भौतिकी के 3 बुनियादी नियम. भौतिकी के मौलिक नियम

मानव गतिविधि का कोई भी क्षेत्र इसके बिना नहीं चल सकता सटीक विज्ञान. और मानवीय रिश्ते चाहे कितने ही जटिल क्यों न हों, वे भी इन नियमों के अधीन आते हैं। भौतिकी के उन नियमों को याद रखने का सुझाव देता है जिनका एक व्यक्ति अपने जीवन के हर दिन सामना और अनुभव करता है।

सबसे सरल लेकिन सबसे महत्वपूर्ण कानून है ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन का नियम.

किसी भी बंद सिस्टम की ऊर्जा सिस्टम में होने वाली सभी प्रक्रियाओं के दौरान स्थिर रहती है। और आप और मैं स्वयं को ऐसी ही एक बंद व्यवस्था में पाते हैं। वे। जितना हम देंगे, उतना ही हम प्राप्त करेंगे। यदि हम कुछ प्राप्त करना चाहते हैं तो हमें उससे पहले उतना ही देना होगा। और कुछ न था!

और हम निस्संदेह, काम पर जाए बिना एक बड़ा वेतन प्राप्त करना चाहते हैं। कभी-कभी यह भ्रम पैदा हो जाता है कि "मूर्ख भाग्यशाली होते हैं" और कई लोगों के सिर पर ख़ुशी आ जाती है। कोई भी परी कथा पढ़ें. नायकों को लगातार भारी कठिनाइयों से पार पाना पड़ता है! या तो ठंडे पानी में तैरें, या उबलते पानी में।

पुरुष प्रेमालाप से महिलाओं का ध्यान आकर्षित करते हैं। महिलाएं, बदले में, इन पुरुषों और बच्चों की देखभाल करती हैं। और इसी तरह। इसलिए, यदि आप कुछ प्राप्त करना चाहते हैं, तो पहले उसे देने का कष्ट करें।

क्रिया बल प्रतिक्रिया बल के बराबर होता है।

भौतिकी का यह नियम सैद्धांतिक रूप से पिछले नियम को दर्शाता है। यदि किसी व्यक्ति ने कोई नकारात्मक कार्य किया है - सचेत होकर या नहीं - और फिर उसे प्रतिक्रिया मिली, अर्थात्। विरोध। कभी-कभी कारण और प्रभाव समय के साथ अलग हो जाते हैं, और आप तुरंत समझ नहीं पाते कि हवा किस दिशा में बह रही है। मुख्य बात जो हमें याद रखनी चाहिए वह यह है कि कुछ भी यूं ही नहीं होता है।

उत्तोलन का नियम.

आर्किमिडीज़ ने कहा: " मुझे एक पैर पकड़ो और मैं पृथ्वी को हिला दूंगा!" यदि आप सही लीवर चुनते हैं तो कोई भी वजन उठाया जा सकता है। आपको हमेशा अनुमान लगाना चाहिए कि इस या उस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए कितने समय तक लीवर की आवश्यकता होगी और अपने लिए निष्कर्ष निकालें, प्राथमिकताएं निर्धारित करें: क्या आपको सही लीवर बनाने और इस वजन को स्थानांतरित करने के लिए इतना प्रयास करने की आवश्यकता है, या क्या यह आसान है इसे अकेला छोड़ दें और अन्य गतिविधियाँ करें।

गिलेट नियम.

नियम यह है कि यह दिशा बताता है चुंबकीय क्षेत्र. यह नियम उत्तर देता है शाश्वत प्रश्न: दोषी कौन है? और यह इंगित करता है कि हमारे साथ जो कुछ भी घटित होता है उसके लिए हम स्वयं दोषी हैं। चाहे यह कितना भी आक्रामक क्यों न हो, चाहे यह कितना भी कठिन क्यों न हो, चाहे यह पहली नज़र में कितना भी अनुचित क्यों न लगे, हमें हमेशा इस बात से अवगत रहना चाहिए कि सबसे पहले इसका कारण हम स्वयं थे।

कील का नियम.

जब कोई व्यक्ति कील ठोंकना चाहता है तो वह कील के पास कहीं नहीं ठोकता, बिल्कुल कील के सिरे पर ठोकता है। लेकिन कीलें खुद दीवारों में नहीं चढ़तीं. स्लेजहैमर से कील टूटने से बचने के लिए आपको हमेशा सही हथौड़े का चयन करना चाहिए। और स्कोरिंग करते समय, आपको झटका की गणना करने की आवश्यकता होती है ताकि सिर झुक न जाए। इसे सरल रखें, एक-दूसरे का ख्याल रखें। अपने पड़ोसी के बारे में सोचना सीखें.

और अंत में, एन्ट्रॉपी का नियम।

एन्ट्रॉपी किसी प्रणाली की अव्यवस्था का माप है। दूसरे शब्दों में, सिस्टम में जितनी अधिक अराजकता होगी, एन्ट्रापी उतनी ही अधिक होगी। एक अधिक सटीक सूत्रीकरण: सिस्टम में होने वाली सहज प्रक्रियाओं के दौरान, एन्ट्रापी हमेशा बढ़ती है। एक नियम के रूप में, सभी सहज प्रक्रियाएँ अपरिवर्तनीय हैं। वे सिस्टम में वास्तविक परिवर्तन लाते हैं, और ऊर्जा खर्च किए बिना इसे इसकी मूल स्थिति में लौटाना असंभव है। इस मामले में, इसकी मूल स्थिति को बिल्कुल (100%) दोहराना असंभव है।

यह बेहतर ढंग से समझने के लिए कि हम किस प्रकार की व्यवस्था और अव्यवस्था के बारे में बात कर रहे हैं, आइए एक प्रयोग करें। काले और सफेद छर्रों को कांच के जार में डालें। पहले हम काले जोड़ देंगे, फिर सफ़ेद जोड़ देंगे। छर्रों को दो परतों में व्यवस्थित किया जाएगा: नीचे काला, ऊपर सफेद - सब कुछ क्रम में है। फिर जार को कई बार हिलाएं। छर्रों को समान रूप से मिश्रित किया जाएगा। और इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि हम इस जार को कितना हिलाते हैं, हम फिर से दो परतों में व्यवस्थित छर्रों को प्राप्त करने में सक्षम होने की संभावना नहीं रखते हैं। यहाँ यह है, क्रिया में एन्ट्रापी!

वह स्थिति जब छर्रों को दो परतों में व्यवस्थित किया गया था, उसे क्रमबद्ध माना जाता है। वह अवस्था जब कण समान रूप से मिश्रित होते हैं, अव्यवस्थित मानी जाती है। व्यवस्थित स्थिति में लौटने के लिए लगभग एक चमत्कार की आवश्यकता होती है! या छर्रों के साथ बार-बार श्रमसाध्य कार्य। और किसी बैंक में तबाही मचाने के लिए लगभग कोई प्रयास नहीं करना पड़ता है।

कार का पहिया। जब इसे पंप किया जाता है, तो इसमें मुक्त ऊर्जा की अधिकता होती है। पहिया चल सकता है, जिसका अर्थ है कि यह काम करता है। यह आदेश है. यदि आप टायर पंक्चर कर दें तो क्या होगा? इसमें दबाव कम हो जाएगा, मुक्त ऊर्जा "जा" जाएगी पर्यावरण(विघटित हो जाता है), और ऐसा पहिया अब काम नहीं कर पाएगा। यह अराजकता है. सिस्टम को उसकी मूल स्थिति में वापस लाने के लिए, अर्थात। चीज़ों को व्यवस्थित करने के लिए, आपको बहुत सारा काम करने की ज़रूरत है: भीतरी ट्यूब को सील करना, पहिया लगाना, उसे फुलाना आदि, जिसके बाद सब कुछ फिर से शुरू हो जाता है आवश्यक बातजो फायदेमंद हो सकता है.

ऊष्मा गर्म वस्तु से ठंडे वस्तु में स्थानांतरित होती है, न कि इसके विपरीत। विपरीत प्रक्रिया सैद्धांतिक रूप से संभव है, लेकिन व्यावहारिक रूप से कोई भी ऐसा करने का कार्य नहीं करेगा, क्योंकि इसके लिए भारी प्रयासों, विशेष प्रतिष्ठानों और उपकरणों की आवश्यकता होगी।

समाज में भी. लोग बूढ़े हो रहे हैं. मकान ढह रहे हैं. चट्टानें समुद्र में डूब रही हैं। आकाशगंगाएँ बिखर रही हैं। हमारे आस-पास की प्रत्येक वास्तविकता अनायास ही अव्यवस्था की ओर प्रवृत्त होती है।

हालाँकि, लोग अक्सर अव्यवस्था को स्वतंत्रता के रूप में बात करते हैं: " नहीं, हमें ऑर्डर नहीं चाहिए! हमें ऐसी आज़ादी दो कि हर कोई जो चाहे वो कर सके!“लेकिन जब हर कोई वही करता है जो वह चाहता है, तो यह स्वतंत्रता नहीं है - यह अराजकता है। आजकल, बहुत से लोग अव्यवस्था की प्रशंसा करते हैं, अराजकता को बढ़ावा देते हैं - एक शब्द में, वह सब कुछ जो नष्ट और विभाजित करता है। लेकिन स्वतंत्रता अराजकता में नहीं है, स्वतंत्रता बिल्कुल क्रम में है।

अपने जीवन को व्यवस्थित करके, एक व्यक्ति मुफ्त ऊर्जा की आपूर्ति बनाता है, जिसका उपयोग वह अपनी योजनाओं को लागू करने के लिए करता है: काम, अध्ययन, मनोरंजन, रचनात्मकता, खेल, आदि। - दूसरे शब्दों में, यह एन्ट्रापी का विरोध करता है। अन्यथा, हम पिछले 250 वर्षों में इतनी भौतिक संपदा कैसे जमा कर पाते?!

एन्ट्रॉपी विकार का एक माप है, ऊर्जा के अपरिवर्तनीय अपव्यय का एक माप है। एन्ट्रापी जितनी अधिक होगी, विकार उतना ही अधिक होगा। जिस घर में कोई नहीं रहता वह घर सड़ जाता है। समय के साथ लोहे में जंग लग जाती है और कार पुरानी हो जाती है। जिन रिश्तों को निभाने की किसी को परवाह नहीं होती वो रिश्ते टूट जाते हैं। हमारे जीवन में बाकी सब कुछ भी ऐसा ही है, बिल्कुल सब कुछ!

प्रकृति की स्वाभाविक स्थिति संतुलन नहीं है, बल्कि एन्ट्रापी में वृद्धि है। यह कानून एक व्यक्ति के जीवन में अथक रूप से काम करता है। प्रकृति के नियम के अनुसार, उसे अपनी एन्ट्रापी बढ़ाने के लिए कुछ भी करने की आवश्यकता नहीं है; यह अनायास ही होता है। एन्ट्रॉपी (विकार) को कम करने के लिए बहुत प्रयास करना होगा। यह मूर्खतापूर्ण सकारात्मक लोगों के चेहरे पर एक प्रकार का तमाचा है (झूठे पत्थर के नीचे पानी नहीं बहता), जिनकी संख्या बहुत अधिक है!

सफलता को बनाये रखना आवश्यक है निरंतर प्रयास. यदि हम विकास नहीं करते तो हमारा पतन हो जाता है। और जो कुछ हमारे पास पहले था उसे संरक्षित करने के लिए, हमें कल की तुलना में आज अधिक करना होगा। चीज़ों को क्रम में रखा जा सकता है और उनमें सुधार भी किया जा सकता है: यदि घर का पेंट फीका पड़ गया है, तो उसे फिर से पेंट किया जा सकता है, और पहले से भी अधिक सुंदर बनाया जा सकता है।

लोगों को प्रचलित स्वैच्छिक विनाशकारी व्यवहार को "शांत" करने का प्रयास करना चाहिए आधुनिक दुनियाहर जगह, अराजकता की स्थिति को कम करने का प्रयास करें, जिसे हमने अत्यधिक हद तक बढ़ा दिया है। और यह एक शारीरिक नियम है, न कि केवल अवसाद और नकारात्मक सोच के बारे में बकवास करना। हर चीज़ या तो विकसित होती है या बिगड़ती है।

एक जीवित जीव जन्म लेता है, विकसित होता है और मर जाता है, और किसी ने कभी नहीं देखा कि मृत्यु के बाद वह जीवन में आता है, युवा हो जाता है और बीज या गर्भ में लौट आता है। जब वे कहते हैं कि अतीत कभी वापस नहीं आता है, तो, निस्संदेह, उनका मतलब, सबसे पहले, इन जीवन घटनाओं से है। जीवों का विकास समय के तीर की सकारात्मक दिशा निर्धारित करता है, और सिस्टम की एक अवस्था से दूसरी अवस्था में परिवर्तन बिना किसी अपवाद के सभी प्रक्रियाओं के लिए हमेशा एक ही दिशा में होता है।

वेलेरियन चुपिन

जानकारी का स्रोत: त्चैकोव्स्की.न्यूज़

टिप्पणियाँ (3)

संपत्ति आधुनिक समाजबढ़ रहा है, और और भी अधिक हद तक बढ़ेगा, मुख्यतः सार्वभौमिक श्रम के माध्यम से। औद्योगिक पूंजी सामाजिक उत्पादन का पहला ऐतिहासिक रूप था, जब सार्वभौमिक श्रम का गहन शोषण शुरू हुआ। और सबसे पहले, वह जो उसे मुफ़्त में मिला था। जैसा कि मार्क्स ने कहा था, विज्ञान में पूंजी की कोई लागत नहीं होती। दरअसल, एक भी पूंजीपति ने आर्किमिडीज़, कार्डानो, गैलीलियो, ह्यूजेंस या न्यूटन को उनके विचारों के व्यावहारिक उपयोग के लिए पारिश्रमिक नहीं दिया। लेकिन यह बड़े पैमाने पर औद्योगिक पूंजी है जो यांत्रिक प्रौद्योगिकी और इस प्रकार इसमें सन्निहित सामान्य श्रम का शोषण करना शुरू कर देती है। मार्क्स के, एंगेल्स एफ. सोच., खंड 25, भाग 1, पृ. 116.

हेलेन ज़ेर्स्की

भौतिक विज्ञानी, समुद्र विज्ञानी, बीबीसी पर लोकप्रिय विज्ञान कार्यक्रमों के प्रस्तुतकर्ता।

जब भौतिकी की बात आती है, तो हम कुछ सूत्रों की कल्पना करते हैं, कुछ अजीब और समझ से बाहर, एक सामान्य व्यक्ति के लिए अनावश्यक। हमने क्वांटम यांत्रिकी और ब्रह्मांड विज्ञान के बारे में कुछ सुना होगा। लेकिन इन दो ध्रुवों के बीच वह सब कुछ है जो हमारा निर्माण करता है दैनिक जीवन: ग्रह और सैंडविच, बादल और ज्वालामुखी, बुलबुले और संगीत वाद्ययंत्र। और वे सभी अपेक्षाकृत कम संख्या में भौतिक नियमों द्वारा शासित होते हैं।

हम इन कानूनों को लगातार क्रियान्वित होते हुए देख सकते हैं। उदाहरण के लिए, दो अंडे लें - कच्चे और उबले हुए - और उन्हें घुमाएँ, और फिर बंद कर दें। उबला हुआ अंडा गतिहीन रहेगा, कच्चा अंडा फिर से घूमने लगेगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि आपने केवल शेल को रोका है, लेकिन अंदर का तरल घूमता रहता है।

यह कोणीय गति के संरक्षण के नियम का स्पष्ट प्रदर्शन है। सरलीकृत तरीके से, इसे इस प्रकार तैयार किया जा सकता है: एक स्थिर अक्ष के चारों ओर घूमना शुरू करने के बाद, सिस्टम तब तक घूमता रहेगा जब तक कि कोई चीज़ इसे रोक न दे। यह ब्रह्माण्ड के मूलभूत नियमों में से एक है।

यह न केवल तब काम आता है जब आपको उबले अंडे को कच्चे अंडे से अलग करने की आवश्यकता होती है। इसका उपयोग यह समझाने के लिए भी किया जा सकता है कि हबल स्पेस टेलीस्कोप, अंतरिक्ष में बिना किसी सहारे के, अपने लेंस को आकाश के एक निश्चित क्षेत्र पर कैसे इंगित करता है। इसके अंदर बस घूमने वाले जाइरोस्कोप हैं, जो अनिवार्य रूप से उसी तरह व्यवहार करते हैं एक कच्चा अंडा. दूरबीन स्वयं उनके चारों ओर घूमती है और इस प्रकार अपनी स्थिति बदलती है। यह पता चला है कि कानून, जिसे हम अपनी रसोई में परीक्षण कर सकते हैं, मानव जाति की सबसे उत्कृष्ट प्रौद्योगिकियों में से एक की संरचना की भी व्याख्या करता है।

हमारे दैनिक जीवन को नियंत्रित करने वाले बुनियादी कानूनों को जानने के बाद, हम असहाय महसूस करना बंद कर देते हैं।

यह समझने के लिए कि हमारे आस-पास की दुनिया कैसे काम करती है, हमें पहले इसकी मूल बातें समझनी होंगी -। हमें यह समझना चाहिए कि भौतिकी केवल प्रयोगशालाओं में विलक्षण वैज्ञानिकों के बारे में नहीं है जटिल सूत्र. यह हमारे सामने है, हर किसी के लिए सुलभ है।

कहां से शुरू करें, आप सोच सकते हैं। निश्चित रूप से आपने कुछ अजीब या समझ से परे देखा, लेकिन इसके बारे में सोचने के बजाय, आपने खुद से कहा कि आप एक वयस्क हैं और आपके पास इसके लिए समय नहीं है। चेर्स्की सलाह देते हैं कि ऐसी चीज़ों को नज़रअंदाज़ न करें, बल्कि उनसे शुरुआत करें।

यदि आप किसी दिलचस्प चीज़ के घटित होने का इंतज़ार नहीं करना चाहते हैं, तो सोडा में किशमिश डालें और देखें कि क्या होता है। गिरी हुई कॉफ़ी को सूखते हुए देखें। कप के किनारे को चम्मच से थपथपाएं और आवाज सुनें। अंत में, सैंडविच को नीचे की ओर गिरे बिना गिराने का प्रयास करें।

हेलेन ज़ेर्स्की

भौतिक विज्ञानी, समुद्र विज्ञानी, बीबीसी पर लोकप्रिय विज्ञान कार्यक्रमों के प्रस्तुतकर्ता।

जब भौतिकी की बात आती है, तो हम कुछ सूत्रों की कल्पना करते हैं, कुछ अजीब और समझ से बाहर, एक सामान्य व्यक्ति के लिए अनावश्यक। हमने क्वांटम यांत्रिकी और ब्रह्मांड विज्ञान के बारे में कुछ सुना होगा। लेकिन इन दो ध्रुवों के बीच वह सब कुछ है जो हमारे दैनिक जीवन को बनाता है: ग्रह और सैंडविच, बादल और ज्वालामुखी, बुलबुले और संगीत वाद्ययंत्र। और वे सभी अपेक्षाकृत कम संख्या में भौतिक नियमों द्वारा शासित होते हैं।

हम इन कानूनों को लगातार क्रियान्वित होते हुए देख सकते हैं। उदाहरण के लिए, दो अंडे लें - कच्चे और उबले हुए - और उन्हें घुमाएँ, और फिर बंद कर दें। उबला हुआ अंडा गतिहीन रहेगा, कच्चा अंडा फिर से घूमने लगेगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि आपने केवल शेल को रोका है, लेकिन अंदर का तरल घूमता रहता है।

यह कोणीय गति के संरक्षण के नियम का स्पष्ट प्रदर्शन है। सरलीकृत तरीके से, इसे इस प्रकार तैयार किया जा सकता है: एक स्थिर अक्ष के चारों ओर घूमना शुरू करने के बाद, सिस्टम तब तक घूमता रहेगा जब तक कि कोई चीज़ इसे रोक न दे। यह ब्रह्माण्ड के मूलभूत नियमों में से एक है।

यह न केवल तब काम आता है जब आपको उबले अंडे को कच्चे से अलग करने की आवश्यकता होती है। इसका उपयोग यह समझाने के लिए भी किया जा सकता है कि हबल स्पेस टेलीस्कोप, अंतरिक्ष में बिना किसी सहारे के, अपने लेंस को आकाश के एक निश्चित क्षेत्र पर कैसे इंगित करता है। इसके अंदर बस घूमने वाले जाइरोस्कोप हैं, जो अनिवार्य रूप से कच्चे अंडे की तरह ही व्यवहार करते हैं। दूरबीन स्वयं उनके चारों ओर घूमती है और इस प्रकार अपनी स्थिति बदलती है। यह पता चला है कि कानून, जिसे हम अपनी रसोई में परीक्षण कर सकते हैं, मानव जाति की सबसे उत्कृष्ट प्रौद्योगिकियों में से एक की संरचना की भी व्याख्या करता है।

हमारे दैनिक जीवन को नियंत्रित करने वाले बुनियादी कानूनों को जानने के बाद, हम असहाय महसूस करना बंद कर देते हैं।

यह समझने के लिए कि हमारे आस-पास की दुनिया कैसे काम करती है, हमें पहले इसकी मूल बातें समझनी होंगी -। हमें यह समझना चाहिए कि भौतिकी केवल प्रयोगशालाओं या जटिल सूत्रों में विलक्षण वैज्ञानिकों के बारे में नहीं है। यह हमारे सामने है, हर किसी के लिए सुलभ है।

कहां से शुरू करें, आप सोच सकते हैं। निश्चित रूप से आपने कुछ अजीब या समझ से परे देखा, लेकिन इसके बारे में सोचने के बजाय, आपने खुद से कहा कि आप एक वयस्क हैं और आपके पास इसके लिए समय नहीं है। चेर्स्की सलाह देते हैं कि ऐसी चीज़ों को नज़रअंदाज़ न करें, बल्कि उनसे शुरुआत करें।

यदि आप किसी दिलचस्प चीज़ के घटित होने का इंतज़ार नहीं करना चाहते हैं, तो सोडा में किशमिश डालें और देखें कि क्या होता है। गिरी हुई कॉफ़ी को सूखते हुए देखें। कप के किनारे को चम्मच से थपथपाएं और आवाज सुनें। अंत में, सैंडविच को नीचे की ओर गिरे बिना गिराने का प्रयास करें।

परिचय

1. न्यूटन के नियम

1.1. जड़त्व का नियम (न्यूटन का प्रथम नियम)

1.2 गति का नियम

1.3. संवेग संरक्षण का नियम (संवेग संरक्षण का नियम)

1.4. जड़ता बल

1.5. श्यानता का नियम

2.1. ऊष्मप्रवैगिकी के नियम

1. 
   गुरूत्वाकर्षन का नियम

3.2. गुरुत्वीय अंतःक्रिया

3.3. आकाशीय यांत्रिकी

1. 
   मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र

3.5. गुरुत्वाकर्षण के आधुनिक शास्त्रीय सिद्धांत

निष्कर्ष

साहित्य

परिचय

भौतिकी के मौलिक नियम प्रकृति और ब्रह्मांड में सबसे महत्वपूर्ण घटनाओं का वर्णन करते हैं। वे कई घटनाओं की व्याख्या करना और यहां तक ​​कि उनकी भविष्यवाणी करना भी संभव बनाते हैं। इस प्रकार, केवल शास्त्रीय भौतिकी के मूलभूत नियमों (न्यूटन के नियम, ऊष्मागतिकी के नियम, आदि) पर भरोसा करते हुए, मानवता सफलतापूर्वक अंतरिक्ष की खोज करती है, भेजती है अंतरिक्ष यानअन्य ग्रहों के लिए.

इस कार्य में मैं भौतिकी के सबसे महत्वपूर्ण नियमों और उनके संबंधों पर विचार करना चाहता हूं। शास्त्रीय यांत्रिकी के सबसे महत्वपूर्ण नियम न्यूटन के नियम हैं, जो स्थूल जगत में घटनाओं का वर्णन करने के लिए पर्याप्त हैं (गति या द्रव्यमान के उच्च मूल्यों को ध्यान में रखे बिना, जिसका अध्ययन जीटीआर - सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत, या एसआरटी - विशेष सिद्धांत में किया गया है) सापेक्षता का.)

1. 
   न्यूटन के नियम

न्यूटन के यांत्रिकी के नियम -तथाकथित अंतर्निहित तीन कानून। शास्त्रीय यांत्रिकी. आई. न्यूटन (1687) द्वारा तैयार किया गया। पहला नियम: “प्रत्येक शरीर अपनी विश्राम अवस्था या एकसमान अवस्था में बना रहता है।” सीधीरेखीय गतिजब तक इसे लागू ताकतों द्वारा इस राज्य को बदलने के लिए मजबूर नहीं किया जाता है।'' दूसरा नियम: “संवेग में परिवर्तन लागू के समानुपाती होता है प्रेरक शक्तिऔर उस सीधी रेखा की दिशा में घटित होता है जिसके अनुदिश यह बल कार्य करता है।” तीसरा नियम: "किसी क्रिया की हमेशा समान और विपरीत प्रतिक्रिया होती है, अन्यथा, दो निकायों की एक-दूसरे पर परस्पर क्रिया समान होती है और विपरीत दिशाओं में निर्देशित होती है।"

1.1. ज़को ́ नौ ́ राशन (नए का पहला कानून ́ स्वर) : एक स्वतंत्र पिंड, जिस पर अन्य पिंडों के बलों द्वारा कार्य नहीं किया जाता है, आराम या एक समान रैखिक गति की स्थिति में है (यहां गति की अवधारणा गैर-अनुवादात्मक गति के मामले में शरीर के द्रव्यमान के केंद्र पर लागू होती है) ). दूसरे शब्दों में, निकायों को जड़ता (लैटिन जड़ता से - "निष्क्रियता", "जड़ता") की विशेषता है, अर्थात, गति बनाए रखने की घटना बाहरी प्रभावउन्हें मुआवजा दिया जाता है.

संदर्भ प्रणालियाँ जिनमें जड़ता का नियम संतुष्ट होता है, जड़त्वीय संदर्भ प्रणालियाँ (आईआरएस) कहलाती हैं।

जड़ता का नियम सबसे पहले गैलीलियो गैलीली द्वारा तैयार किया गया था, जिन्होंने कई प्रयोगों के बाद यह निष्कर्ष निकाला कि एक मुक्त शरीर की गति के लिए निरंतर गतिकिसी बाहरी कारण की आवश्यकता नहीं है. इससे पहले, एक अलग दृष्टिकोण (अरस्तू के पास वापस जाना) आम तौर पर स्वीकार किया गया था: एक स्वतंत्र शरीर आराम पर है, और एक स्थिर गति से आगे बढ़ने के लिए एक निरंतर बल लागू करना आवश्यक है।

न्यूटन ने बाद में अपने तीन प्रसिद्ध कानूनों में से पहले के रूप में जड़ता का नियम तैयार किया।

गैलीलियो का सापेक्षता का सिद्धांत: संदर्भ के सभी जड़त्वीय ढाँचों में सब कुछ भौतिक प्रक्रियाएँउसी तरह आगे बढ़ें. एक जड़त्वीय संदर्भ प्रणाली (पारंपरिक रूप से, "आराम पर") के सापेक्ष आराम की स्थिति या एकसमान सीधी गति में लाई गई एक संदर्भ प्रणाली में, सभी प्रक्रियाएं बिल्कुल उसी तरह से आगे बढ़ती हैं जैसे आराम की स्थिति में एक प्रणाली में।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक जड़त्वीय संदर्भ प्रणाली की अवधारणा एक अमूर्त मॉडल है (वास्तविक वस्तु के बजाय एक निश्चित आदर्श वस्तु मानी जाती है। एक अमूर्त मॉडल के उदाहरण बिल्कुल हैं ठोसया भारहीन धागा), वास्तविक संदर्भ प्रणालियाँ हमेशा किसी न किसी वस्तु से जुड़ी होती हैं और गणना के परिणामों के साथ ऐसी प्रणालियों में निकायों की वास्तव में देखी गई गति का पत्राचार अधूरा होगा।

1.2 गति का नियम - कोई पिंड कैसे चलता है या अधिक सामान्य प्रकार की गति कैसे होती है, इसका गणितीय सूत्रीकरण।

किसी भौतिक बिंदु के शास्त्रीय यांत्रिकी में, गति का नियम समय पर तीन स्थानिक निर्देशांक की तीन निर्भरता, या समय पर एक वेक्टर मात्रा (त्रिज्या वेक्टर) की निर्भरता का प्रतिनिधित्व करता है।

गति का नियम, समस्या के आधार पर, या तो यांत्रिकी के विभेदक नियमों से या अभिन्न नियमों से पाया जा सकता है।

ऊर्जा संरक्षण का नियम - प्रकृति का मूल नियम, जो यह है कि एक बंद प्रणाली की ऊर्जा समय के साथ संरक्षित रहती है। दूसरे शब्दों में, ऊर्जा किसी भी चीज़ से उत्पन्न नहीं हो सकती है और किसी भी चीज़ में गायब नहीं हो सकती है, यह केवल एक रूप से दूसरे रूप में स्थानांतरित हो सकती है।

ऊर्जा संरक्षण का नियम भौतिकी की विभिन्न शाखाओं में पाया जाता है और संरक्षण में प्रकट होता है विभिन्न प्रकार केऊर्जा। उदाहरण के लिए, शास्त्रीय यांत्रिकी में नियम यांत्रिक ऊर्जा (संभावित और गतिज ऊर्जा का योग) के संरक्षण में प्रकट होता है। ऊष्मागतिकी में ऊर्जा संरक्षण के नियम को ऊष्मागतिकी का पहला नियम कहा जाता है और यह ऊष्मीय ऊर्जा के अतिरिक्त ऊर्जा के संरक्षण की बात करता है।

चूँकि ऊर्जा संरक्षण का नियम विशिष्ट मात्राओं और घटनाओं पर लागू नहीं होता है, बल्कि एक सामान्य पैटर्न को दर्शाता है जो हर जगह और हमेशा लागू होता है, इसलिए इसे कानून नहीं बल्कि ऊर्जा संरक्षण का सिद्धांत कहना अधिक सही है।

एक विशेष मामला यांत्रिक ऊर्जा के संरक्षण का नियम है - एक रूढ़िवादी यांत्रिक प्रणाली की यांत्रिक ऊर्जा समय के साथ संरक्षित होती है। सीधे शब्दों में कहें तो, घर्षण (विघटनकारी बल) जैसी शक्तियों की अनुपस्थिति में, यांत्रिक ऊर्जा किसी भी चीज़ से उत्पन्न नहीं होती है और कहीं भी गायब नहीं हो सकती है।

एक1+ईपी1=एक2+एपी2

ऊर्जा संरक्षण का नियम एक अभिन्न नियम है। इसका मतलब यह है कि इसमें विभेदक कानूनों की कार्रवाई शामिल है और यह उनकी संयुक्त कार्रवाई की संपत्ति है। उदाहरण के लिए, कभी-कभी यह कहा जाता है कि सतत गति मशीन बनाने की असंभवता ऊर्जा संरक्षण के नियम के कारण है। लेकिन यह सच नहीं है. दरअसल, हर प्रोजेक्ट में सतत गति मशीनविभेदक कानूनों में से एक चालू हो जाता है और यही वह है जो इंजन को निष्क्रिय कर देता है। ऊर्जा संरक्षण का नियम इस तथ्य को सरलता से सामान्यीकृत करता है।

नोएथर प्रमेय के अनुसार यांत्रिक ऊर्जा के संरक्षण का नियम समय की एकरूपता का परिणाम है।

1.3. ज़को ́ n सुरक्षित ́ निया और ́ आवेग (ज़को ́ n सुरक्षित ́ निया अगर ́ गति गुणवत्ता) बताता है कि एक बंद प्रणाली के सभी पिंडों (या कणों) के संवेग का योग एक स्थिर मान है।

न्यूटन के नियमों से यह दिखाया जा सकता है कि खाली स्थान में गति करते समय, गति समय में संरक्षित रहती है, और अंतःक्रिया की उपस्थिति में, इसके परिवर्तन की दर लागू बलों के योग से निर्धारित होती है। शास्त्रीय यांत्रिकी में, संवेग के संरक्षण का नियम आमतौर पर न्यूटन के नियमों के परिणामस्वरूप प्राप्त होता है। हालाँकि, यह संरक्षण कानून उन मामलों में भी सच है जहां न्यूटोनियन यांत्रिकी लागू नहीं होती है (सापेक्ष भौतिकी, क्वांटम यांत्रिकी)।

किसी भी संरक्षण कानून की तरह, संवेग के संरक्षण का कानून मूलभूत समरूपताओं में से एक का वर्णन करता है - अंतरिक्ष की एकरूपता

न्यूटन का तीसरा नियम बताता है कि दो परस्पर क्रिया करने वाले निकायों का क्या होता है। आइए उदाहरण के लिए दो निकायों से युक्त एक बंद प्रणाली लें। पहला पिंड दूसरे पर एक निश्चित बल F12 के साथ कार्य कर सकता है, और दूसरा पहले पर F21 बल के साथ कार्य कर सकता है। बलों की तुलना कैसे की जाती है? न्यूटन का तीसरा नियम कहता है: क्रिया बल परिमाण में बराबर और प्रतिक्रिया बल की दिशा में विपरीत होता है। हम इस बात पर जोर देते हैं कि इन ताकतों को लागू किया जाता है अलग-अलग शरीर, और इसलिए उन्हें बिल्कुल भी मुआवजा नहीं दिया जाता है।

कानून ही:

पिंड एक-दूसरे पर एक ही सीधी रेखा में निर्देशित, परिमाण में बराबर और दिशा में विपरीत बलों के साथ कार्य करते हैं:।

1.4. जड़ता बल

न्यूटन के नियम, सख्ती से कहें तो, केवल जड़त्वीय संदर्भ तंत्र में ही मान्य हैं। यदि हम ईमानदारी से किसी पिंड की गति के समीकरण को गैर-जड़त्वीय संदर्भ प्रणाली में लिखें, तो यह दिखने में न्यूटन के दूसरे नियम से भिन्न होगा। हालाँकि, अक्सर, विचार को सरल बनाने के लिए, एक निश्चित काल्पनिक "जड़ता बल" पेश किया जाता है, और फिर गति के इन समीकरणों को न्यूटन के दूसरे नियम के समान रूप में फिर से लिखा जाता है। गणितीय रूप से, यहां सब कुछ सही (सही) है, लेकिन भौतिकी के दृष्टिकोण से, कुछ वास्तविक बातचीत के परिणामस्वरूप नए काल्पनिक बल को कुछ वास्तविक नहीं माना जा सकता है। आइए हम एक बार फिर जोर दें: "जड़त्व का बल" सिर्फ एक सुविधाजनक मानकीकरण है कि गति के नियम जड़त्वीय और गैर-जड़त्वीय संदर्भ प्रणालियों में कैसे भिन्न होते हैं।

1.5. श्यानता का नियम

न्यूटन का श्यानता (आंतरिक घर्षण) का नियम आंतरिक घर्षण तनाव τ (चिपचिपापन) और अंतरिक्ष में माध्यम v के वेग में परिवर्तन से संबंधित एक गणितीय अभिव्यक्ति है

(तनाव दर) द्रव निकायों (तरल पदार्थ और गैसों) के लिए:

जहां मान η को आंतरिक घर्षण का गुणांक कहा जाता है या गतिशील गुणांकचिपचिपापन (सीजीएस इकाई - संतुलन)। गतिज श्यानता गुणांक मान μ = η / ρ है (सीजीएस इकाई स्टोक्स है, ρ माध्यम का घनत्व है)।

न्यूटन के नियम को भौतिक गतिकी के तरीकों का उपयोग करके विश्लेषणात्मक रूप से प्राप्त किया जा सकता है, जहां आमतौर पर चिपचिपाहट को तापीय चालकता और तापीय चालकता के लिए संबंधित फूरियर कानून के साथ एक साथ माना जाता है। गैसों के गतिज सिद्धांत में आंतरिक घर्षण के गुणांक की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

अणुओं की तापीय गति की औसत गति कहां है, λ औसत मुक्त पथ है।

2.1. ऊष्मप्रवैगिकी के नियम

थर्मोडायनामिक्स तीन कानूनों पर आधारित है, जो प्रयोगात्मक डेटा के आधार पर तैयार किए जाते हैं और इसलिए इन्हें अभिधारणाओं के रूप में स्वीकार किया जा सकता है।

*ऊष्मागतिकी का प्रथम नियम। यह थर्मोडायनामिक प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा के संरक्षण के सामान्यीकृत नियम का सूत्रीकरण है। इसके सरलतम रूप में इसे δQ = δA + d"U के रूप में लिखा जा सकता है, जहां dU है पूर्ण अंतर आंतरिक ऊर्जाप्रणाली, और δQ और δA क्रमशः ऊष्मा की प्रारंभिक मात्रा और प्रणाली पर किया गया प्रारंभिक कार्य हैं। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि δA और δQ को इस अवधारणा के सामान्य अर्थ में अंतर नहीं माना जा सकता है। क्वांटम अवधारणाओं के दृष्टिकोण से, इस कानून की व्याख्या इस प्रकार की जा सकती है: dU किसी दिए गए क्वांटम सिस्टम की ऊर्जा में परिवर्तन है, δA जनसंख्या में परिवर्तन के कारण सिस्टम की ऊर्जा में परिवर्तन है उर्जा स्तरप्रणाली, और δQ ऊर्जा स्तरों की संरचना में परिवर्तन के कारण क्वांटम प्रणाली की ऊर्जा में परिवर्तन है।

* थर्मोडायनामिक्स का दूसरा नियम: थर्मोडायनामिक्स का दूसरा नियम दूसरी तरह की सतत गति मशीन बनाने की संभावना को बाहर करता है। इस कानून के कई भिन्न, लेकिन एक ही समय में समतुल्य सूत्रीकरण हैं। 1 - क्लॉसियस की अभिधारणा। ऐसी प्रक्रिया जिसमें गर्म पिंड से ठंडे पिंड में ऊष्मा के स्थानांतरण के अलावा कोई अन्य परिवर्तन नहीं होता है, अपरिवर्तनीय है, अर्थात सिस्टम में किसी अन्य परिवर्तन के बिना ऊष्मा ठंडे पिंड से गर्म पिंड में नहीं जा सकती है। इस घटना को ऊर्जा अपव्यय या फैलाव कहा जाता है। 2 - केल्विन की अभिधारणा. वह प्रक्रिया जिसमें सिस्टम में किसी अन्य परिवर्तन के बिना कार्य को ऊष्मा में परिवर्तित किया जाता है, अपरिवर्तनीय है, अर्थात सिस्टम में अन्य परिवर्तन किए बिना एक समान तापमान वाले स्रोत से ली गई सभी ऊष्मा को कार्य में परिवर्तित करना असंभव है।

* ऊष्मप्रवैगिकी का तीसरा नियम: नर्नस्ट का प्रमेय: पूर्ण शून्य तापमान पर किसी भी प्रणाली की एन्ट्रापी को हमेशा शून्य के बराबर लिया जा सकता है

3.1. गुरूत्वाकर्षन का नियम

गुरुत्वाकर्षण (सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण, गुरुत्वाकर्षण) (लैटिन ग्रेविटास से - "भारीपन") प्रकृति में एक लंबी दूरी की मौलिक बातचीत है, जिसके अधीन सभी भौतिक निकाय हैं। आधुनिक आंकड़ों के अनुसार, यह इस अर्थ में एक सार्वभौमिक अंतःक्रिया है कि, किसी भी अन्य बलों के विपरीत, यह बिना किसी अपवाद के सभी निकायों को उनके द्रव्यमान की परवाह किए बिना समान त्वरण प्रदान करता है। मुख्यतः गुरुत्वाकर्षण ब्रह्माण्डीय पैमाने पर निर्णायक भूमिका निभाता है। गुरुत्वाकर्षण शब्द का प्रयोग भौतिकी की उस शाखा के नाम के रूप में भी किया जाता है जो गुरुत्वाकर्षण अंतःक्रियाओं का अध्ययन करती है। शास्त्रीय भौतिकी में गुरुत्वाकर्षण का वर्णन करने वाला सबसे सफल आधुनिक भौतिक सिद्धांत सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत है; गुरुत्वाकर्षण संपर्क का क्वांटम सिद्धांत अभी तक निर्मित नहीं हुआ है।

3.2. गुरुत्वीय अंतःक्रिया

गुरुत्वाकर्षण अंतःक्रिया हमारी दुनिया में चार मूलभूत अंतःक्रियाओं में से एक है। शास्त्रीय यांत्रिकी के ढांचे के भीतर, गुरुत्वाकर्षण संपर्क को न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम द्वारा वर्णित किया गया है, जिसमें कहा गया है कि द्रव्यमान एम 1 और एम 2 के दो भौतिक बिंदुओं के बीच गुरुत्वाकर्षण आकर्षण का बल, दूरी आर से अलग होता है।

यहाँ G, m³/(kg s²) के बराबर गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है। ऋण चिह्न का मतलब है कि शरीर पर कार्य करने वाला बल हमेशा शरीर की ओर निर्देशित त्रिज्या वेक्टर की दिशा के बराबर होता है, यानी गुरुत्वाकर्षण संपर्क हमेशा किसी भी शरीर के आकर्षण की ओर ले जाता है।

गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र संभावित है. इसका मतलब यह है कि आप पिंडों के एक जोड़े के गुरुत्वाकर्षण आकर्षण की संभावित ऊर्जा का परिचय दे सकते हैं, और यह ऊर्जा पिंडों को एक बंद लूप के साथ ले जाने के बाद नहीं बदलेगी। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र की क्षमता में गतिज और संभावित ऊर्जा के योग के संरक्षण का नियम शामिल होता है और, गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में पिंडों की गति का अध्ययन करते समय, अक्सर समाधान को काफी सरल बना दिया जाता है। न्यूटोनियन यांत्रिकी के ढांचे के भीतर, गुरुत्वाकर्षण संपर्क लंबी दूरी का है। इसका मतलब यह है कि कोई भी पिंड कितना भी बड़ा क्यों न हो, अंतरिक्ष में किसी भी बिंदु पर गुरुत्वाकर्षण क्षमता केवल पिंड की स्थिति पर निर्भर करती है। इस पलसमय।

बड़े अंतरिक्ष पिंडों - ग्रहों, तारों और आकाशगंगाओं का द्रव्यमान बहुत अधिक होता है और इसलिए, वे महत्वपूर्ण गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र बनाते हैं। गुरुत्वाकर्षण सबसे कमजोर अंतःक्रिया है। हालाँकि, चूँकि यह सभी दूरियों पर कार्य करता है और सभी द्रव्यमान सकारात्मक हैं, फिर भी यह ब्रह्मांड में एक बहुत महत्वपूर्ण शक्ति है। तुलना के लिए: पूर्ण बिजली का आवेशये पिंड शून्य हैं, क्योंकि संपूर्ण पदार्थ विद्युत रूप से तटस्थ है। इसके अलावा, गुरुत्वाकर्षण, अन्य अंतःक्रियाओं के विपरीत, सभी पदार्थों और ऊर्जा पर अपने प्रभाव में सार्वभौमिक है। ऐसी कोई भी वस्तु नहीं खोजी गई है जिसका कोई गुरुत्वाकर्षण संपर्क न हो।

अपनी वैश्विक प्रकृति के कारण, गुरुत्वाकर्षण आकाशगंगाओं की संरचना, ब्लैक होल और ब्रह्मांड के विस्तार जैसे बड़े पैमाने पर प्रभावों के लिए जिम्मेदार है, और प्राथमिक खगोलीय घटनाओं के लिए - ग्रहों की कक्षाएं, और सतह पर सरल आकर्षण के लिए जिम्मेदार है। पृथ्वी और पिंडों का पतन |

गुरुत्वाकर्षण सबसे पहले वर्णित बल था गणितीय सिद्धांत. प्राचीन काल में अरस्तू का मानना ​​था कि अलग-अलग द्रव्यमान वाली वस्तुएं अलग-अलग गति से गिरती हैं। बहुत बाद में, गैलीलियो गैलीली ने प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया कि ऐसा नहीं है - यदि वायु प्रतिरोध समाप्त हो जाता है, तो सभी पिंड समान रूप से गति करते हैं। आइजैक न्यूटन के सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम (1687) ने गुरुत्वाकर्षण के सामान्य व्यवहार का अच्छी तरह से वर्णन किया है। 1915 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत बनाया, जो अंतरिक्ष-समय की ज्यामिति के संदर्भ में गुरुत्वाकर्षण का अधिक सटीक वर्णन करता है।

3.3. आकाशीय यांत्रिकी और उसके कुछ कार्य

यांत्रिकी की वह शाखा जो केवल गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में खाली स्थान में पिंडों की गति का अध्ययन करती है, आकाशीय यांत्रिकी कहलाती है।

आकाशीय यांत्रिकी की सबसे सरल समस्या खाली स्थान में दो पिंडों का गुरुत्वाकर्षण संपर्क है। इस समस्या को अंत तक विश्लेषणात्मक रूप से हल किया गया है; इसके समाधान का परिणाम अक्सर तैयार किया जाता है तीन का रूपकेप्लर के नियम.

जैसे-जैसे परस्पर क्रिया करने वाले निकायों की संख्या बढ़ती है, कार्य नाटकीय रूप से अधिक जटिल हो जाता है। हां पहले ही प्रसिद्ध समस्यातीन पिंडों (अर्थात, गैर-शून्य द्रव्यमान वाले तीन पिंडों की गति) को विश्लेषणात्मक रूप से हल नहीं किया जा सकता है सामान्य रूप से देखें. संख्यात्मक समाधान के साथ, प्रारंभिक स्थितियों के सापेक्ष समाधान की अस्थिरता बहुत जल्दी होती है। जब सौर मंडल पर लागू किया जाता है, तो यह अस्थिरता सौ मिलियन वर्ष से अधिक के पैमाने पर ग्रहों की गति की भविष्यवाणी करना असंभव बना देती है।

कुछ विशेष मामलों में, अनुमानित समाधान खोजना संभव है। सबसे महत्वपूर्ण मामला तब होता है जब एक पिंड का द्रव्यमान अन्य पिंडों के द्रव्यमान से काफी अधिक होता है (उदाहरण: सौर परिवारऔर शनि के छल्लों की गतिशीलता)। इस मामले में, पहले सन्निकटन के रूप में, हम यह मान सकते हैं कि प्रकाश पिंड एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं करते हैं और विशाल पिंड के चारों ओर केप्लरियन प्रक्षेप पथ के साथ चलते हैं। उनके बीच की बातचीत को गड़बड़ी सिद्धांत के ढांचे के भीतर ध्यान में रखा जा सकता है और समय के साथ औसत किया जा सकता है। इस मामले में, गैर-तुच्छ घटनाएं उत्पन्न हो सकती हैं, जैसे प्रतिध्वनि, आकर्षित करने वाले, अराजकता, आदि। ऐसी घटनाओं का एक स्पष्ट उदाहरण शनि के छल्लों की गैर-तुच्छ संरचना है।

लगभग समान द्रव्यमान के बड़ी संख्या में आकर्षित निकायों की प्रणाली के व्यवहार का वर्णन करने के प्रयासों के बावजूद, गतिशील अराजकता की घटना के कारण ऐसा नहीं किया जा सकता है।

3.4. मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र

मजबूत गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में, जब साथ चलते हैं सापेक्ष गति, सामान्य सापेक्षता के प्रभाव प्रकट होने लगते हैं:

न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के नियम का विचलन;

गुरुत्वाकर्षण गड़बड़ी के प्रसार की सीमित गति से जुड़ी संभावनाओं में देरी; गुरुत्वाकर्षण तरंगों की उपस्थिति;

अरैखिकता प्रभाव: गुरुत्वाकर्षण तरंगें एक-दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करती हैं, इसलिए मजबूत क्षेत्रों में तरंगों के सुपरपोजिशन का सिद्धांत अब सच नहीं है;

अंतरिक्ष-समय की ज्यामिति बदलना;

ब्लैक होल का उद्भव;

3.5. गुरुत्वाकर्षण के आधुनिक शास्त्रीय सिद्धांत

इस तथ्य के कारण कि सबसे चरम प्रायोगिक और अवलोकन संबंधी स्थितियों में भी गुरुत्वाकर्षण के क्वांटम प्रभाव बेहद छोटे हैं, अभी भी उनका कोई विश्वसनीय अवलोकन नहीं है। सैद्धांतिक अनुमान बताते हैं कि अधिकांश मामलों में इसे सीमित करना संभव है शास्त्रीय वर्णनगुरुत्वाकर्षण संपर्क.

एक आधुनिक विहित है शास्त्रीय सिद्धांतगुरुत्वाकर्षण - सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत, और कई स्पष्ट परिकल्पनाएँ और सिद्धांत बदलती डिग्रीविकास, एक दूसरे के साथ प्रतिस्पर्धा (गुरुत्वाकर्षण के वैकल्पिक सिद्धांत लेख देखें)। ये सभी सिद्धांत उस सन्निकटन के भीतर बहुत समान भविष्यवाणियाँ करते हैं जिसमें वर्तमान में प्रयोगात्मक परीक्षण किए जाते हैं। गुरुत्वाकर्षण के कई बुनियादी, सबसे अच्छी तरह से विकसित या ज्ञात सिद्धांत निम्नलिखित हैं।

न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत गुरुत्वाकर्षण की अवधारणा पर आधारित है, जो एक लंबी दूरी का बल है: यह किसी भी दूरी पर तुरंत कार्य करता है। क्रिया की यह तात्कालिक प्रकृति आधुनिक भौतिकी के क्षेत्र प्रतिमान और विशेष रूप से सापेक्षता के विशेष सिद्धांत के साथ असंगत है, जिसे आइंस्टीन ने 1905 में पोंकारे और लोरेंत्ज़ के काम से प्रेरित होकर बनाया था। आइंस्टाइन के सिद्धांत में कोई भी सूचना फैल नहीं सकती तेज गतिनिर्वात में प्रकाश.

गणितीय रूप से, न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण बल गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र में किसी पिंड की स्थितिज ऊर्जा से प्राप्त होता है। इस संभावित ऊर्जा के अनुरूप गुरुत्वाकर्षण क्षमता पॉइसन समीकरण का पालन करती है, जो लोरेंत्ज़ परिवर्तनों के तहत अपरिवर्तनीय नहीं है। अपरिवर्तनशीलता का कारण यह है कि सापेक्षता के विशेष सिद्धांत में ऊर्जा एक अदिश राशि नहीं है, बल्कि 4-वेक्टर के समय घटक में जाती है। गुरुत्वाकर्षण का सदिश सिद्धांत सिद्धांत के समान ही निकलता है विद्युत चुम्बकीयमैक्सवेल और गुरुत्वाकर्षण तरंगों की नकारात्मक ऊर्जा की ओर ले जाते हैं, जो परस्पर क्रिया की प्रकृति के कारण होता है: गुरुत्वाकर्षण में एक ही नाम के आवेश (द्रव्यमान) आकर्षित होते हैं और प्रतिकर्षित नहीं करते, जैसा कि विद्युत चुंबकत्व में होता है। इस प्रकार, न्यूटन का गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत सापेक्षता के विशेष सिद्धांत के मूल सिद्धांत के साथ असंगत है - संदर्भ के किसी भी जड़त्वीय फ्रेम में प्रकृति के नियमों की अपरिवर्तनीयता, और न्यूटन के सिद्धांत का प्रत्यक्ष वेक्टर सामान्यीकरण, पहली बार 1905 में पोंकारे द्वारा प्रस्तावित किया गया था। "इलेक्ट्रॉन की गतिशीलता पर" कार्य से शारीरिक रूप से असंतोषजनक परिणाम मिलते हैं।

आइंस्टीन ने गुरुत्वाकर्षण के एक ऐसे सिद्धांत की खोज शुरू की जो संदर्भ के किसी भी फ्रेम के सापेक्ष प्रकृति के नियमों की अपरिवर्तनीयता के सिद्धांत के अनुकूल हो। इस खोज का परिणाम सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत था, जो गुरुत्वाकर्षण और जड़त्व द्रव्यमान की पहचान के सिद्धांत पर आधारित था।

गुरुत्वाकर्षण और जड़त्व द्रव्यमान की समानता का सिद्धांत

शास्त्रीय न्यूटोनियन यांत्रिकी में, द्रव्यमान की दो अवधारणाएँ हैं: पहला न्यूटन के दूसरे नियम को संदर्भित करता है, और दूसरा सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम को संदर्भित करता है। पहला द्रव्यमान - जड़त्वीय (या जड़त्वीय) - शरीर पर कार्य करने वाले गैर-गुरुत्वाकर्षण बल और उसके त्वरण का अनुपात है। दूसरा द्रव्यमान - गुरुत्वाकर्षण (या, जैसा कि इसे कभी-कभी कहा जाता है, भारी) - अन्य निकायों द्वारा किसी पिंड के आकर्षण बल और उसके स्वयं के आकर्षण बल को निर्धारित करता है। सामान्यतया, इन दो द्रव्यमानों को विभिन्न प्रयोगों में मापा जाता है, जैसा कि विवरण से देखा जा सकता है, और इसलिए इन्हें एक-दूसरे के समानुपाती होने की आवश्यकता नहीं है। उनकी सख्त आनुपातिकता हमें गैर-गुरुत्वाकर्षण और गुरुत्वाकर्षण दोनों इंटरैक्शन में एकल शरीर द्रव्यमान के बारे में बात करने की अनुमति देती है। इकाइयों के उपयुक्त चयन से इन द्रव्यमानों को एक-दूसरे के बराबर बनाया जा सकता है।

सिद्धांत स्वयं आइजैक न्यूटन द्वारा सामने रखा गया था, और द्रव्यमान की समानता को उनके द्वारा प्रयोगात्मक रूप से 10−3 की सापेक्ष सटीकता के साथ सत्यापित किया गया था। में देर से XIXसदियों से, इओटवोस द्वारा अधिक सूक्ष्म प्रयोग किए गए, जिससे सिद्धांत के परीक्षण की सटीकता 10−9 हो गई। 20वीं शताब्दी के दौरान, प्रायोगिक प्रौद्योगिकी ने 10−12-10−13 (ब्रैगिन्स्की, डिके, आदि) की सापेक्ष सटीकता के साथ द्रव्यमान की समानता की पुष्टि करना संभव बना दिया।

कभी-कभी गुरुत्वाकर्षण और जड़त्व द्रव्यमान की समानता के सिद्धांत को कमजोर तुल्यता सिद्धांत कहा जाता है। अल्बर्ट आइंस्टीन ने इसे सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत पर आधारित किया।

भूगणितीय रेखाओं के साथ गति का सिद्धांत

यदि गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान बिल्कुल जड़त्वीय द्रव्यमान के बराबर है, तो किसी पिंड के त्वरण की अभिव्यक्ति में जिस पर केवल गुरुत्वाकर्षण बल कार्य करते हैं, दोनों द्रव्यमान रद्द हो जाते हैं। इसलिए, शरीर का त्वरण, और इसलिए इसका प्रक्षेपवक्र, द्रव्यमान पर निर्भर नहीं करता है आंतरिक संरचनाशव. यदि अंतरिक्ष में एक ही बिंदु पर सभी पिंडों को समान त्वरण प्राप्त होता है, तो यह त्वरण पिंडों के गुणों से नहीं, बल्कि इस बिंदु पर अंतरिक्ष के गुणों से जुड़ा हो सकता है।

इस प्रकार, पिंडों के बीच गुरुत्वाकर्षण संपर्क का वर्णन उस स्थान-समय के विवरण तक कम किया जा सकता है जिसमें पिंड चलते हैं। यह मानना ​​स्वाभाविक है, जैसा कि आइंस्टीन ने किया था, कि पिंड जड़ता से चलते हैं, अर्थात, इस तरह से कि उनके संदर्भ के फ्रेम में उनका त्वरण शून्य है। पिंडों के प्रक्षेप पथ तब जियोडेसिक रेखाएं होंगी, जिसका सिद्धांत 19वीं शताब्दी में गणितज्ञों द्वारा विकसित किया गया था।

जियोडेसिक रेखाएँ स्वयं अंतरिक्ष-समय में दो घटनाओं के बीच की दूरी के एक एनालॉग को निर्दिष्ट करके पाई जा सकती हैं, जिन्हें पारंपरिक रूप से अंतराल या विश्व फ़ंक्शन कहा जाता है। में अंतराल त्रि-आयामी स्थानऔर एक-आयामी समय (दूसरे शब्दों में, चार-आयामी अंतरिक्ष-समय में) मीट्रिक टेंसर के 10 स्वतंत्र घटकों द्वारा दिया जाता है। ये 10 संख्याएँ अंतरिक्ष की मीट्रिक बनाती हैं। यह अलग-अलग दिशाओं में अंतरिक्ष-समय में दो असीम रूप से करीबी बिंदुओं के बीच "दूरी" को परिभाषित करता है। भौतिक पिंडों की विश्व रेखाओं के अनुरूप जियोडेसिक रेखाएं, जिनकी गति प्रकाश की गति से कम है, सबसे बड़े उचित समय की रेखाएं बन जाती हैं, यानी, इस प्रक्षेपवक्र के बाद शरीर से सख्ती से जुड़ी घड़ी द्वारा मापा गया समय।

आधुनिक प्रयोग गुरुत्वाकर्षण और जड़त्व द्रव्यमान की समानता के समान सटीकता के साथ भूगणितीय रेखाओं के साथ पिंडों की गति की पुष्टि करते हैं।

निष्कर्ष

न्यूटन के नियमों से तुरंत कुछ दिलचस्प निष्कर्ष निकलते हैं। इस प्रकार, न्यूटन का तीसरा नियम कहता है कि, चाहे पिंड कैसे भी परस्पर क्रिया करें, वे अपनी कुल गति को नहीं बदल सकते: गति के संरक्षण का नियम उत्पन्न होता है। इसके बाद, हमें यह अपेक्षा करनी चाहिए कि दो निकायों की अंतःक्रिया क्षमता केवल इन निकायों के निर्देशांक में अंतर के मापांक U(|r1-r2|) पर निर्भर करती है। तब परस्पर क्रिया करने वाले पिंडों की कुल यांत्रिक ऊर्जा के संरक्षण का नियम उत्पन्न होता है:

न्यूटन के नियम यांत्रिकी के मूल नियम हैं। यांत्रिकी के अन्य सभी नियम उनसे प्राप्त किये जा सकते हैं।

साथ ही, न्यूटन के नियम शास्त्रीय यांत्रिकी के सूत्रीकरण का सबसे गहरा स्तर नहीं हैं। लैग्रेंजियन यांत्रिकी के ढांचे के भीतर, एक एकल सूत्र (यांत्रिक क्रिया का रिकॉर्ड) और एक एकल अभिधारणा (पिंड चलते हैं ताकि क्रिया न्यूनतम हो) है, और इससे न्यूटन के सभी नियम प्राप्त किए जा सकते हैं। इसके अलावा, लैग्रेंजियन औपचारिकता के ढांचे के भीतर, कोई आसानी से उन काल्पनिक स्थितियों पर विचार कर सकता है जिनमें कार्रवाई का कोई अन्य रूप होता है। इस मामले में, गति के समीकरण अब न्यूटन के नियमों के समान नहीं होंगे, लेकिन शास्त्रीय यांत्रिकी स्वयं अभी भी लागू होगी...

गति के समीकरणों को हल करना

समीकरण F = ma (अर्थात् न्यूटन का दूसरा नियम) है अंतर समीकरण: त्वरण समय के संबंध में निर्देशांक का दूसरा व्युत्पन्न है। इसका मतलब यह है कि समय में एक यांत्रिक प्रणाली का विकास स्पष्ट रूप से निर्धारित किया जा सकता है यदि इसके प्रारंभिक निर्देशांक और प्रारंभिक वेग निर्दिष्ट किए गए हों। ध्यान दें कि यदि हमारी दुनिया का वर्णन करने वाले समीकरण प्रथम-क्रम समीकरण होते, तो जड़ता, दोलन और तरंगें जैसी घटनाएं हमारी दुनिया से गायब हो जातीं।

भौतिकी के मौलिक नियमों का अध्ययन इस बात की पुष्टि करता है कि विज्ञान उत्तरोत्तर विकसित हो रहा है: प्रत्येक चरण, प्रत्येक खुला नियम विकास का एक चरण है, लेकिन सभी प्रश्नों के अंतिम उत्तर प्रदान नहीं करता है।

साहित्य:

1. 
   बड़ा सोवियत विश्वकोश(न्यूटन के यांत्रिकी के नियम और अन्य लेख), 1977, "सोवियत विश्वकोश"
2. 
   ऑनलाइन विश्वकोश www.wikipedia.com

3. लाइब्रेरी “डेटलाफ़ ए.ए., यावोर्स्की बी.एम., मिल्कोव्स्काया एल.बी. - भौतिकी पाठ्यक्रम (खंड 1)। यांत्रिकी। मूल बातें आणविक भौतिकीऔर थर्मोडायनामिक्स

शिक्षा के लिए संघीय एजेंसी

जीओयू वीपीओ रायबिंस्क राज्य विमानन अकादमी का नाम रखा गया। पी.ए. सोलोविओवा

"सामान्य एवं तकनीकी भौतिकी" विभाग

अमूर्त

अनुशासन में "आधुनिक प्राकृतिक विज्ञान की अवधारणाएँ"

विषय: "भौतिकी के मौलिक नियम"

समूह ZKS-07

छात्र बालशिन ए.एन.

शिक्षक: वासिल्युक ओ.वी.

यह लेख इंटरनेट से प्राप्त सामग्री, भौतिकी की पाठ्यपुस्तक और मेरे अपने ज्ञान के आधार पर बनाया गया था।

मुझे भौतिकी कभी पसंद नहीं थी, मैं इसे नहीं जानता था और जितना संभव हो सके इससे बचने की कोशिश करता था। हालाँकि, में हाल ही मेंमैं और अधिक समझता हूं: हमारा पूरा जीवन इसी पर निर्भर करता है सरल कानूनभौतिक विज्ञान।

1) उनमें से सबसे सरल, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण है ऊर्जा के संरक्षण और परिवर्तन का नियम।

ऐसा लगता है: "किसी भी बंद सिस्टम की ऊर्जा सिस्टम में होने वाली सभी प्रक्रियाओं के दौरान स्थिर रहती है।" और हम बिल्कुल ऐसी ही व्यवस्था में हैं. वे। जितना हम देंगे, उतना ही हम प्राप्त करेंगे। यदि हम कुछ प्राप्त करना चाहते हैं तो हमें उससे पहले उतना ही देना होगा। और कुछ न था! और हम निस्संदेह, काम पर जाए बिना एक बड़ा वेतन प्राप्त करना चाहते हैं। कभी-कभी यह भ्रम पैदा हो जाता है कि "मूर्ख भाग्यशाली होते हैं" और कई लोगों के सिर पर ख़ुशी आ जाती है। कोई भी परी कथा पढ़ें. नायकों को लगातार भारी कठिनाइयों से पार पाना पड़ता है! या तो ठंडे पानी में तैरें, या उबले पानी में। पुरुष प्रेमालाप से महिलाओं का ध्यान आकर्षित करते हैं। महिलाएं, बदले में, इन पुरुषों और बच्चों की देखभाल करती हैं। और इसी तरह। इसलिए, यदि आप कुछ प्राप्त करना चाहते हैं, तो पहले उसे देने का कष्ट करें। फिल्म पे इट फॉरवर्ड में भौतिकी के इस नियम को बहुत स्पष्ट रूप से दर्शाया गया है।

इस विषय पर एक और चुटकुला है:
ऊर्जा संरक्षण का नियम:
अगर आप सुबह ऊर्जावान होकर काम पर आते हैं और निचोड़े हुए नींबू की तरह निकलते हैं, तो
1. निचोड़े हुए नींबू की तरह कोई और आया, लेकिन ऊर्जावान होकर चला गया
2. आपका उपयोग कमरे को गर्म करने के लिए किया जाता था

2) अगला नियम है: "क्रिया का बल प्रतिक्रिया के बल के बराबर है"

भौतिकी का यह नियम सैद्धांतिक रूप से पिछले नियम को दर्शाता है। यदि किसी व्यक्ति ने कोई नकारात्मक कार्य किया है - चाहे वह सचेत हो या नहीं - तो उसे उत्तर प्राप्त होता है, अर्थात्। विरोध। कभी-कभी कारण और प्रभाव समय के साथ बिखरे होते हैं, और आप तुरंत समझ नहीं पाते कि हवा किस ओर बह रही है। मुख्य बात जो हमें याद रखनी चाहिए वह यह है कि कुछ भी यूं ही नहीं होता है। उदाहरण के तौर पर हम उद्धृत कर सकते हैं माता-पिता की शिक्षा, जो कई दशकों के बाद प्रकट होता है।

3) अगला कानून उत्तोलन का कानून है। आर्किमिडीज़ ने कहा: "मुझे एक आधार दो, और मैं पृथ्वी को पलट दूंगा!" यदि आप सही लीवर चुनते हैं तो कोई भी वजन उठाया जा सकता है। आपको हमेशा यह अनुमान लगाना चाहिए कि इस या उस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए कितने समय तक लीवर की आवश्यकता होगी और अपने लिए निष्कर्ष निकालें और प्राथमिकताएं निर्धारित करें। समझें कि अपनी ताकत की गणना कैसे करें, क्या आपको सही लीवर बनाने और इस वजन को स्थानांतरित करने के लिए इतना प्रयास करने की आवश्यकता है, या क्या इसे अकेले छोड़ना और कोई अन्य गतिविधि करना आसान है।

4) तथाकथित गिमलेट नियम, जो चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को इंगित करता है। यह नियम शाश्वत प्रश्न का उत्तर देता है: दोषी कौन है? और यह इंगित करता है कि हमारे साथ जो कुछ भी घटित होता है उसके लिए हम स्वयं दोषी हैं। चाहे यह कितना भी आक्रामक क्यों न हो, चाहे यह कितना भी कठिन क्यों न हो, चाहे यह कितना भी अनुचित क्यों न हो, पहली नज़र में, हमें हमेशा इस बात का ध्यान रखना चाहिए कि शुरुआत में इसका कारण हम स्वयं थे।

5) वेग जोड़ने का नियम निश्चित रूप से किसी को याद होगा। यह इस तरह लगता है: "संदर्भ के एक निश्चित फ्रेम के सापेक्ष किसी पिंड की गति की गति संदर्भ के एक गतिशील फ्रेम के सापेक्ष इस शरीर की गति के वेक्टर योग और सापेक्ष सबसे मोबाइल संदर्भ प्रणाली की गति के बराबर होती है एक निश्चित फ़्रेम।" क्या यह जटिल लगता है? आइए अब इसका पता लगाएं।
गति जोड़ने का सिद्धांत गणितीय अवधारणाओं या परिभाषाओं के रूप में गति के घटकों के अंकगणितीय योग से अधिक कुछ नहीं है।

वेग गतिकी से संबंधित आवश्यक घटनाओं में से एक है। काइनेटिक्स विभिन्न में ऊर्जा, संवेग, आवेश और पदार्थ के स्थानांतरण की प्रक्रियाओं का अध्ययन करता है भौतिक प्रणालियाँऔर उन पर बाहरी क्षेत्रों का प्रभाव। यह अभिमानपूर्ण हो सकता है, लेकिन गतिकी के दृष्टिकोण से, कोई एक पूरी श्रृंखला पर विचार कर सकता है सामाजिक प्रक्रियाएँ, उदाहरण के लिए, संघर्ष।

इसलिए, दो परस्पर विरोधी वस्तुओं और उनके संपर्क की उपस्थिति में, वेग के संरक्षण के नियम के समान एक कानून काम करना चाहिए (ऊर्जा हस्तांतरण के एक तथ्य के रूप में)? इसका मतलब यह है कि संघर्ष की ताकत और आक्रामकता दो (तीन, चार) पक्षों के बीच संघर्ष की डिग्री पर निर्भर करती है। वे जितने अधिक आक्रामक और शक्तिशाली होते हैं, संघर्ष उतना ही कठोर और विनाशकारी होता है। यदि कोई एक पक्ष संघर्ष में नहीं है, तो आक्रामकता की डिग्री नहीं बढ़ती है।

सब कुछ बहुत सरल है. और यदि आप अपनी समस्या के कारण-और-प्रभाव संबंधों को समझने के लिए अपने अंदर नहीं देख सकते हैं, तो बस अपनी 8वीं कक्षा की भौतिकी पाठ्यपुस्तक खोलें।