Rozdiel medzi zákonom a princípom vo fyzike

Pojmy, ktoré vedci používajú na opis toho, čo študujú, sa môžu javiť ako svojvoľné. Môže sa zdať, že slová, ktoré používajú, sú iba slovami, ktoré pre nich nemajú nič iné. Štúdium výrazov, ktoré vedci používajú na opis rôznych javov, vám umožní lepšie pochopiť význam, ktorý sa za nimi skrýva.

•••Syed Hussain Ather

Newtonov zákon univerzálnej gravitácie demonštruje univerzalizovateľnú, spoločnú podstatu zákonov, ktoré popisujú prírodu a vesmír.

Rozdiely medzi terminológiou vo význame fyzikálneho zákona a fyzikálnymi princípmi môžu byť mätúce.

• Zákony sú všeobecné pravidlá a predstavy, ktoré sa riadia podstatou vesmíru, zatiaľ čo princípy popisujú konkrétne javy, ktoré si vyžadujú jasnosť a vysvetlenie. Prírodu a vesmír môžu popisovať aj ďalšie pojmy ako vety, teórie a pravidlá. Pochopenie rozdielov medzi týmito pojmami vo fyzike môže zlepšiť vašu rétoriku a jazyk, keď hovoríte o vede.

A zákon je dôležitý pohľad na podstatu vesmíru. Zákon je možné experimentálne overiť tak, že sa vezmú do úvahy pozorovania o vesmíre a bude sa pýtať, aké všeobecné pravidlo ich riadi. Zákony môžu byť jedným súborom kritérií na opis javov, ako je napríklad prvý Newtonov zákon (objekt zostane v pokoji alebo pohybovať sa pohybom konštantnej rýchlosti, pokiaľ na ne nepôsobí vonkajšia sila) alebo jednou rovnicou, ako je napríklad Newtonov druhý zákon

Zákony sa odvodzujú pomocou mnohých pozorovaní a vysvetľovania rôznych možností konkurenčných hypotéz. Nevysvetľujú mechanizmus, podľa ktorého sa jav vyskytuje, ale skôr popisujú tieto početné pozorovania. Zákon, ktorý vedci akceptujú, podľa toho, ktorý zákon môže najlepšie zohľadniť tieto empirické pozorovania vysvetlením javov všeobecne a univerzálne. Zákony sa uplatňujú na všetky objekty bez ohľadu na scenár, majú však zmysel iba v určitých kontextoch.

A princíp je pravidlo alebo mechanizmus, ktorým fungujú konkrétne vedecké javy. Zásady majú zvyčajne viac požiadaviek alebo kritérií, keď sa dajú použiť. Všeobecne si vyžadujú ďalšie vysvetlenie, aby sa dala formulovať, na rozdiel od jednej univerzálnej rovnice.

Princípy môžu tiež popisovať konkrétne hodnoty a koncepty, ako je entropia alebo Archimedov princíp, ktorý súvisí so vztlakom s hmotnosťou vytlačenej vody. Vedci sa pri určovaní princípov zvyčajne riadia metódou identifikácie problému, zhromažďovania informácií, formovania a testovania hypotéz a vyvodzovania záverov.

Princípom môžu byť aj všeobecné myšlienky, ktoré riadia disciplíny ako teória buniek, génová teória, evolúcia, homeostáza a zákony termodynamiky, ktoré sú vedeckou definíciou princípu v biológia Sú zapojené do rôznych javov v biológii a namiesto toho, aby poskytovali jednoznačnú a univerzálnu vlastnosť vesmíru, majú slúžiť na ďalšie teórie a výskum v biológia.

V každodennom živote existujú ďalšie príklady vedeckých princípov. Je nemožné rozlíšiť medzi gravitačnou silou a zotrvačnou silou, silou na zrýchlenie objektu, ktorá sa nazýva princíp ekvivalencie. Hovorí vám, že ak ste vo výťahu vo voľnom páde, nedokázali by ste zmerať gravitáciu sila, pretože ste nedokázali rozlíšiť medzi ňou a silou, ktorá vás ťahá v opačnom smere gravitácia.

Newtonov prvý zákon, že predmet v pohybe zostane v pohybe, kým na neho nebude pôsobiť vonkajšia sila, znamená objekty, ktoré nemajú žiadnu čistú silu (súčet všetkých síl na objekt), ktoré nezažijú zrýchlenie. Buď zostane v pokoji, alebo sa bude pohybovať konštantnou rýchlosťou, smerom a rýchlosťou objektu. Je to veľmi ústredné a spoločné pre mnoho javov, v ktorých spája pohyb objektu so silami, ktoré na neho pôsobia, bez ohľadu na to, či ide o nebeské teleso alebo guľu spočívajúcu na zemi.

Newtonov druhý zákon, F = ma, vám umožňuje určiť zrýchlenie alebo hmotnosť z tejto čistej sily pre tieto objekty. Môžete vypočítať čistú silu v dôsledku gravitácie padajúcej gule alebo otočeného auta. Táto základná vlastnosť fyzikálnych javov z neho robí univerzalizovaný zákon.

Aj tieto znaky ilustruje tretí Newtonov zákon. Tretí Newtonov zákon hovorí, že pre každú akciu existuje rovnaká a opačná reakcia. Toto tvrdenie znamená, že pri každej interakcii existuje dvojica síl pôsobiacich na dva interagujúce objekty. Keď slnko pri svojom obehu pritiahne planéty k sebe, planéty sa stiahnu v reakcii. Tieto zákony fyziky popisujú tieto vlastnosti prírody ako vrodené vo vesmíre.

Heisenbergov princíp neurčitosti možno opísať ako „nič nemá určitú polohu, určitú trajektóriu alebo určitú hybnosť“, ale vyžaduje si to aj ďalšie vysvetlenie, ktoré by malo objasniť. Keď sa fyzik Werner Heisenberg pokúsil študovať subatomárne častice so zvýšenou presnosťou, zistil, že je nemožné presne určiť hybnosť a polohu častice súčasne.

Heisenberg použil nemecké slovo „Ungenauigkeit“, čo znamená „nepresnosť“, nie „neistota“, aby opísal tento jav, ktorý by sme nazvali Princíp neistoty. Hybnosť, produkt rýchlosti a hmotnosti objektu, a poloha sú vždy medzi sebou navzájom kompromisné.

Pôvodné nemecké slovo popisuje javy presnejšie ako slovo „neistota“. Princíp neistoty pridáva neistotu k pozorovaniam založeným na nepresnosti vedeckých meraní fyzika. Pretože tieto princípy veľmi závisia od kontextu a podmienok princípu, podobajú sa skôr riadiacim teóriám používaným na predpovedanie javov vesmíru ako zákonom.

Keby fyzik študoval pohyb elektrónu vo veľkej škatuli, mohla by získať dosť presnú predstavu o tom, ako bude prechádzať celou škatuľou. Keby však bola krabica stále menšia a menšia, aby sa elektrón nemohol hýbať, vedeli by sme viac o tom, kde sa elektrón nachádza, ale oveľa menej o tom, ako rýchlo sa pohyboval. Pre objekty v každodennom živote, ako napríklad pohybujúce sa auto, môžete určiť hybnosť a polohu, stále by však existovala malé množstvo neistoty pri týchto meraniach, pretože neistoty sú pre častice oveľa významnejšie ako každodenné predmety.

Zatiaľ čo zákony a princípy popisujú tieto dva odlišné pojmy naprieč fyzikou, biológiou a inými disciplínami, teórie sú zbierky pojmov, zákonov a myšlienok na vysvetlenie pozorovaní vesmíru. Teória evolúcie a všeobecná teória relativity popisujú, ako sa druhy zmenili počas generácií a ako masívne objekty deformujú časopriestor gravitáciou.

•••Syed Hussain Ather

V matematike sa vedci môžu odvolávať na vety, matematické tvrdenia, ktoré možno preukázať alebo vyvrátiť, a lemmy, menej dôležité výsledky sa zvyčajne používajú ako kroky na dokázanie viet. Pytagorova veta závisí od geometrie pravouhlého trojuholníka, aby sa určila dĺžka jeho strán. Dá sa to dokázať matematicky.

Ak X a r sú akékoľvek dve celé čísla také, že a = x²- r², b = 2xya c = x2 + y2, potom:

1. a² + b² = (x² - r²)² + (2xy)²
2. a² + b² = x⁴ - 2x²r² + x⁴ + 4x²r²
3. a² + b² = x⁴ + 2x²r² + x⁴
4. a² + b² = (x² + r²)²= c²

•••Syed Hussain Ather

Ostatné podmienky nemusia byť také jasné. Rozdiel medzi a pravidlo možno diskutovať o zásade, ale pravidlá sa všeobecne odvolávajú na to, ako určiť správnu odpoveď z rôznych možností. Pravidlo pravej ruky umožňuje fyzikom určiť, ako elektrický prúd, magnetické pole a magnetická sila závisia od vzájomného smeru. Aj keď je založený na základných zákonoch a teóriách elektromagnetizmu, používa sa skôr ako všeobecné „pravidlo“ pri riešení rovníc v elektrine a magnetizme.

Skúmanie rétoriky komunikácie vedcov vám povie viac o tom, čo majú na mysli, keď popisujú vesmír. Pochopenie použitia týchto výrazov je dôležité pre pochopenie ich skutočného významu.