10 idéias importante na física

Física é o estudo científico das regras básicas que governam o universo. Porque os físicos gostam de ser precisa, muitas vezes eles expressarem as suas ideias como equações matemáticas. O acompanhamento estão dez das idéias mais importantes da física. Essas idéias tiveram um impacto profundo na forma como os cientistas vêem o universo e sobre as tecnologias que as pessoas usam todos os dias.

A segunda lei de Newton

• O que diz: A segunda lei de Newton descreve como forças afetam o movimento. Ele afirma que a aceleração de qualquer objeto aumenta à medida que a força resultante sobre esse objeto aumenta, e aceleração diminui à medida que a massa do objeto aumenta. É geralmente expresso como a equação F_líquido = mamãe.

• Por que é importante: A segunda lei de Newton é a pedra angular da mecânica clássica. Idéias sobre impulso, trabalho e energia todos vêm de fora. Os cientistas e engenheiros empregam a segunda lei de Newton quando consideram os movimentos de objetos que vão desde moléculas para carros a galáxias.

lei universal da gravitação de Newton

• O que diz: lei universal da gravitação de Newton afirma que a força gravitacional entre dois objetos aumenta com a massa e diminui com a distância. É mais precisamente expressa com a equação F_g = Gm₁m₂/r², Onde m₁ e m₂ são massas, r é a distância entre eles, e G é uma constante fundamental gravitação.

• Por que é importante: lei universal da gravitação de Newton mostrou que as mesmas leis da física que governam a queda de uma maçã também governam os movimentos da Lua e dos planetas. Ele começou a busca de leis da natureza que eram precisos, simples de expressar, e aplicado igualmente a todas as partes do universo.

Conservação do momento

• O que diz: A dinâmica de um objeto é a massa desse objeto multiplicada por sua velocidade. A lei de conservação do momento afirma que o momento total de todos os objetos no universo nunca muda.

• Por que é importante: A lei de conservação do momento ajuda a compreender as colisões entre objetos. O momento total antes de uma colisão é igual ao impulso total após uma colisão. Você pode usar este fato para entender como as velocidades dos objetos antes de uma colisão relacionar com velocidades depois de uma colisão. Conservação do momento é importante na bilhar, acidentes de carro, e colisões entre partículas subatômicas.

Conservação do momento angular

• O que diz: Você pode pensar de momento angular como a quantidade total de rotação que um objeto tem. Um objeto tem mais de centrifugação, se ele está girando mais rápido ou se ele tem mais massa. Conservação do momento angular afirma que o spin total de todos os objetos no universo nunca muda. Se um objeto reduz a sua rotação, outro objeto deve aumentar a sua rotação.

• Por que é importante: A lei da conservação do momento angular ajuda a descrever a física dos objetos giratórios e objetos se movendo em círculos. É particularmente importante em astronomia. Luas, planetas, estrelas e galáxias estão todos girando e momento angular ajuda a entender toda essa rotação.

Conservação de energia

• O que diz: Você pode pensar em energia como a capacidade de fazer trabalho físico. A lei da conservação da energia afirma que a energia não pode ser criada ou destroyed- só pode ser transferido e convertido em diferentes formas.

• Por que é importante: A lei da conservação da energia é importante sempre que a energia está envolvido. Em usinas de energia, energia química e mecânica são transformados em energia elétrica. utensílios de cozinha transformar energia elétrica em energia térmica e mecânica. Motores de automóveis transformar energia química em energia térmica e mecânica. Em cada um destes casos, a lei da conservação de energia, governa os processos envolvidos.

as equações de Maxwell

• O que eles disseram: as equações de Maxwell descrevem a física de eletricidade, magnetismo, como a eletricidade eo magnetismo se relacionam entre si e como a eletricidade eo magnetismo referem-se a luz e outras formas de radiação electromagnética (tais como raios-X). as equações de Maxwell exigir algumas matemática avançada: Todos os quatro devem ser escritos com a notação cálculo vetorial.

• Por que eles são importantes: as equações de Maxwell fornecer a base teórica para toda a tecnologia elétrica moderna, incluindo usinas de energia, motores elétricos, microfones, alto-falantes e qualquer tipo de transmissor ou receptor sem fio (incluindo telefones celulares, wi-fi e GPS).

teoria da relatividade de Einstein

• O que diz: Einstein mostrou que o espaço, a passagem do tempo, e de massa não são absolutos. Em vez disso, todos os três variar dependendo da sua velocidade. Por exemplo, o tempo passa mais devagar para você o mais rápido você viajar. Sua massa também aumenta com a velocidade. Uma vez que as velocidades são sempre medidos em relação a um quadro de referência, a teoria de Einstein é tipicamente referido como um teoria da relatividade.

• Por que é importante: A equação mais famosa da física, E = mc², vem da teoria da relatividade de Einstein. Esta equação afirma que a energia é igual a massa multiplicada pela velocidade da luz ao quadrado. Isto significa que massa e energia são equivalentes, embora há uma grande quantidade de energia em apenas 1 kg de massa-1 quilo de massa é equivalente a cerca de 90 quatrilhões de joules de energia.

A teoria quântica

• O que diz: É natural pensar que as quantidades em física pode assumir qualquer valor. Por exemplo, você espera que você poderia aplicar uma força de 1 N, 2 N, ou qualquer coisa entre (como 1.4235N) a um objeto. A teoria quântica afirma que isso não é verdade em todas as situações, no entanto. Por exemplo, dentro do átomo, quantidades, como a energia e momento angular são quantificado, o que significa que essas quantidades só pode assumir certos valores discretos.

• Por que é importante: A teoria quântica é uma parte importante da compreensão da estrutura atômica hoje. Grande parte da química moderna e física subatômica é baseado na teoria quântica, e isso teve um impacto profundo sobre a tecnologia moderna. Por exemplo, transistores, que são componentes-chave em computadores modernos, não existiria sem a compreensão dos cientistas da teoria quântica.

A equação de Schrodinger

• O que diz: equação de Schrodinger afirma que o universo está em última análise, com base em probabilidade. Por exemplo, você não pode saber exatamente quando um núcleo atômico instável irá decair. Só é possível saber a probabilidade de que o núcleo vai decair numa certa quantidade de tempo. Como a teoria quântica, a equação de Schrodinger é particularmente importante no interior dos átomos.

• Por que é importante: Newton estendeu uma idéia importante quando ele desenvolveu suas leis do movimento: As leis fundamentais da natureza dar previsões absolutas e exatas da realidade observável. Schrodinger desafiou essa noção com sua equação. Alguns cientistas (incluindo o próprio Schrodinger) foram fundamentalmente desconfortável com a ideia de que o universo é baseada em probabilidades, e tem havido uma série de (sem sucesso) tenta desenvolver teorias mais recentes em que o universo seria absolutamente determinado.

O modelo padrão

• O que diz: O modelo padrão descreve e prevê todas as partículas fundamentais (indivisíveis) que você pode observar hoje, bem como todas as forças fundamentais, exceto gravidade. É uma teoria unificada que inclui eletricidade, magnetismo e física nuclear. O modelo padrão não é tipicamente uma parte de cursos de introdução à física, mas estudantes de física introdutória deveria pelo menos estar ciente de sua existência.

• Por que é importante: O modelo padrão representa a borda da compreensão dos cientistas da física básica. Grande parte da investigação em física básica ao longo dos últimos 50 anos (incluindo o realizado pelo Large Hadron Collider) tem sido em testar as previsões do modelo padrão e na procura de formas de melhorar em cima dele.