Razlika između zakona i principa u fizici

Izrazi koje znanstvenici koriste za opisivanje onoga što proučavaju mogu izgledati proizvoljno. Može se činiti kao da su riječi koje koriste samo riječi kojima ništa drugo ne pripadaju. Ali proučavanje pojmova koje znanstvenici koriste za opisivanje različitih pojava omogućuje vam bolje razumijevanje značenja koje stoji iza njih.

•••Syed Hussain Ather

Newtonov zakon univerzalne gravitacije pokazuje univerzalnost, zajedničku prirodu zakona koji opisuju prirodu i svemir.

Razlike između terminologije u značenju zakona fizike i principa fizike mogu zbuniti.

• Zakoni su opća pravila i ideje koje se pridržavaju prirode svemira, dok principi opisuju specifične pojave koje zahtijevaju jasnoću i objašnjenje. Ostali pojmovi poput teorema, teorija i pravila mogu opisati prirodu i svemir. Razumijevanje razlika između ovih izraza u fizici može poboljšati vašu retoriku i jezik kada govorite o znanosti.

A zakon važan je uvid u prirodu svemira. Zakon se može eksperimentalno provjeriti uzimajući u obzir opažanja o svemiru i pitajući se kojim općim pravilom njima vlada. Zakoni mogu biti jedan skup kriterija za opisivanje pojava poput Newtonovog prvog zakona (objekt će mirovati ili kretati se konstantnom brzinom ako na njih ne djeluje vanjska sila) ili jedna jednadžba poput Newtonovog drugog zakona

Zakoni se izvode kroz mnoštvo promatranja i obračunavanja različitih mogućnosti konkurentskih hipoteza. Oni ne objašnjavaju mehanizam kojim se pojava javlja, već opisuju ta brojna zapažanja. Koji god zakon najbolje može objasniti ova empirijska promatranja objašnjavanjem pojava na općenit, univerzaliziran način, zakon je koji znanstvenici prihvaćaju. Zakoni se primjenjuju na sve objekte bez obzira na scenarij, ali imaju smisla samo u određenom kontekstu.

A načelo je pravilo ili mehanizam kojim djeluju određeni znanstveni fenomeni. Načela obično imaju više zahtjeva ili kriterija kada se mogu koristiti. Oni općenito zahtijevaju više objašnjenja da bi ih artikulirali za razliku od jedne univerzalne jednadžbe.

Principi također mogu opisati specifične vrijednosti i koncepte kao što su entropija ili Arhimedov princip, koji povezuje uzgon i težinu istisnute vode. Znanstvenici obično slijede metodu identificiranja problema, prikupljanja informacija, oblikovanja i testiranja hipoteza i donošenja zaključaka prilikom određivanja principa.

Načela mogu biti i općenite ideje koje upravljaju disciplinama poput teorije stanica, teorije gena, evolucije, homeostaze i zakona termodinamike, što je definicija znanstvenog principa u biologija Sudjelovali su u raznim fenomenima u biologiji i, umjesto da pružaju određeno, univerzalno obilježje svemira, namijenjeni su daljnjim teorijama i istraživanjima u biologija.

Postoje i drugi primjeri znanstvenih principa u svakodnevnom životu. Nemoguće je razlikovati gravitacijsku silu od inercijske sile, sile koja ubrzava objekt, poznato kao princip ekvivalencije. Kaže vam da ako u slobodnom padu budete u dizalu, nećete moći izmjeriti gravitaciju sila jer je niste mogli razlikovati od sile koja vas vuče u smjeru suprotnom od gravitacija.

Newtonov prvi zakon, da će objekt u pokretu ostati u pokretu dok na njega ne djeluje vanjska sila, znači da objekti koji nemaju neto silu (zbroj svih sila na objekt) neće doživjeti ubrzanje. Ili će ostati u mirovanju ili će se kretati konstantnom brzinom, smjerom i brzinom objekta. Vrlo je središnja i zajednička mnogim pojavama u tome kako povezuje kretanje predmeta sa silama koje na njega djeluju, bez obzira radi li se o nebeskom tijelu ili lopti koja leži na zemlji.

Newtonov drugi zakon, F = ma, omogućuje vam utvrđivanje ubrzanja ili mase iz ove neto sile za ove objekte. Možete izračunati neto silu zbog gravitacije padajuće kugle ili automobila koji skreće. To temeljno obilježje fizičkih pojava čini ga univerzalnim zakonom.

Treći Newtonov zakon ilustrira i ove značajke. Treći Newtonov zakon kaže da za svaku akciju postoji jednaka i suprotna reakcija. Izjava znači da u svakoj interakciji postoji par sila koje djeluju na dva interakcijska objekta. Kada Sunce povuče planete prema sebi dok orbitiraju, planeti se povuku kao odgovor. Ti zakoni fizike opisuju ove značajke prirode kao svojstvene svemiru.

Heisenbergov princip nesigurnosti može se opisati kao "ništa nema određeni položaj, određenu putanju ili određeni zamah", ali također zahtijeva daljnje objašnjenje radi jasnosti. Kada je fizičar Werner Heisenberg pokušao proučavati subatomske čestice s povećanom preciznošću, otkrio je kako je nemoguće istodobno odrediti zamah i položaj čestice istovremeno.

Heisenberg je upotrijebio njemačku riječ "Ungenauigkeit", što znači "nepreciznost", a ne "nesigurnost", da bi opisao ove pojave koje bismo nazvali Načelo nesigurnosti. Zamah, umnožak brzine i mase objekta i položaja uvijek su u međusobnoj razmjeni.

Izvorna njemačka riječ opisuje pojave preciznije od riječi "nesigurnost". Princip nesigurnosti dodaje nesigurnost promatranjima na temelju nepreciznosti znanstvenih mjerenja fizičara. Budući da ti principi uvelike ovise o kontekstu i uvjetima principa, oni više sliče teorijama vodiljama koje se koriste za proricanje o fenomenima svemira nego zakonima.

Kad bi fizičar proučavao gibanje elektrona u velikoj kutiji, mogla bi dobiti prilično točnu predodžbu o tome kako će putovati kroz kutiju. Ali da su kutije sve manje i manje tako da se elektron ne može pomicati, znali bismo više o tome gdje je elektron, ali mnogo manje o brzini putovanja. Za objekte u našem svakodnevnom životu, poput automobila u pokretu, možete odrediti zamah i položaj, ali i dalje bi postojala vrlo mala količina nesigurnosti kod ovih mjerenja jer su nesigurnosti puno značajnije za čestice nego svakodnevne predmeta.

Iako zakoni i principi opisuju ove dvije različite ideje iz fizike, biologije i drugih disciplina, teorije su zbirke koncepata, zakona i ideja kojima se objašnjavaju promatranja svemira. Teorija evolucije i opća teorija relativnosti opisuju kako su se vrste mijenjale generacijama, a kako masivni predmeti iskrivljuju prostor-vrijeme gravitacijom.

•••Syed Hussain Ather

U matematici se istraživači mogu pozivati ​​na teoremi, matematičke tvrdnje koje se mogu dokazati ili pobiti, i leme, manje važni rezultati koji se obično koriste kao koraci za dokazivanje teorema. Pitagorin teorem ovisi o geometriji pravokutnog trokuta kako bi odredio duljinu njihovih stranica. To se može matematički dokazati.

Ako x i g jesu li bilo koja dva cijela broja takva da a = x²- g², b = 2xy, i c = x2 + y2, zatim:

1. a² + b² = (x² - g²)² + (2x)²
2. a² + b² = x⁴ - 2x²g² + x⁴ + 4x²g²
3. a² + b² = x⁴ + 2x²g² + x⁴
4. a² + b² = (x² + god²)²= c²

•••Syed Hussain Ather

Ostali pojmovi možda nisu toliko jasni. Razlika između a Pravilo i o principu se može raspravljati, ali pravila se općenito odnose na to kako odrediti točan odgovor iz različitih mogućnosti. Pravilo s desne strane omogućuje fizičarima da odrede kako električna struja, magnetsko polje i magnetska sila ovise o smjeru jedni drugih. Iako se temelji na temeljnim zakonima i teorijama elektromagnetizma, više se koristi kao opće "osnovno pravilo" u rješavanju jednadžbi u elektricitetu i magnetizmu.

Ispitivanje retorike iza koje znanstvenici komuniciraju govori vam više o tome što misle kad opisuju svemir. Razumijevanje upotrebe ovih izraza bitno je za razumijevanje njihovog istinskog značenja.