Unterschied zwischen Gesetz und Prinzip in der Physik

Die Begriffe, die Wissenschaftler verwenden, um zu beschreiben, was sie studieren, können willkürlich erscheinen. Es mag den Anschein haben, als ob Wörter, die sie verwenden, nur Wörter sind, die nichts anderes sind. Wenn Sie jedoch die Begriffe studieren, die Wissenschaftler zur Beschreibung verschiedener Phänomene verwenden, können Sie die Bedeutung dahinter besser verstehen.

•••Syed Hussain Ather

Das Newtonsche Gesetz der universellen Gravitation demonstriert die universalisierbare, gemeinsame Natur von Gesetzen, die die Natur und das Universum beschreiben.

Die Unterschiede zwischen Terminologie im Sinne eines physikalischen Gesetzes und physikalischen Prinzipien können verwirrend sein.

• Gesetze sind allgemeine Regeln und Ideen, die der Natur des Universums entsprechen, während Prinzipien spezifische Phänomene beschreiben, die Klarheit und Erklärung erfordern. Andere Begriffe wie Theoreme, Theorien und Regeln können die Natur und das Universum beschreiben. Wenn Sie die Unterschiede zwischen diesen Begriffen in der Physik verstehen, können Sie Ihre Rhetorik und Sprache verbessern, wenn Sie über Wissenschaft sprechen.

EIN Recht ist eine wichtige Erkenntnis über die Natur des Universums. Ein Gesetz kann experimentell überprüft werden, indem man Beobachtungen über das Universum berücksichtigt und fragt, welche allgemeine Regel sie regiert. Gesetze können eine Reihe von Kriterien zur Beschreibung von Phänomenen sein, wie das erste Newtonsche Gesetz (ein Objekt bleibt in Ruhe oder sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegen, es sei denn, sie wird von einer äußeren Kraft beeinflusst) oder eine Gleichung wie das zweite Newtonsche Gesetz (F = ma für Nettokraft, Masse und Beschleunigung).

Gesetze werden durch viele Beobachtungen und Berücksichtigung verschiedener Möglichkeiten konkurrierender Hypothesen abgeleitet. Sie erklären keinen Mechanismus, durch den ein Phänomen auftritt, sondern beschreiben diese zahlreichen Beobachtungen. Welches Gesetz auch immer diese empirischen Beobachtungen am besten erklären kann, indem es Phänomene auf allgemeine und universelle Weise erklärt, ist das Gesetz, das Wissenschaftler akzeptieren. Gesetze werden unabhängig vom Szenario auf alle Objekte angewendet, aber sie sind nur in bestimmten Kontexten sinnvoll.

EIN Prinzip ist eine Regel oder ein Mechanismus, nach dem bestimmte wissenschaftliche Phänomene funktionieren. Prinzipien haben normalerweise mehr Anforderungen oder Kriterien, wenn sie verwendet werden können. Sie erfordern im Allgemeinen mehr Erklärungen, um sie zu artikulieren, als eine einzige universelle Gleichung.

Prinzipien können auch bestimmte Werte und Konzepte beschreiben, wie die Entropie oder das Archimedes-Prinzip, das den Auftrieb mit dem Gewicht des verdrängten Wassers in Beziehung setzt. Wissenschaftler verfolgen typischerweise eine Methode, um ein Problem zu identifizieren, Informationen zu sammeln, Hypothesen zu bilden und zu testen und Schlussfolgerungen zu ziehen, wenn sie Prinzipien bestimmen.

Prinzipien können auch allgemeine Ideen sein, die Disziplinen wie Zelltheorie, Gentheorie, Evolution, Homöostase und Gesetze der Thermodynamik bestimmen, die eine wissenschaftliche Definition von Prinzipien sind Biologie Sie sind an einer Vielzahl von Phänomenen in der Biologie beteiligt und sollen, anstatt ein eindeutiges, universelles Merkmal des Universums bereitzustellen, Theorien und Forschung in Biologie.

Es gibt noch andere Beispiele für wissenschaftliche Prinzipien im Alltag. Es ist unmöglich, zwischen einer Gravitationskraft und der Trägheitskraft zu unterscheiden, der Kraft, die ein Objekt beschleunigt, bekannt als das Äquivalenzprinzip. Es sagt Ihnen, dass Sie die Gravitation nicht messen können, wenn Sie sich im freien Fall in einem Aufzug befinden Kraft, weil du sie nicht von der Kraft unterscheiden konntest, die dich in die entgegengesetzte Richtung zieht Schwere.

Newtons erstes Gesetz, dass ein bewegtes Objekt in Bewegung bleibt, bis es von einer äußeren Kraft beeinflusst wird, bedeutet, dass Objekte, die keine Nettokraft (die Summe aller Kräfte auf ein Objekt) haben, keine Erfahrung machen Beschleunigung. Es bleibt entweder in Ruhe oder bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit, der Richtung und Geschwindigkeit eines Objekts. Es ist sehr zentral und vielen Phänomenen gemeinsam, wie es die Bewegung eines Objekts mit den darauf wirkenden Kräften verbindet, egal ob es sich um einen Himmelskörper oder eine auf dem Boden ruhende Kugel handelt.

Newtons zweites Gesetz, F = ma, können Sie für diese Objekte die Beschleunigung oder Masse aus dieser Nettokraft bestimmen. Sie können die Nettokraft aufgrund der Schwerkraft eines fallenden Balls oder eines abbiegenden Autos berechnen. Dieses grundlegende Merkmal physikalischer Phänomene macht es zu einem universellen Gesetz.

Das dritte Newtonsche Gesetz veranschaulicht diese Merkmale ebenfalls. Newtons drittes Gesetz besagt, dass es für jede Aktion eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion gibt. Die Aussage bedeutet, dass bei jeder Interaktion ein Kräftepaar auf die beiden interagierenden Objekte einwirkt. Wenn die Sonne die Planeten auf ihrer Umlaufbahn anzieht, ziehen sich die Planeten als Reaktion zurück. Diese Gesetze der Physik beschreiben diese Eigenschaften der Natur als dem Universum innewohnend.

Heisenbergs Unsicherheitsprinzip kann als "nichts hat eine bestimmte Position, eine bestimmte Flugbahn oder einen bestimmten Impuls" beschrieben werden, aber es bedarf auch einer weiteren Erklärung zur Klarheit. Als der Physiker Werner Heisenberg versuchte, subatomare Teilchen genauer zu untersuchen, fand er es unmöglich, Impuls und Position eines Teilchens gleichzeitig genau zu bestimmen.

Heisenberg benutzte das deutsche Wort "Ungenauigkeit", was "Ungenauigkeit" und nicht "Unsicherheit" bedeutet, um dieses Phänomen zu beschreiben, das wir als. bezeichnen würden Unschärferelation. Der Impuls, das Produkt aus Geschwindigkeit und Masse eines Objekts, und seine Position stehen immer in einem Kompromiss zueinander.

Das ursprüngliche deutsche Wort beschreibt die Phänomene genauer als das Wort "Unsicherheit". Das Unsicherheitsprinzip fügt Beobachtungen, die auf der Ungenauigkeit der wissenschaftlichen Messungen eines Physikers beruhen, Unsicherheit hinzu. Da diese Prinzipien stark vom Kontext und den Bedingungen des Prinzips abhängen, sind sie eher Leittheorien, die verwendet werden, um Vorhersagen über die Phänomene des Universums zu treffen, als Gesetze.

Wenn eine Physikerin die Bewegung eines Elektrons in einer großen Kiste untersuchte, könnte sie eine ziemlich genaue Vorstellung davon bekommen, wie es sich durch die Kiste bewegen würde. Aber wenn die Kiste immer kleiner gemacht würde, so dass sich das Elektron nicht bewegen könnte, würden wir mehr darüber wissen, wo sich das Elektron befindet, aber viel weniger darüber, wie schnell es sich fortbewegt. Bei Objekten unseres täglichen Lebens, wie zum Beispiel einem fahrenden Auto, können Sie zwar den Impuls und die Position bestimmen, aber es wäre immer noch ein sehr geringe Unsicherheit bei diesen Messungen, da die Unsicherheiten für Partikel viel signifikanter sind als im Alltag Objekte.

Während Gesetze und Prinzipien diese beiden unterschiedlichen Ideen in Physik, Biologie und anderen Disziplinen beschreiben, Theorien sind Sammlungen von Konzepten, Gesetzen und Ideen, um Beobachtungen des Universums zu erklären. Die Evolutionstheorie und die Allgemeine Relativitätstheorie beschreiben, wie sich Arten über Generationen verändert haben bzw. wie massereiche Objekte durch die Schwerkraft die Raumzeit verzerren.

•••Syed Hussain Ather

In der Mathematik können sich Forscher auf Sätze, mathematische Behauptungen, die bewiesen oder widerlegt werden können, und Lemmata, weniger wichtige Ergebnisse, die normalerweise als Schritte zum Beweis von Theoremen verwendet werden. Der Satz des Pythagoras hängt von der Geometrie eines rechtwinkligen Dreiecks ab, um die Länge ihrer Seiten zu bestimmen. Es lässt sich mathematisch beweisen.

Wenn x und ja sind zwei beliebige ganze Zahlen, so dass a = x²− ja², b = 2xy, und c = x2 + y2, dann:

1. ein² + b² = (x² − ja²)² + (2xy)²
2. ein² + b² = x⁴ − 2x²ja² + x⁴ + 4x²ja²
3. ein² + b² = x⁴ + 2x²ja² + x⁴
4. ein² + b² = (x² + ja²)²= c²

•••Syed Hussain Ather

Andere Begriffe sind möglicherweise nicht so klar. Der Unterschied zwischen a Regel und ein Prinzip kann diskutiert werden, aber Regeln beziehen sich im Allgemeinen darauf, wie aus verschiedenen Möglichkeiten die richtige Antwort bestimmt wird. Die Rechte-Hand-Regel lässt Physiker bestimmen, wie elektrischer Strom, magnetisches Feld und magnetische Kraft von der Richtung abhängen. Obwohl es auf grundlegenden Gesetzen und Theorien des Elektromagnetismus basiert, wird es eher als allgemeine "Faustregel" beim Lösen von Gleichungen in Elektrizität und Magnetismus verwendet.

Wenn Sie die Rhetorik hinter der Kommunikation von Wissenschaftlern untersuchen, erfahren Sie mehr darüber, was sie meinen, wenn sie das Universum beschreiben. Das Verständnis der Verwendung dieser Begriffe ist wichtig, um ihre wahre Bedeutung zu verstehen.