosidad
2.1. Leyes de la termodinámica
Ley de la gravedad
3.2. Interacción gravitacional
3.3. Mecánica celeste
Fuertes campos gravitacionales
3.5. Teorías clásicas modernas de la gravedad.
Conclusión
Literatura
Introducción
Las leyes fundamentales de la física describen los fenómenos más importantes de la naturaleza y del Universo. Permiten explicar e incluso predecir muchos fenómenos. Así, basándose únicamente en las leyes fundamentales de la física clásica (leyes de Newton, leyes de la termodinámica, etc.), la humanidad explora con éxito el espacio, envía astronave a otros planetas.
En este trabajo quiero considerar las leyes más importantes de la física y sus relaciones. Las leyes más importantes de la mecánica clásica son las leyes de Newton, que son suficientes para describir fenómenos en el macrocosmos (sin tener en cuenta valores elevados de velocidad o masa, que se estudian en la GTR - Teoría General de la Relatividad, o SRT - Teoría Especial). de la Relatividad.)
las leyes de newton
Las leyes de la mecánica de Newton. tres leyes que subyacen a la llamada. mecanica clasica. Formulado por I. Newton (1687). Primera Ley: “Todo cuerpo continúa manteniéndose en su estado de reposo o uniforme y movimiento rectilíneo hasta y a menos que sea obligado por fuerzas aplicadas a cambiar este estado”. Segunda ley: “El cambio de impulso es proporcional a la fuerza aplicada. fuerza motriz y ocurre en la dirección de la línea recta a lo largo de la cual actúa esta fuerza”. Tercera ley: “Una acción siempre tiene una reacción igual y opuesta; de lo contrario, las interacciones de dos cuerpos entre sí son iguales y se dirigen en direcciones opuestas”.
1.1. Zako ́ nueve ́ raciones (Primera Ley de la Nueva ́ tonos) : un cuerpo libre, sobre el que no actúan fuerzas de otros cuerpos, se encuentra en estado de reposo o movimiento lineal uniforme (el concepto de velocidad aquí se aplica al centro de masa del cuerpo en el caso de movimiento no traslacional ). En otras palabras, los cuerpos se caracterizan por la inercia (del latín inercia - "inactividad", "inercia"), es decir, el fenómeno de mantener la velocidad si Influencias externas son compensados.
Los sistemas de referencia en los que se cumple la ley de inercia se denominan sistemas de referencia inerciales (IRS).
La ley de inercia fue formulada por primera vez por Galileo Galilei, quien, después de muchos experimentos, concluyó que para el movimiento de un cuerpo libre con velocidad constante no se necesita ninguna razón externa. Antes de esto, se aceptaba generalmente un punto de vista diferente (remontándonos a Aristóteles): un cuerpo libre está en reposo y para moverse a una velocidad constante es necesario aplicar una fuerza constante.
Posteriormente, Newton formuló la ley de la inercia como la primera de sus tres famosas leyes.
Principio de relatividad de Galileo: en todos los sistemas de referencia inerciales todo procesos fisicos proceder de la misma manera. En un sistema de referencia llevado a un estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme con respecto a un sistema de referencia inercial (convencionalmente, "en reposo"), todos los procesos proceden exactamente de la misma manera que en un sistema en reposo.
Cabe señalar que el concepto de sistema de referencia inercial es un modelo abstracto (un determinado objeto ideal considerado en lugar de un objeto real. Los ejemplos de un modelo abstracto son absolutamente sólido o hilo ingrávido), los sistemas de referencia reales siempre están asociados con algún objeto y la correspondencia del movimiento realmente observado de los cuerpos en tales sistemas con los resultados de los cálculos será incompleta.
1.2 Ley del movimiento - una formulación matemática de cómo se mueve un cuerpo o cómo se produce un tipo de movimiento más general.
En la mecánica clásica de un punto material, la ley del movimiento representa tres dependencias de tres coordenadas espaciales con el tiempo, o la dependencia de una cantidad vectorial (radiovector) con el tiempo, de la forma
La ley del movimiento se puede encontrar, según el problema, a partir de las leyes diferenciales de la mecánica o de las integrales.
Ley de conservación de la energía. - la ley básica de la naturaleza, que es que la energía de un sistema cerrado se conserva en el tiempo. En otras palabras, la energía no puede surgir de la nada ni desaparecer en nada; sólo puede pasar de una forma a otra.
La ley de conservación de la energía se encuentra en diversas ramas de la física y se manifiesta en la conservación varios tipos energía. Por ejemplo, en la mecánica clásica la ley se manifiesta en la conservación de la energía mecánica (la suma de las energías potencial y cinética). En termodinámica, la ley de conservación de la energía se llama primera ley de la termodinámica y habla de la conservación de la energía además de la energía térmica.
Dado que la ley de conservación de la energía no se aplica a cantidades y fenómenos específicos, sino que refleja un patrón general que es aplicable en todas partes y siempre, es más correcto llamarla no ley, sino principio de conservación de la energía.
Un caso especial es la Ley de Conservación de la Energía Mecánica: la energía mecánica de un sistema mecánico conservador se conserva en el tiempo. En pocas palabras, en ausencia de fuerzas como la fricción (fuerzas disipativas), la energía mecánica no surge de la nada y no puede desaparecer en ninguna parte.
Ek1+Ep1=Ek2+Ep2
La ley de conservación de la energía es una ley integral. Esto significa que consiste en la acción de leyes diferenciales y es propiedad de su acción combinada. Por ejemplo, a veces se dice que la imposibilidad de crear una máquina de movimiento perpetuo se debe a la ley de conservación de la energía. Pero eso no es cierto. De hecho, en cada proyecto máquina de movimiento perpetuo Se activa una de las leyes diferenciales y es esto lo que hace que el motor no funcione. La ley de conservación de la energía simplemente generaliza este hecho.
Según el teorema de Noether, la ley de conservación de la energía mecánica es consecuencia de la homogeneidad del tiempo.
1.3. Zako ́ n seguro ́ nia y ́ impulso (zako ́ n seguro ́ niya si ́ calidad de movimiento) afirma que la suma de los momentos de todos los cuerpos (o partículas) de un sistema cerrado es un valor constante.
A partir de las leyes de Newton se puede demostrar que cuando se mueve en el espacio vacío, el impulso se conserva en el tiempo y, en presencia de interacción, la velocidad de su cambio está determinada por la suma de las fuerzas aplicadas. En la mecánica clásica, la ley de conservación del momento suele derivarse de las leyes de Newton. Sin embargo, esta ley de conservación también es válida en los casos en los que la mecánica newtoniana no es aplicable (física relativista, mecánica cuántica).
Como cualquiera de las leyes de conservación, la ley de conservación del impulso describe una de las simetrías fundamentales: la homogeneidad del espacio.
tercera ley de newton Explica lo que sucede con dos cuerpos que interactúan. Tomemos por ejemplo un sistema cerrado formado por dos cuerpos. El primer cuerpo puede actuar sobre el segundo con una determinada fuerza F12 y el segundo puede actuar sobre el primero con una fuerza F21. ¿Cómo se comparan las fuerzas? La tercera ley de Newton establece: la fuerza de acción es igual en magnitud y de dirección opuesta a la fuerza de reacción. Destacamos que estas fuerzas se aplican a diferentes cuerpos, y por lo tanto no reciben compensación alguna.
La ley misma:
Los cuerpos actúan entre sí con fuerzas dirigidas a lo largo de la misma línea recta, iguales en magnitud y de dirección opuesta: .
1.4. Fuerzas de inercia
Las leyes de Newton, estrictamente hablando, sólo son válidas en sistemas de referencia inerciales. Si escribimos honestamente la ecuación del movimiento de un cuerpo en un sistema de referencia no inercial, entonces diferirá en apariencia de la segunda ley de Newton. Sin embargo, a menudo, para simplificar la consideración, se introduce una cierta “fuerza de inercia” ficticia y luego estas ecuaciones de movimiento se reescriben en una forma muy similar a la segunda ley de Newton. Matemáticamente todo aquí es correcto (correcto), pero desde el punto de vista de la física, la nueva fuerza ficticia no puede considerarse como algo real, como resultado de alguna interacción real. Enfaticemos una vez más: la “fuerza de inercia” es sólo una parametrización conveniente de cómo difieren las leyes del movimiento en los sistemas de referencia inerciales y no inerciales.
1.5. Ley de viscosidad
La ley de viscosidad de Newton (fricción interna) es una expresión matemática que relaciona la tensión de fricción interna τ (viscosidad) y el cambio en la velocidad del medio v en el espacio.
(tasa de deformación) para cuerpos fluidos (líquidos y gases):
donde el valor η se llama coeficiente de fricción interna o coeficiente dinámico viscosidad (unidad CGS - equilibrio). El coeficiente de viscosidad cinemática es el valor μ = η / ρ (la unidad CGS es Stokes, ρ es la densidad del medio).
La ley de Newton se puede obtener analíticamente utilizando métodos de cinética física, donde la viscosidad generalmente se considera simultáneamente con la conductividad térmica y la correspondiente ley de Fourier para la conductividad térmica. En la teoría cinética de los gases, el coeficiente de fricción interna se calcula mediante la fórmula
donde es la velocidad promedio del movimiento térmico de las moléculas, λ es el camino libre promedio.
2.1. Leyes de la termodinámica
La termodinámica se basa en tres leyes, que se formulan a partir de datos experimentales y, por tanto, pueden aceptarse como postulados.
* 1ª ley de la termodinámica. Es una formulación de la ley generalizada de conservación de la energía para procesos termodinámicos. En su forma más simple se puede escribir como δQ = δA + d"U, donde dU es diferencial completo energía interna sistema, y δQ y δA son la cantidad elemental de calor y el trabajo elemental realizado en el sistema, respectivamente. Hay que tener en cuenta que δA y δQ no pueden considerarse diferenciales en el sentido habitual de este concepto. Desde el punto de vista de los conceptos cuánticos, esta ley se puede interpretar de la siguiente manera: dU es el cambio en la energía de un sistema cuántico dado, δA es el cambio en la energía del sistema debido al cambio en la población niveles de energía sistema, y δQ es un cambio en la energía de un sistema cuántico debido a un cambio en la estructura de los niveles de energía.
* Segunda ley de la termodinámica: La segunda ley de la termodinámica excluye la posibilidad de crear una máquina de movimiento perpetuo del segundo tipo. Existen varias formulaciones diferentes, pero al mismo tiempo equivalentes, de esta ley. 1 - Postulado de Clausius. Un proceso en el que no se produce ningún otro cambio aparte de la transferencia de calor de un cuerpo caliente a uno frío es irreversible, es decir, el calor no puede pasar de un cuerpo frío a uno caliente sin otros cambios en el sistema. Este fenómeno se llama disipación o dispersión de energía. 2 - postulado de Kelvin. El proceso en el que el trabajo se convierte en calor sin ningún otro cambio en el sistema es irreversible, es decir, es imposible convertir todo el calor tomado de una fuente con temperatura uniforme en trabajo sin realizar otros cambios en el sistema.
* Tercera ley de la termodinámica: Teorema de Nernst: La entropía de cualquier sistema a temperatura del cero absoluto siempre se puede tomar igual a cero
3.1. Ley de la gravedad
La gravedad (gravitación universal, gravitación) (del latín gravitas - "pesadez") es una interacción fundamental de largo alcance en la naturaleza, a la que están sujetos todos los cuerpos materiales. Según los datos modernos, se trata de una interacción universal en el sentido de que, a diferencia de otras fuerzas, imparte la misma aceleración a todos los cuerpos sin excepción, independientemente de su masa. Principalmente la gravedad juega un papel decisivo a escala cósmica. El término gravedad también se utiliza como nombre de la rama de la física que estudia las interacciones gravitacionales. La teoría física moderna de mayor éxito en la física clásica que describe la gravedad es la teoría general de la relatividad; la teoría cuántica de la interacción gravitacional aún no se ha construido.
3.2. Interacción gravitacional
La interacción gravitacional es una de las cuatro interacciones fundamentales en nuestro mundo. En el marco de la mecánica clásica, la interacción gravitacional se describe mediante la ley de gravitación universal de Newton, que establece que la fuerza de atracción gravitacional entre dos puntos materiales de masa m1 y m2, separados por una distancia R, es
Aquí G es la constante gravitacional igual a m³/(kg s²). El signo menos significa que la fuerza que actúa sobre un cuerpo siempre es igual en dirección al radio vector dirigido al cuerpo, es decir, la interacción gravitacional siempre conduce a la atracción de cualquier cuerpo.
El campo de gravedad es potencial. Esto significa que se puede introducir la energía potencial de atracción gravitacional de un par de cuerpos, y esta energía no cambiará después de mover los cuerpos a lo largo de un circuito cerrado. La potencialidad del campo gravitacional implica la ley de conservación de la suma de la energía cinética y potencial y, al estudiar el movimiento de los cuerpos en un campo gravitacional, a menudo simplifica significativamente la solución. En el marco de la mecánica newtoniana, la interacción gravitacional es de largo alcance. Esto significa que no importa cuán masivo se mueva un cuerpo, en cualquier punto del espacio el potencial gravitacional depende únicamente de la posición del cuerpo en este momento tiempo.
Los grandes objetos espaciales (planetas, estrellas y galaxias) tienen una masa enorme y, por tanto, crean importantes campos gravitacionales. La gravedad es la interacción más débil. Sin embargo, dado que actúa a todas las distancias y todas las masas son positivas, sigue siendo una fuerza muy importante en el Universo. A modo de comparación: completo carga eléctrica estos cuerpos son cero, ya que la sustancia en su conjunto es eléctricamente neutra. Además, la gravedad, a diferencia de otras interacciones, tiene un efecto universal sobre toda la materia y la energía. No se han descubierto objetos que no tengan ninguna interacción gravitacional.
Debido a su naturaleza global, la gravedad es responsable de efectos a gran escala como la estructura de las galaxias, los agujeros negros y la expansión del Universo, así como de fenómenos astronómicos elementales (las órbitas de los planetas) y de la simple atracción hacia la superficie del planeta. La Tierra y la caída de los cuerpos.
La gravedad fue la primera fuerza descrita. teoría matemática. En la antigüedad, Aristóteles creía que objetos con diferentes masas caían a diferentes velocidades. Solo mucho más tarde, Galileo Galilei determinó experimentalmente que esto no es así: si se elimina la resistencia del aire, todos los cuerpos aceleran por igual. La ley de gravitación universal de Isaac Newton (1687) describió bien el comportamiento general de la gravedad. En 1915, Albert Einstein creó la Teoría General de la Relatividad, que describe con mayor precisión la gravedad en términos de la geometría del espacio-tiempo.
3.3. La mecánica celeste y algunas de sus tareas.
La rama de la mecánica que estudia el movimiento de los cuerpos en el espacio vacío únicamente bajo la influencia de la gravedad se llama mecánica celeste.
El problema más simple de la mecánica celeste es la interacción gravitacional de dos cuerpos en el espacio vacío. Este problema se resuelve analíticamente hasta el final; el resultado de su solución a menudo se formula en la forma de tres Las leyes de Kepler.
A medida que aumenta el número de cuerpos que interactúan, la tarea se vuelve dramáticamente más complicada. Si, ya problema famoso tres cuerpos (es decir, el movimiento de tres cuerpos con masas distintas de cero) no se puede resolver analíticamente en vista general. Con una solución numérica, la inestabilidad de las soluciones con respecto a las condiciones iniciales ocurre con bastante rapidez. Cuando se aplica al Sistema Solar, esta inestabilidad hace imposible predecir el movimiento de los planetas en escalas superiores a cien millones de años.
En algunos casos especiales es posible encontrar una solución aproximada. El caso más importante es cuando la masa de un cuerpo es significativamente mayor que la masa de otros cuerpos (ejemplos: sistema solar y dinámica de los anillos de Saturno). En este caso, como primera aproximación, podemos suponer que los cuerpos luminosos no interactúan entre sí y se mueven a lo largo de trayectorias keplerianas alrededor del cuerpo masivo. Las interacciones entre ellos pueden tenerse en cuenta en el marco de la teoría de la perturbación y promediarse en el tiempo. En este caso pueden surgir fenómenos no triviales, como resonancias, atractores, caos, etc. Un claro ejemplo de este tipo de fenómenos es la estructura no trivial de los anillos de Saturno.
A pesar de los intentos de describir el comportamiento de un sistema formado por un gran número de cuerpos atractivos de aproximadamente la misma masa, esto no es posible debido al fenómeno del caos dinámico.
3.4. Fuertes campos gravitacionales
En campos gravitacionales fuertes, cuando se mueve con velocidades relativistas, comienzan a aparecer los efectos de la relatividad general:
Desviación de la ley de gravedad de la de Newton;
Retraso de potenciales asociados con la velocidad finita de propagación de perturbaciones gravitacionales; la aparición de ondas gravitacionales;
Efectos de no linealidad: las ondas gravitacionales tienden a interactuar entre sí, por lo que el principio de superposición de ondas en campos fuertes ya no es válido;
Cambiar la geometría del espacio-tiempo;
La aparición de agujeros negros;
3.5. Teorías clásicas modernas de la gravedad.
Debido a que los efectos cuánticos de la gravedad son extremadamente pequeños incluso en las condiciones experimentales y de observación más extremas, todavía no existen observaciones fiables de ellos. Las estimaciones teóricas muestran que en la inmensa mayoría de los casos es posible limitar descripción clásica interacción gravitacional.
Hay un canónico moderno. teoría clásica gravedad: teoría general de la relatividad y muchas hipótesis y teorías aclaratorias grados variables desarrollo, compitiendo entre sí (ver el artículo Teorías alternativas de la gravedad). Todas estas teorías hacen predicciones muy similares dentro de la aproximación en la que se llevan a cabo actualmente las pruebas experimentales. Las siguientes son varias teorías de la gravedad básicas, mejor desarrolladas o conocidas.
La teoría de la gravedad de Newton se basa en el concepto de gravedad, que es una fuerza de largo alcance: actúa instantáneamente a cualquier distancia. Este carácter instantáneo de la acción es incompatible con el paradigma de campo de la física moderna y, en particular, con la teoría especial de la relatividad, creada en 1905 por Einstein, inspirada en los trabajos de Poincaré y Lorentz. En la teoría de Einstein, ninguna información puede difundirse velocidad más rápida luz en el vacío.
Matemáticamente, la fuerza gravitacional de Newton se deriva de la energía potencial de un cuerpo en un campo gravitacional. El potencial gravitacional correspondiente a esta energía potencial obedece a la ecuación de Poisson, que no es invariante bajo transformaciones de Lorentz. La razón de la no invariancia es que la energía en la teoría especial de la relatividad no es una cantidad escalar, sino que va al componente de tiempo del 4-vector. La teoría vectorial de la gravedad resulta ser similar a la teoría. campo electromagnetico Maxwell y conduce a la energía negativa de las ondas gravitacionales, lo que se debe a la naturaleza de la interacción: las cargas (masa) del mismo nombre en la gravedad se atraen y no se repelen, como en el electromagnetismo. Por tanto, la teoría de la gravedad de Newton es incompatible con el principio fundamental de la teoría especial de la relatividad: la invariancia de las leyes de la naturaleza en cualquier sistema de referencia inercial y la generalización vectorial directa de la teoría de Newton, propuesta por primera vez por Poincaré en 1905 en su El trabajo "Sobre la dinámica del electrón" conduce a resultados físicamente insatisfactorios.
Einstein comenzó a buscar una teoría de la gravedad que fuera compatible con el principio de invariancia de las leyes de la naturaleza en relación con cualquier marco de referencia. El resultado de esta búsqueda fue la teoría general de la relatividad, basada en el principio de identidad de la masa gravitacional y la inercial.
El principio de igualdad de masas gravitacionales e inerciales.
En la mecánica newtoniana clásica existen dos conceptos de masa: el primero se refiere a la segunda ley de Newton y el segundo a la ley de la gravitación universal. La primera masa, inercial (o inercial), es la relación entre la fuerza no gravitacional que actúa sobre un cuerpo y su aceleración. La segunda masa, gravitacional (o, como a veces se la llama, pesada), determina la fuerza de atracción de un cuerpo por otros cuerpos y su propia fuerza de atracción. En general, como se desprende de la descripción, estas dos masas se miden en distintos experimentos y, por lo tanto, no tienen por qué ser proporcionales entre sí. Su estricta proporcionalidad nos permite hablar de una única masa corporal tanto en interacciones gravitacionales como no gravitacionales. Mediante una elección adecuada de unidades, estas masas pueden igualarse entre sí.
El principio en sí fue propuesto por Isaac Newton, y él verificó experimentalmente la igualdad de masas con una precisión relativa de 10-3. EN finales del XIX Durante siglos, Eötvös llevó a cabo experimentos más sutiles, lo que llevó la precisión de la prueba del principio a 10-9. Durante el siglo XX, la tecnología experimental permitió confirmar la igualdad de masas con una precisión relativa de 10−12-10−13 (Braginsky, Dicke, etc.).
A veces, el principio de igualdad de las masas gravitacional e inercial se denomina principio de equivalencia débil. Albert Einstein lo basó en la teoría general de la relatividad.
El principio de movimiento a lo largo de líneas geodésicas.
Si la masa gravitacional es exactamente igual a la masa inercial, entonces en la expresión de la aceleración de un cuerpo sobre el que sólo actúan fuerzas gravitacionales, ambas masas se cancelan. Por tanto, la aceleración del cuerpo, y por tanto su trayectoria, no depende de la masa y estructura interna cuerpos. Si todos los cuerpos en el mismo punto del espacio reciben la misma aceleración, entonces esta aceleración no puede estar asociada con las propiedades de los cuerpos, sino con las propiedades del espacio mismo en ese punto.
Así, la descripción de la interacción gravitacional entre cuerpos se puede reducir a una descripción del espacio-tiempo en el que se mueven los cuerpos. Es natural suponer, como lo hizo Einstein, que los cuerpos se mueven por inercia, es decir, de tal manera que su aceleración en su propio sistema de referencia sea cero. Las trayectorias de los cuerpos serán entonces líneas geodésicas, cuya teoría fue desarrollada por los matemáticos en el siglo XIX.
Las propias líneas geodésicas se pueden encontrar especificando en el espacio-tiempo un análogo de la distancia entre dos eventos, tradicionalmente llamado intervalo o función mundial. Intervalo en espacio tridimensional y el tiempo unidimensional (en otras palabras, en el espacio-tiempo de cuatro dimensiones) está dado por 10 componentes independientes del tensor métrico. Estos 10 números forman la métrica del espacio. Define la "distancia" entre dos puntos infinitamente cercanos en el espacio-tiempo en diferentes direcciones. Las líneas geodésicas correspondientes a las líneas mundiales de los cuerpos físicos cuya velocidad es menor que la velocidad de la luz resultan ser líneas de mayor tiempo propio, es decir, el tiempo medido por un reloj rígidamente sujeto al cuerpo que sigue esta trayectoria.
Los experimentos modernos confirman el movimiento de los cuerpos a lo largo de líneas geodésicas con la misma precisión que la igualdad de las masas gravitacionales e inerciales.
Conclusión
De las leyes de Newton se desprenden inmediatamente algunas conclusiones interesantes. Por tanto, la tercera ley de Newton dice que no importa cómo interactúen los cuerpos, no pueden cambiar su momento total: surge la ley de conservación del momento. A continuación, debemos exigir que el potencial de interacción de dos cuerpos dependa únicamente del módulo de diferencia en las coordenadas de estos cuerpos U(|r1-r2|). Entonces surge la ley de conservación de la energía mecánica total de los cuerpos que interactúan:
Las leyes de Newton son las leyes básicas de la mecánica. Todas las demás leyes de la mecánica se pueden derivar de ellas.
Al mismo tiempo, las leyes de Newton no representan el nivel más profundo de formulación de la mecánica clásica. En el marco de la mecánica lagrangiana hay una única fórmula (un registro de la acción mecánica) y un único postulado (los cuerpos se mueven de modo que la acción sea mínima), y de ahí se pueden derivar todas las leyes de Newton. Además, dentro del marco del formalismo lagrangiano, se pueden considerar fácilmente situaciones hipotéticas en las que la acción tiene alguna otra forma. En este caso, las ecuaciones de movimiento ya no serán similares a las leyes de Newton, pero la mecánica clásica seguirá siendo aplicable...
Resolver ecuaciones de movimiento.
La ecuación F = ma (es decir, la segunda ley de Newton) es ecuación diferencial: la aceleración es la segunda derivada de la coordenada con respecto al tiempo. Esto significa que la evolución de un sistema mecánico en el tiempo se puede determinar sin ambigüedades si se especifican sus coordenadas y velocidades iniciales. Tenga en cuenta que si las ecuaciones que describen nuestro mundo fueran ecuaciones de primer orden, entonces fenómenos como la inercia, las oscilaciones y las ondas desaparecerían de nuestro mundo.
El estudio de las Leyes Fundamentales de la Física confirma que la ciencia se desarrolla progresivamente: cada etapa, cada ley abierta es una etapa de desarrollo, pero no proporciona respuestas definitivas a todas las preguntas.
Literatura:
Grande Enciclopedia soviética(Leyes de la mecánica de Newton y otros artículos), 1977, “Enciclopedia soviética”
Enciclopedia en línea www.wikipedia.com
Agencia Federal para la Educación
Academia Estatal de Aviación GOU VPO Rybinsk que lleva el nombre. P. A. Solovieva
Departamento de “Física General y Técnica”
ABSTRACTO
En la disciplina “Conceptos de las ciencias naturales modernas”.Tema: “Leyes fundamentales de la física”
Grupo ZKS-07
Estudiante Balshin A.N.Profesor: Vasilyuk O.V.
El artículo fue creado a partir de materiales de Internet, un libro de texto de física y mi propio conocimiento.
Nunca me gustó la física, no la conocía y traté de evitarla lo más posible. Sin embargo, en Últimamente Cada vez lo entiendo más: toda nuestra vida se reduce a leyes simples física.
1) La más simple, pero la más importante, es la Ley de Conservación y Transformación de la Energía.
Suena así: "La energía de cualquier sistema cerrado permanece constante durante todos los procesos que ocurren en el sistema". Y estamos exactamente en un sistema así. Aquellos. Cuanto demos, tanto recibiremos. Si queremos recibir algo, debemos dar la misma cantidad antes. ¡Y nada más! Y nosotros, por supuesto, queremos ganar un gran salario sin tener que ir a trabajar. A veces se crea la ilusión de que “los tontos tienen suerte” y la felicidad cae sobre la cabeza de muchas personas. Lee cualquier cuento de hadas. ¡Los héroes tienen que superar constantemente enormes dificultades! Nade en agua fría o en agua hervida. Los hombres atraen la atención de las mujeres con el cortejo. Las mujeres, a su vez, se hacen cargo de estos hombres y niños. Etcétera. Entonces, si quieres recibir algo, tómate la molestia de darlo primero. La película Pay It Forward describe muy claramente esta ley de la física.
Hay otro chiste sobre este tema:
Ley de la conservación de la energía:
Si vienes a trabajar con energía por la mañana y te vas como un limón exprimido, entonces
1. alguien más entró como un limón exprimido, pero sale enérgico
2. estabas acostumbrado a calentar la habitación
2) La siguiente ley es: “La fuerza de acción es igual a la fuerza de reacción”
Esta ley de la física refleja la anterior, en principio. Si una persona cometía un acto negativo, consciente o no, recibía una respuesta, es decir. oposición. A veces, la causa y el efecto se encuentran dispersos en el tiempo y es posible que no comprendas de inmediato en qué dirección sopla el viento. Lo principal que debemos recordar es que nada sucede por sí solo. Como ejemplo podemos citar educación de los padres, que luego aparece después de varias décadas.
3) La siguiente ley es la Ley del Apalancamiento. Arquímedes exclamó: "¡Dadme un punto de apoyo y haré girar la Tierra!". Se puede mover cualquier peso si eliges la palanca adecuada. Siempre es necesario estimar cuánto tiempo se necesitará una palanca para lograr tal o cual objetivo y sacar una conclusión por sí mismo, establecer prioridades. Comprenda cómo calcular su fuerza, si necesita dedicar tanto esfuerzo para crear la palanca adecuada y mover este peso, o si es más fácil dejarlo en paz y realizar otra actividad.
4) La llamada regla de gimlet, que consiste en que indica la dirección del campo magnético. Esta regla responde a la eterna pregunta: ¿quién tiene la culpa? E indica que nosotros mismos tenemos la culpa de todo lo que nos sucede. No importa cuán ofensivo pueda ser, no importa cuán difícil pueda ser, no importa cuán injusto pueda ser a primera vista, siempre debemos ser conscientes de que nosotros mismos fuimos la causa inicialmente.
5) Seguramente alguien recuerda la ley de la suma de velocidades. Suena así: “La velocidad de movimiento de un cuerpo con respecto a un sistema de referencia fijo es igual a la suma vectorial de la velocidad de este cuerpo con respecto a un sistema de referencia en movimiento y la velocidad del sistema de referencia más móvil con respecto a un marco fijo”. ¿Suena complicado? Vamos a resolverlo ahora.
El principio de sumar velocidades no es más que la suma aritmética de los componentes de las velocidades, como conceptos o definiciones matemáticas.
La velocidad es uno de los fenómenos esenciales relacionados con la cinética. La cinética estudia los procesos de transferencia de energía, momento, carga y materia en diversos sistemas fisicos y la influencia de campos externos sobre ellos. Puede que sea presuntuoso, pero desde el punto de vista de la cinética, entonces se puede considerar toda una serie procesos sociales, por ejemplo, conflictos.
Por lo tanto, en presencia de dos objetos en conflicto y su contacto, ¿debería funcionar una ley similar a la ley de conservación de velocidades (como un hecho de transferencia de energía)? Esto significa que la fuerza y agresión del conflicto depende del grado de conflicto entre las dos (tres, cuatro) partes. Cuanto más agresivos y poderosos sean, más duro y destructivo será el conflicto. Si una de las partes no está en conflicto, entonces el grado de agresividad no aumenta.
Todo es muy sencillo. Y si no puedes mirar dentro de ti para comprender las relaciones de causa y efecto de tu problema, simplemente abre tu libro de texto de física de octavo grado.
