Introduksjon til de viktigste fysikklovene

Gjennom årene har en ting forskere har oppdaget at naturen generelt er mer sammensatt enn vi gir den æren for. Fysikkens lover anses som grunnleggende, selv om mange av dem refererer til idealiserte eller teoretiske systemer som det er vanskelig å gjenskape i den virkelige verden.

I likhet med andre vitenskapsfelt bygger eller endrer nye fysiske lover på eller endrer eksisterende lover og teoretisk forskning. Albert Einsteins relativitetsteorien, som han utviklet på begynnelsen av 1900-tallet, bygger på teoriene som først ble utviklet mer enn 200 år tidligere av Sir Isaac Newton.

Sir Isaac Newton banebrytende arbeid i fysikk ble først utgitt i 1687 i sin bok "De matematiske prinsippene for naturfilosofi, "ofte kjent som" The Principia. "I den skisserte han teorier om tyngdekraft og bevegelse. Hans fysiske tyngdeloven slår fast at et objekt tiltrekker seg et annet objekt i direkte forhold til deres samlede masse og omvendt relatert til kvadratet for avstanden mellom dem.

Newtons tre bevegelseslover, også funnet i "The Principia", styrer hvordan bevegelsen til fysiske gjenstander endres. De definerer det grunnleggende forholdet mellom akselerasjon av et objekt og krefter handler etter det.

• Første regel: Et objekt vil forbli i ro eller i en ensartet bevegelsestilstand med mindre denne tilstanden endres av en ekstern kraft.
• Andre regel: Kraft er lik endringen i momentum (masse ganger hastighet) over tid. Med andre ord, endringshastigheten er direkte proporsjonal med mengden påført kraft.
• Tredje regel: For hver handling i naturen er det en lik og motsatt reaksjon.

Til sammen danner disse tre prinsippene som Newton skisserte grunnlaget for klassisk mekanikk, som beskriver hvordan kropper oppfører seg fysisk under påvirkning av krefter utenfor.

Albert Einstein introduserte sin berømte ligning E = mc² i et journalinnlegg fra 1905 med tittelen "On the Elektrodynamikk av bevegelige organer." Oppgaven presenterte sin teori om spesiell relativitet, basert på to postulater:

• Prinsippet om relativitet: Fysikkens lover er de samme for alle treghetsreferanserammer.
• Prinsippet om konstans for lysets hastighet: Lys forplanter seg alltid gjennom et vakuum med en bestemt hastighet, som er uavhengig av bevegelsestilstanden til det utsendende legemet.

Det første prinsippet sier ganske enkelt at fysikkens lover gjelder like godt for alle i alle situasjoner. Det andre prinsippet er det viktigere. Den bestemmer at lysets hastighet i et vakuum er konstant. I motsetning til alle andre bevegelsesformer, blir det ikke målt forskjellig for observatører i forskjellige treghetsrammer.

De lover for termodynamikk er faktisk spesifikke manifestasjoner av loven om bevaring av masseenergi når det gjelder termodynamiske prosesser. Feltet ble først utforsket på 1650-tallet av Otto von Guericke i Tyskland og Robert Boyle og Robert Hooke i Storbritannia. Alle tre forskere brukte vakuumpumper, som von Guericke var pioner for, for å studere prinsippene for trykk, temperatur og volum.

• The Zeroeth Law of Thermodynamics gjør forestillingen om temperatur mulig.
• Den første loven om termodynamikk demonstrerer forholdet mellom indre energi, tilført varme og arbeid i et system.
• Den andre lovenav termodynamikk vedrører den naturlige strømmen av varme i et lukket system.
• Den tredje lovenav termodynamikk uttaler at det er umulig å opprette et termodynamisk prosess det er perfekt effektivt.

To fysikklover styrer forholdet mellom elektrisk ladede partikler og deres evne til å skape elektrostatisk kraft og elektrostatiske felt.

• Coulombs lov er oppkalt etter Charles-Augustin Coulomb, en fransk forsker som arbeidet på 1700-tallet. Kraften mellom to punktladninger er direkte proporsjonal med størrelsen på hver ladning og omvendt proporsjonal med kvadratet på avstanden mellom deres senter. Hvis objektene har samme ladning, positive eller negative, vil de frastøte hverandre. Hvis de har motsatte kostnader, vil de tiltrekke hverandre.
• Gauss's Law er oppkalt etter Carl Friedrich Gauss, en tysk matematiker som arbeidet på begynnelsen av 1800-tallet. Denne loven sier at nettstrømmen til et elektrisk felt gjennom en lukket overflate er proporsjonal med den lukkede elektriske ladningen. Gauss foreslo lignende lover knyttet til magnetisme og elektromagnetisme som helhet.

I relativitetens område og kvantemekanikkhar forskere funnet ut at disse lovene fremdeles gjelder, selv om deres tolkning krever en viss foredling for å bli brukt, noe som resulterer i felt som kvanteelektronikk og kvantetyngdekraft.