Różnica między prawem a zasadą w fizyce

Terminy używane przez naukowców do opisu tego, co badają, mogą wydawać się arbitralne. Może się wydawać, że słowa, których używają, są tylko słowami, które nie mają dla nich nic innego. Jednak studiowanie terminów używanych przez naukowców do opisu różnych zjawisk pozwala lepiej zrozumieć ich znaczenie.

•••Syed Hussain Ather

Prawo powszechnego ciążenia Newtona demonstruje uniwersalizowalną, powszechną naturę praw opisujących naturę i wszechświat.

Różnice między terminologią w znaczeniu prawa fizyki a zasadami fizyki mogą być mylące.

• Prawa to ogólne zasady i idee, które są zgodne z naturą wszechświata, podczas gdy zasady opisują konkretne zjawiska, które wymagają jasności i wyjaśnienia. Inne terminy, takie jak twierdzenia, teorie i reguły, mogą opisywać naturę i wszechświat. Zrozumienie różnic między tymi terminami w fizyce może poprawić twoją retorykę i język podczas mówienia o nauce.

ZA prawo jest ważnym wglądem w naturę wszechświata. Prawo można eksperymentalnie zweryfikować, biorąc pod uwagę obserwacje dotyczące wszechświata i pytając, jaka ogólna zasada nimi rządzi. Prawa mogą stanowić jeden zestaw kryteriów opisujących zjawiska, takie jak pierwsze prawo Newtona (obiekt pozostanie w spoczynku lub poruszać się ze stałą prędkością, chyba że działa na nią siła zewnętrzna) lub jedno równanie, takie jak drugie prawo Newtona

Prawa są wyprowadzane na podstawie wielu obserwacji i uwzględniania różnych możliwości konkurujących hipotez. Nie wyjaśniają mechanizmu, za pomocą którego zachodzi zjawisko, ale raczej opisują te liczne obserwacje. To, które prawo najlepiej wyjaśnia te obserwacje empiryczne, wyjaśniając zjawiska w sposób ogólny, zuniwersalizowany, jest prawem akceptowanym przez naukowców. Prawa są stosowane do wszystkich obiektów niezależnie od scenariusza, ale mają znaczenie tylko w określonych kontekstach.

ZA zasada to reguła lub mechanizm, dzięki któremu działają określone zjawiska naukowe. Zasady zazwyczaj mają więcej wymagań lub kryteriów, kiedy mogą być stosowane. Zwykle wymagają więcej wyjaśnień, aby wyrazić, w przeciwieństwie do pojedynczego uniwersalnego równania.

Zasady mogą również opisywać określone wartości i pojęcia, takie jak entropia lub zasada Archimedesa, która wiąże wyporność z ciężarem wypartej wody. Przy ustalaniu zasad naukowcy zazwyczaj stosują metodę identyfikacji problemu, zbierania informacji, formułowania i testowania hipotez oraz wyciągania wniosków.

Zasady mogą być również ogólnymi ideami, które rządzą takimi dyscyplinami, jak teoria komórek, teoria genów, ewolucja, homeostaza i prawa termodynamiki będące naukową definicją zasady w biologia Są zaangażowani w różne zjawiska w biologii i zamiast zapewniać określoną, uniwersalną cechę wszechświata, mają rozwijać teorie i badania w biologia.

Istnieją inne przykłady zasad naukowych w życiu codziennym. Nie da się odróżnić siły grawitacji od siły bezwładności, siły przyspieszającej obiekt, znanej jako zasada równoważności. Mówi ci, że jeśli jesteś w windzie podczas swobodnego spadania, nie będziesz w stanie zmierzyć grawitacji siły, ponieważ nie potrafiłeś odróżnić jej od siły, która ciągnie Cię w kierunku przeciwnym do powaga.

pierwsze prawo Newtona, że ​​obiekt w ruchu pozostanie w ruchu, dopóki nie zadziała na niego siła zewnętrzna, oznacza, że ​​obiekty, które nie mają siły wypadkowej (suma wszystkich sił działających na obiekt), nie będą doświadczane przyśpieszenie. Będzie albo pozostawać w spoczynku, albo poruszać się ze stałą prędkością, kierunkiem i prędkością obiektu. Jest to bardzo centralne i wspólne dla wielu zjawisk, w jaki sposób łączy ruch obiektu z siłami, które na niego działają, bez względu na to, czy jest to ciało niebieskie, czy kula spoczywająca na ziemi.

drugie prawo Newtona, F = ma, pozwala określić przyspieszenie lub masę z tej siły wypadkowej dla tych obiektów. Możesz obliczyć siłę wypadkową spowodowaną grawitacją spadającej piłki lub samochodu wykonującego skręt. Ta podstawowa cecha zjawisk fizycznych sprawia, że ​​jest to prawo zuniwersalizowane.

Trzecie prawo Newtona również ilustruje te cechy. Trzecie prawo Newtona mówi, że na każde działanie odpowiada równa i przeciwna reakcja. Stwierdzenie to oznacza, że ​​w każdej interakcji istnieje para sił działających na dwa oddziaływujące obiekty. Kiedy Słońce przyciąga do siebie planety podczas ich orbitowania, planety cofają się w odpowiedzi. Te prawa fizyki opisują te cechy natury jako nieodłączne we wszechświecie.

Zasadę nieoznaczoności Heisenberga można opisać jako „nic nie ma określonej pozycji, określonej trajektorii lub określonego pędu”, ale wymaga ona również dalszych wyjaśnień dla jasności. Kiedy fizyk Werner Heisenberg próbował badać cząstki subatomowe z większą precyzją, odkrył, że niemożliwe jest dokładne jednoczesne określenie pędu i położenia cząstki.

Heisenberg użył niemieckiego słowa „Ungenauigkeit”, co oznacza „nieprecyzyjność”, a nie „niepewność”, aby opisać to zjawisko, które nazwalibyśmy Zasada niepewności. Pęd, iloczyn prędkości i masy obiektu oraz pozycja są zawsze w kompromisie między sobą.

Oryginalne niemieckie słowo opisuje zjawiska dokładniej niż słowo „niepewność”. Zasada nieoznaczoności dodaje niepewność do obserwacji opartych na niedokładności pomiarów naukowych fizyka. Ponieważ zasady te w dużym stopniu zależą od kontekstu i warunków zasady, bardziej przypominają teorie przewodnie używane do przewidywania zjawisk wszechświata niż prawa.

Gdyby fizyk badał ruch elektronu w dużym pudełku, mogłaby dość dokładnie określić, jak będzie przemieszczał się w tym pudełku. Ale gdyby pudełko było coraz mniejsze, tak że elektron nie mógłby się poruszać, wiedzielibyśmy więcej o tym, gdzie jest elektron, ale znacznie mniej o tym, jak szybko się porusza. W przypadku obiektów w naszym codziennym życiu, takich jak poruszający się samochód, można określić pęd i położenie, ale i tak byłoby bardzo niewielka ilość niepewności przy tych pomiarach, ponieważ niepewności są znacznie bardziej znaczące dla cząstek niż codziennie przedmioty.

Chociaż prawa i zasady opisują te dwie różne idee w fizyce, biologii i innych dyscyplinach, teorie to zbiory pojęć, praw i pomysłów wyjaśniających obserwacje wszechświata. Teoria ewolucji i ogólna teoria względności opisują, w jaki sposób gatunki zmieniały się na przestrzeni pokoleń i jak masywne obiekty zniekształcają czasoprzestrzeń poprzez grawitację.

•••Syed Hussain Ather

W matematyce badacze mogą odwoływać się do: twierdzenia, twierdzenia matematyczne, które można udowodnić lub obalić, oraz lematy, mniej ważne wyniki są zwykle używane jako kroki do udowodnienia twierdzeń. Twierdzenie Pitagorasa zależy od geometrii trójkąta prostokątnego, aby określić długość ich boków. Można to udowodnić matematycznie.

Gdyby x i tak są jakieś dwie liczby całkowite takie, że a = x²− y², b = 2xy, i c = x2 + y2, następnie:

1. za² + b² = (x² − y²)² + (2xy)²
2. za² + b² = x⁴ − 2x²tak² + X⁴ + 4x²tak²
3. za² + b² = x⁴ + 2x²tak² + X⁴
4. za² + b² = (x² + y²)²= c²

•••Syed Hussain Ather

Inne warunki mogą nie być tak jasne. Różnica między reguła i zasada może być dyskutowana, ale zasady ogólnie odnoszą się do tego, jak określić poprawną odpowiedź z różnych możliwości. Reguła prawej ręki pozwala fizykom określić, w jaki sposób prąd elektryczny, pole magnetyczne i siła magnetyczna zależą od siebie nawzajem. Chociaż opiera się na podstawowych prawach i teoriach elektromagnetyzmu, jest bardziej używana jako ogólna „zasada” przy rozwiązywaniu równań w elektryczności i magnetyzmie.

Zbadanie retoryki stojącej za tym, jak naukowcy komunikują się, powie ci więcej o tym, co mają na myśli opisując wszechświat. Zrozumienie użycia tych terminów jest istotne dla zrozumienia ich prawdziwego znaczenia.