Perbedaan Antara Hukum dan Prinsip dalam Fisika

Istilah-istilah yang digunakan para ilmuwan untuk menggambarkan apa yang mereka pelajari dapat tampak sewenang-wenang. Tampaknya seolah-olah kata-kata yang mereka gunakan hanyalah kata-kata tanpa ada yang lain bagi mereka. Tetapi mempelajari istilah yang digunakan para ilmuwan untuk menggambarkan berbagai fenomena memungkinkan Anda lebih memahami makna di baliknya.

•••Syed Hussain Ather

Hukum gravitasi universal Newton menunjukkan sifat umum yang dapat diuniversalkan dari hukum-hukum yang menggambarkan alam dan alam semesta.

Perbedaan antara terminologi dalam arti hukum fisika dan prinsip-prinsip fisika dapat membingungkan.

• Hukum adalah aturan dan gagasan umum yang melekat pada sifat alam semesta, sedangkan prinsip menggambarkan fenomena khusus yang memerlukan kejelasan dan penjelasan. Istilah lain seperti teorema, teori, dan aturan dapat menggambarkan alam dan alam semesta. Memahami perbedaan antara istilah-istilah ini dalam fisika dapat meningkatkan retorika dan bahasa Anda ketika berbicara tentang sains.

SEBUAH hukum merupakan wawasan penting tentang sifat alam semesta. Sebuah hukum dapat diverifikasi secara eksperimental dengan mempertimbangkan pengamatan tentang alam semesta dan menanyakan aturan umum apa yang mengaturnya. Hukum mungkin satu set kriteria untuk menggambarkan fenomena seperti hukum pertama Newton (sebuah benda akan tetap diam atau bergerak dengan kecepatan konstan kecuali jika ditindaklanjuti oleh gaya eksternal) atau satu persamaan seperti hukum kedua Newton Newton (F = ma untuk gaya total, massa, dan percepatan).

Hukum disimpulkan melalui banyak pengamatan dan memperhitungkan berbagai kemungkinan hipotesis yang bersaing. Mereka tidak menjelaskan mekanisme terjadinya suatu fenomena, tetapi, sebaliknya, menggambarkan banyak pengamatan ini. Hukum mana pun yang dapat menjelaskan pengamatan empiris ini dengan menjelaskan fenomena secara umum dan universal adalah hukum yang diterima para ilmuwan. Hukum diterapkan pada semua objek terlepas dari skenario tetapi hanya bermakna dalam konteks tertentu.

SEBUAH prinsip adalah aturan atau mekanisme di mana fenomena ilmiah tertentu bekerja. Prinsip biasanya memiliki lebih banyak persyaratan atau kriteria ketika dapat digunakan. Mereka umumnya membutuhkan lebih banyak penjelasan untuk diartikulasikan sebagai lawan dari persamaan universal tunggal.

Prinsip juga dapat menggambarkan nilai dan konsep tertentu seperti entropi atau prinsip Archimedes, yang menghubungkan daya apung dengan berat air yang dipindahkan. Para ilmuwan biasanya mengikuti metode mengidentifikasi masalah, mengumpulkan informasi, membentuk dan menguji hipotesis dan menarik kesimpulan ketika menentukan prinsip.

Prinsip juga bisa menjadi ide umum yang mengatur disiplin ilmu seperti teori sel, teori gen, evolusi, homeostasis, dan hukum termodinamika menjadi definisi prinsip ilmiah dalam biologi Mereka terlibat dalam berbagai fenomena dalam biologi dan, alih-alih memberikan fitur alam semesta yang pasti dan universal, mereka dimaksudkan untuk teori dan penelitian lebih lanjut dalam biologi.

Ada contoh lain dari prinsip-prinsip ilmiah dalam kehidupan sehari-hari. Mustahil untuk membedakan antara gaya gravitasi dan gaya inersia, gaya untuk mempercepat suatu benda, yang dikenal sebagai prinsip ekivalensi. Ini memberi tahu Anda bahwa jika Anda berada di lift yang jatuh bebas, Anda tidak akan dapat mengukur gravitasi kekuatan karena Anda tidak bisa membedakan antara itu dan kekuatan yang menarik Anda ke arah yang berlawanan dengan gravitasi.

Hukum I Newton, bahwa suatu benda yang bergerak akan tetap bergerak sampai ada gaya luar yang bekerja, berarti benda yang tidak memiliki gaya total (jumlah semua gaya pada suatu benda) tidak akan mengalami percepatan. Itu akan tetap diam atau bergerak dengan kecepatan konstan, arah dan kecepatan suatu objek. Ini sangat sentral dan umum untuk banyak fenomena dalam cara menghubungkan gerakan suatu objek dengan gaya yang bekerja padanya tidak peduli apakah itu benda langit atau bola yang bertumpu di tanah.

hukum kedua Newton, F = ma, memungkinkan Anda menentukan percepatan atau massa dari gaya total ini untuk benda-benda ini. Anda dapat menghitung gaya total akibat gravitasi bola yang jatuh atau mobil yang berbelok. Fitur mendasar dari fenomena fisik membuatnya menjadi hukum universal.

Hukum ketiga Newton menggambarkan fitur ini juga. Hukum III Newton menyatakan bahwa untuk setiap aksi, ada reaksi yang sama besar dan berlawanan arah. Pernyataan tersebut berarti bahwa dalam setiap interaksi terdapat sepasang gaya yang bekerja pada dua benda yang berinteraksi. Ketika matahari menarik planet-planet ke arahnya saat mereka mengorbit, planet-planet menarik kembali sebagai tanggapan.

Prinsip Ketidakpastian Heisenberg dapat digambarkan sebagai "tidak ada yang memiliki posisi yang pasti, lintasan yang pasti, atau momentum yang pasti," tetapi juga memerlukan penjelasan lebih lanjut untuk kejelasan. Ketika fisikawan Werner Heisenberg mencoba mempelajari partikel subatomik dengan presisi yang meningkat, ia menemukan bahwa mustahil untuk secara tepat menentukan momentum dan posisi partikel secara bersamaan.

Heisenberg menggunakan kata Jerman "Ungenauigkeit," yang berarti "ketidaktepatan" bukan "ketidakpastian" untuk menggambarkan fenomena ini yang kita sebut Prinsip ketidakpastian. Momentum, produk dari kecepatan dan massa suatu benda, dan posisi selalu berada pada tradeoff antara satu sama lain.

Kata asli Jerman menggambarkan fenomena lebih akurat daripada kata "ketidakpastian". Prinsip Ketidakpastian menambahkan ketidakpastian pada pengamatan berdasarkan ketidaktepatan pengukuran ilmiah fisikawan. Karena prinsip-prinsip ini sangat bergantung pada konteks dan kondisi prinsip, mereka lebih seperti teori pemandu yang digunakan untuk membuat prediksi tentang fenomena alam semesta daripada hukum.

Jika seorang fisikawan mempelajari gerakan elektron di dalam kotak besar, dia bisa mendapatkan gambaran yang cukup akurat tentang bagaimana elektron itu akan bergerak di seluruh kotak. Tetapi jika kotak itu dibuat lebih kecil dan lebih kecil sehingga elektron tidak bisa bergerak, kita akan tahu lebih banyak tentang di mana elektron berada, tetapi tahu lebih sedikit tentang seberapa cepat ia bergerak. Untuk benda-benda dalam kehidupan kita sehari-hari, seperti mobil yang bergerak, Anda dapat menentukan momentum dan posisinya, tetapi tetap ada sejumlah kecil ketidakpastian dengan pengukuran ini karena ketidakpastian jauh lebih signifikan untuk partikel daripada sehari-hari objek.

Sementara hukum dan prinsip menggambarkan dua ide yang berbeda di seluruh fisika, biologi dan disiplin ilmu lainnya, teori adalah kumpulan konsep, hukum, dan ide untuk menjelaskan pengamatan alam semesta. Teori evolusi dan teori relativitas umum menjelaskan bagaimana spesies telah berubah dari generasi ke generasi dan bagaimana benda-benda masif mendistorsi ruang-waktu melalui gravitasi, masing-masing.

•••Syed Hussain Ather

Dalam matematika, peneliti dapat merujuk pada teorema, klaim matematis yang dapat dibuktikan atau disangkal, dan lemma, hasil yang kurang penting biasanya digunakan sebagai langkah untuk membuktikan teorema. Teorema Pythagoras bergantung pada geometri segitiga siku-siku untuk menentukan panjang sisi-sisinya. Itu bisa dibuktikan secara matematis.

Jika x dan kamu adalah dua bilangan bulat sehingga a = x²y², b = 2xy, dan c = x2 + y2, kemudian:

1. Sebuah² + b² = (x² y²)² + (2xy)²
2. Sebuah² + b² = x⁴ 2x²kamu² + x⁴ + 4x²kamu²
3. Sebuah² + b² = x⁴ + 2x²kamu² + x⁴
4. Sebuah² + b² = (x² + kamu²)²= c²

•••Syed Hussain Ather

Istilah lain mungkin tidak begitu jelas. Perbedaan antara aturan dan sebuah prinsip dapat diperdebatkan, tetapi aturan umumnya mengacu pada bagaimana menentukan jawaban yang benar dari kemungkinan yang berbeda. Aturan tangan kanan memungkinkan fisikawan menentukan bagaimana arus listrik, medan magnet, dan gaya magnet bergantung pada arah satu sama lain. Meskipun didasarkan pada hukum dasar dan teori elektromagnetisme, ini lebih digunakan sebagai "aturan praktis" umum dalam memecahkan persamaan dalam listrik dan magnet.

Meneliti retorika di balik bagaimana para ilmuwan berkomunikasi memberi tahu Anda lebih banyak tentang apa artinya ketika mereka menggambarkan alam semesta. Memahami penggunaan istilah-istilah ini berkaitan dengan memahami arti sebenarnya.