Ученые с планеты Земля используют массу инструментов, пытаясь описать то, как работает природа и вселенная в целом. Что они приходят к законам и теориям. В чем разница? Научный закон можно зачастую свести к математическому утверждению, вроде E = mc²; это утверждение базируется на эмпирических данных и его истинность, как правило, ограничивается определенным набором условий. В случае E = mc² - скорость света в вакууме.

Научная теория зачастую стремится синтезировать ряд фактов или наблюдений за конкретными явлениями. И в целом (но не всегда) выходит четкое и проверяемое утверждение относительно того, как функционирует природа. Совсем не обязательно сводить научную теорию к уравнению, но она на самом деле представляет собой нечто фундаментальное о работе природы.

Как законы, так и теории зависят от основных элементов научного метода, например, создании гипотез, проведения экспериментов, нахождения (или не нахождения) эмпирических данных и заключение выводов. В конце концов, ученые должны быть в состоянии повторить результаты, если эксперименту суждено стать основой для общепринятного закона или теории.

В этой статье мы рассмотрим десять научных законов и теорий, которые вы можете освежить в памяти, даже если вы, к примеру, не так часто обращаетесь к сканирующему электронному микроскопу. Начнем со взрыва и закончим неопределенностью.

Если и стоит знать хотя бы одну научную теорию, то пусть она объяснит, как вселенная достигла нынешнего своего состояния (или не достигла, ). На основании исследований, проведенных Эдвином Хабблом, Жоржем Леметром и Альбертом Эйнштейном, теория Большого Взрыва постулирует, что Вселенная началась 14 миллиардов лет назад с массивного расширения. В какой-то момент Вселенная была заключена в одной точке и охватывала всю материю нынешней вселенной. Это движение продолжается и по сей день, а сама вселенная постоянно расширяется.

Теория Большого Взрыва получила широкую поддержку в научных кругах после того, как Арно Пензиас и Роберт Уилсон обнаружили космический микроволновый фон в 1965 году. С помощью радиотелескопов два астронома обнаружили космический шум, или статику, которая не рассеивается со временем. В сотрудничестве с принстонским исследователем Робертом Дике, пара ученых подтвердила гипотезу Дике о том, что первоначальный Большой Взрыв оставил после себя излучение низкого уровня, которое можно обнаружить по всей Вселенной.

Закон космического расширения Хаббла

Давайте на секунду задержим Эдвина Хаббла. В то время как в 1920-х годах бушевала Великая депрессия, Хаббл выступал с новаторским астрономическим исследованием. Он не только доказал, что были и другие галактики помимо Млечного Пути, но также обнаружил, что эти галактики несутся прочь от нашей собственной, и это движение он назвал разбеганием.

Для того, чтобы количественно оценить скорость этого галактического движения, Хаббл предложил закон космического расширения, он же закон Хаббла. Уравнение выглядит так: скорость = H0 x расстояние. Скорость представляет собой скорость разбегания галактик; H0 - это постоянная Хаббла, или параметр, который показывает скорость расширения вселенной; расстояние - это расстояние одной галактики до той, с которой происходит сравнение.

Постоянная Хаббла рассчитывалась при разных значениях в течение достаточно долгого времени, однако в настоящее время она замерла на точке 70 км/с на мегапарсек. Для нас это не так важно. Важно то, что закон представляет собой удобный способ измерения скорости галактики относительно нашей собственной. И еще важно то, что закон установил, что Вселенная состоит из многих галактик, движение которых прослеживается до Большого Взрыва.

Законы планетарного движения Кеплера

На протяжении веков ученые сражались друг с другом и с религиозными лидерами за орбиты планет, особенно за то, вращаются ли они вокруг Солнца. В 16 веке Коперник выдвинул свою спорную концепцию гелиоцентрической Солнечной системы, в которой планеты вращаются вокруг Солнца, а не Земли. Однако только с Иоганном Кеплером, который опирался на работы Тихо Браге и других астрономов, появилась четкая научная основа для движения планет.

Три закона планетарного движения Кеплера, сложившиеся в начале 17 века, описывают движение планет вокруг Солнца. Первый закон, который иногда называют законом орбит, утверждает, что планеты вращаются вокруг Солнца по эллиптической орбите. Второй закон, закон площадей, говорит, что линия, соединяющая планету с солнцем, образует равные площади через равные промежутки времени. Другими словами, если вы измеряете площадь, созданную нарисованной линией от Земли от Солнца, и отслеживаете движение Земли на протяжении 30 дней, площадь будет одинаковой, вне зависимости от положения Земли касательно начала отсчета.

Третий закон, закон периодов, позволяет установить четкую взаимосвязь между орбитальным периодом планеты и расстоянием до Солнца. Благодаря этому закону, мы знаем, что планета, которая относительно близка к Солнцу, вроде Венеры, имеет гораздо более краткий орбитальный период, чем далекие планеты, вроде Нептуна.

Универсальный закон тяготения

Сегодня это может быть в порядке вещей, но более чем 300 лет назад сэр Исаак Ньютон предложил революционную идею: два любых объекта, независимо от их массы, оказывают гравитационное притяжение друг на друга. Этот закон представлен уравнением, с которым многие школьники сталкиваются в старших классах физико-математического профиля.

F = G × [(m1m2)/r²]

F - это гравитационная сила между двумя объектами, измеряемая в ньютонах. M1 и M2 - это массы двух объектов, в то время как r - это расстояние между ними. G - это гравитационная постоянная, в настоящее время рассчитанная как 6,67384(80)·10 −11 или Н·м²·кг −2 .

Преимущество универсального закона тяготения в том, что он позволяет вычислить гравитационное притяжение между двумя любыми объектами. Эта способность крайне полезна, когда ученые, например, запускают спутник на орбиту или определяют курс Луны.

Законы Ньютона

Раз уж мы заговорили об одном из величайших ученых, когда-либо живущих на Земле, давайте поговорим о других знаменитых законах Ньютона. Его три закона движения составляют существенную часть современной физики. И как и многие другие законы физики, они элегантны в своей простоте.

Первый из трех законов утверждает, что объект в движении остается в движении, если на него не действует внешняя сила. Для шарика, который катится по полу, внешней силой может быть трение между шаром и полом, или же мальчик, который бьет по шарику в другом направлении.

Второй закон устанавливает связь между массой объекта (m) и его ускорением (a) в виде уравнения F = m x a. F представляет собой силу, измеряемую в ньютонах. Также это вектор, то есть у него есть направленный компонент. Благодаря ускорению, мяч, который катится по полу, обладает особым вектором в направлении его движения, и это учитывается при расчете силы.

Третий закон довольно содержательный и должен быть вам знаком: для каждого действия есть равное противодействие. То есть для каждой силы, приложенной к объекту на поверхности, объект отталкивается с такой же силой.

Законы термодинамики

Британский физик и писатель Ч. П. Сноу однажды сказал, что неученый, который не знал второго закона термодинамики, был как ученый, который никогда не читал Шекспира. Нынче известное заявление Сноу подчеркивало важность термодинамики и необходимость даже людям, далеким от науки, знать его.

Термодинамика - это наука о том, как энергия работает в системе, будь то двигатель или ядро Земли. Ее можно свести к нескольким базовым законам, которые Сноу обозначил следующим образом:

• Вы не можете выиграть.
• Вы не избежите убытков.
• Вы не можете выйти из игры.

Давайте немного разберемся с этим. Говоря, что вы не можете выиграть, Сноу имел в виду то, что поскольку материя и энергия сохраняются, вы не можете получить одно, не потеряв второе (то есть E=mc²). Также это означает, что для работы двигателя вам нужно поставлять тепло, однако в отсутствии идеально замкнутой системы некоторое количество тепла неизбежно будет уходить в открытый мир, что приведет ко второму закону.

Второй закон - убытки неизбежны - означает, что в связи с возрастающей энтропией, вы не можете вернуться к прежнему энергетическому состоянию. Энергия, сконцентрированная в одном месте, всегда будет стремиться к местам более низкой концентрации.

Наконец, третий закон - вы не можете выйти из игры - относится , самой низкой теоретически возможной температуре - минус 273,15 градуса Цельсия. Когда система достигает абсолютного нуля, движение молекул останавливается, а значит энтропия достигнет самого низкого значения и не будет даже кинетической энергии. Но в реальном мире достичь абсолютного нуля невозможно - только очень близко к нему подойти.

Сила Архимеда

После того как древний грек Архимед открыл свой принцип плавучести, он якобы крикнул «Эврика!» (Нашел!) и побежал голышом по Сиракузам. Так гласит легенда. Открытие было вот настолько важным. Также легенда гласит, что Архимед обнаружил принцип, когда заметил, что вода в ванной поднимается при погружении в него тела.

Согласно принципу плавучести Архимеда, сила, действующая на погруженный или частично погруженный объект, равна массе жидкости, которую смещает объект. Этот принцип имеет важнейшее значение в расчетах плотности, а также проектировании подлодок и других океанических судов.

Эвoлюция и естественный отбор

Теперь, когда мы установили некоторые из основных понятий о том, с чего началась Вселенная и как физические законы влияют на нашу повседневную жизнь, давайте обратим внимание на человеческую форму и выясним, как мы дошли до такого. По мнению большинства ученых, вся жизнь на Земле имеет общего предка. Но для того, чтобы образовалась такая огромная разница между всеми живыми организмами, некоторые из них должны были превратиться в отдельный вид.

В общем смысле, эта дифференциация произошла в процессе эволюции. Популяции организмов и их черты прошли через такие механизмы, как мутации. Те, у кого черты были более выгодными для выживания, вроде коричневых лягушек, которые отлично маскируются в болоте, были естественным образом избраны для выживания. Вот откуда взял начало термин естественный отбор.

Можно умножить две этих теории на много-много времени, и собственно это сделал Дарвин в 19 веке. Эволюция и естественный отбор объясняют огромное разнообразие жизни на Земле.

Общая теория относительности

Альберта Эйнштейна была и остается важнейшим открытием, которое навсегда изменила наш взгляд на вселенную. Главным прорывом Эйнштейна было заявление о том, что пространство и время не являются абсолютными, а гравитация - это не просто сила, приложенная к объекту или массе. Скорее гравитация связана с тем, что масса искривляет само пространство и время (пространство-время).

Чтобы осмыслить это, представьте, что вы едете через всю Землю по прямой линии в восточном направлении, скажем, из северного полушария. Через некоторое время, если кто-то захочет точно определить ваше местоположение вы будете гораздо южнее и восточнее своего исходного положения. Это потому что Земля изогнута. Чтобы ехать прямо на восток, вам нужно учитывать форму Земли и ехать под углом немного на север. Сравните круглый шарик и лист бумаги.

Пространство - это в значительной мере то же самое. К примеру, для пассажиров ракеты, летящей вокруг Земли, будет очевидно, что они летят по прямой в пространстве. Но на самом деле, пространство-время вокруг них изгибается под действием силы тяжести Земли, заставляя их одновременно двигаться вперед и оставаться на орбите Земли.

Теория Эйнштейна оказала огромное влияние на будущее астрофизики и космологии. Она объяснила небольшую и неожиданную аномалию орбиты Меркурия, показала, как изгибается свет звезд и заложила теоретические основы для черных дыр.

Принцип неопределенности Гейзенберга

Расширение теории относительности Эйнштейна рассказало нам больше о том, как работает Вселенная, и помогло заложить основу для квантовой физики, что привело к совершенно неожиданному конфузу теоретической науки. В 1927 году осознание того, что все законы вселенной в определенном контексте являются гибкими, привело к ошеломительному открытию немецкого ученого Вернера Гейзенберга.

Постулируя свой принцип неопределенности, Гейзенберг понял, что невозможно одновременно знать с высоким уровнем точности два свойства частицы. Вы можете знать положение электрона с высокой степенью точности, но не его импульс, и наоборот.

Позже Нильс Бор сделал открытие, которое помогло объяснить принцип Гейзенберга. Бор выяснил, что электрон обладает качествами как частицы, так и волны. Концепция стала известна как корпускулярно-волновой дуализм и легла в основу квантовой физики. Поэтому, когда мы измеряем положение электрона, мы определяем его как частицу в определенной точке пространства с неопределенной длиной волны. Когда мы измеряем импульс, мы рассматриваем электрон как волну, а значит можем знать амплитуду ее длины, но не положение.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Физика не женская наука” и «Все блондинки глупы» - часто, эти фразы можно услышать от мужчин. Такие высказывания, по моему мнению, беспочвенны. Женщины — жемчужины этого мира, которые делают его совершеннее, прекраснее и гармоничнее. Женский пол зря называют слабым. Абсолютно любая женщина может стать сильной, успешной и знаменитой, выбрав для этого свой путь. Женщина всегда знает, чего хочет от жизни и делает все для того, чтобы добиться своей цели. Вера в собственные силы, умение правильно расставить приоритеты, трудолюбие, целеустремленность и женское обаяние - вот правила, которые помогут на пути к высотам.

Тесты IQ появились около 100 лет назад, и все это время женщины отставали от мужчин на 5 пунктов. Однако за последние годы этот разрыв между полами стал уменьшаться, и в этом году женщины одержали верх в вопросах интеллекта. На уровень IQ влияет несколько факторов, в том числе наследственность, окружающая среда (семья, школа, социальный статус человека). Также значительно влияет на результат прохождения теста возраст испытуемого. В 26 лет, как правило, интеллект человека достигает своего пика, а потом только снижается.

Например, Мадонна (блондинка), имеет IQ в 140 пунктов, самая умная модель мира 2002 г. Айрис Мулей имеет IQ 156 пунктов, Надежда Камукова имеет IQ 156 пунктов. Обладательница самого высокого уровня IQ по версии Книги рекордов Гиннесса за 1986 год, Мэрилин вос Савант известна своим писательским талантом. Её уровень коэффициента умственного развития составил 225 пунктов. Роберт Ярвик, муж гениальной женщины, создал первое работающее искусственное сердце. Постоянные научные изыскания семейной пары и их успехи заработали для них звание «самой умной четы Нью-Йорка».

Ученые все чаще приходят к выводу, что красота и ум во многих случаях идут рука об руку.

В связи с этим, цель данной работы: доказать, что физика - наука, необходимая как юношам, так и девушкам.

Для достижения поставленной цели, были решены следующие задачи :

1. выяснить, много ли женщин, внесших вклад в развитие физики и математики;

2. произвести социологический опрос среди девушек;

3. выяснить, как с помощью физики улучшить внешний вид девушки;

4. описать один день из жизни девушки с точки зрения физики;

5. сделать вывод о роли физики в жизни девушки.

Объектом исследования являются девушки 15-17 лет и их образ жизни.

В ходе работы использовались следующие методы исследования : анкетирование, анализ, эксперимент, сравнение, обобщение.

Основная часть

1.Сердце, отданное науке.

Существует немало женщин, сделавших открытия в области физики или математики. Всего можно насчитать 42 великих женщины, внесших вклад в развитие технических наук.

Например, Милева Марич была не просто женой и матерью детей Эйнштейна, а и соавтором его важнейших трудов.

Ипатия (370 н.э. - 415 н.э.) - математик, астроном, философ. Имя и дела ее достоверно установлены, а потому и считается, что Ипатия - первая в истории человечества женщина-ученый. Активно занималась просветительской и полемической деятельностью. Гипатия погибла в 415 году от рук религиозных фанатиков. При жизни Ипатии современник Сократ сказал: «Она достигла таких высот познания, что превзошла всех философов своего времени». В 20-м веке именем Ипатии был назван один из кратеров Луны.

Каролина Лукреция Гершель британский астроном, сестра и помощница Вильяма Гершеля. Родилась 16 марта 1750 в Ганновере. Первая женщина - астроном, открывшая 8 комет и несколько туманностей. В 1828 Лондонское королевское астрономическое общество наградило ее Золотой медалью, и избрало своим почетным членом. Ее имя занесено на карту Луны.

Софья Васильевна Ковалевская - выдающийся русский математик; первая в мире женщина - профессор и член - корреспондент Петербургской академии наук. Ковалевская написана научная работа - “Задача о вращении твердого тела около неподвижной точки”. Эта работа явилась подлинным научным триумфом Ковалевской. Она решила проблему, над которой ученые бились безуспешно в течение многих лет.

Софья Яновская провела большую работу по повышению математической культуры в нашей стране, в особенности по вопросам методологии математики и логике. Так, с ее предисловиями и комментариями вышли “Основы теоретической логики” Д. Гильберта и В. Аккермана, “Введение в логику ” А. Тарского.

Нина Карловна Бари - советский математик, доктор физико-математических наук, профессор МГУ. Степень доктора физико-математических наук ей присудили в 1935 году, когда она была уже известным ученым, имевшим большие заслуги в изучении тригонометрических рядов и теории множеств.

Лиза Мейтнер 1938 года стала сотрудником Нобелевского института. Работы Лизе Мейтнер относятся к областям ядерной физики и ядерной химии. Мейтнер объяснила наблюдаемое явление как новый тип расщепления атома - деление ядра урана на два осколка, введя тем самым термин "деление" в ядерную физику и предсказала существование цепной ядерной реакции деления.

Мария Склодовская-Кюри. Благодаря своим незаурядным способностям и трудолюбию, получает два диплома - по физике и математике. В 1895 году работает в лаборатории мужа Пьера Кюри в Институте физики. В 1903 года присуждена Нобелевская премия Пьеру и Марии Склодовской-Кюри за изучение явления радиоактивности. В 1911 года присуждена Нобелевская премия года по химии Марии Склодовской-Кюри в знак признания её вклада в развитие химии, который она внесла открытием элементов радия и полония, за её эксперименты с этими элементами.

Не стоит забывать и о женщинах - космонавтах, внесших огромный вклад в развитие современной науки.

Елена Владимировна Кондакова — российский космонавт, политический деятель. Герой России. Лётчик-космонавт Российской Федерации. 1-я женщина, совершившая длительный полёт.

Светлана Евгеньевна Савицкая — советский космонавт, лётчик-испытатель, педагог. Вторая в мире женщина-космонавт после Валентины Терешковой. Первая в мире женщина-космонавт, вышедшая в открытый космос и первая женщина, летавшая дважды.

Елена Олеговна Серова — российский космонавт, испытатель отряда центра подготовки космонавтов имени Ю. А. Гагарина. 1-я российская женщина, полетевшая на МКС.

Валентина Владимировна Терешкова — советский космонавт, первая в мире женщина-космонавт, также женщина, имевшая наименьший возраст на момент орбитального полёта (26 лет)Герой Советского Союза. Лётчик-космонавт СССР, 10-й космонавт мира. Единственная в мире женщина, совершившая космический полёт в одиночку.

Пегги Эннетт Уитсон (США), 1-я женщина — командир экспедиции на орбитальной станции (МКС), обладатель женского рекорда по продолжительности орбитального полёта (289 суток) и суммарной продолжительности космических полётов (666 суток).

Число женщин-космонавтов разных стран и их полётная активность (приложение 1).

2.Один день из жизни девушки.

Легко представить один день из жизни девушки. Рассмотрим его по этапам.

Физика в ванной комнате. Итак, девушка встает рано утром и собирается в школу. Встав, первым же делом она идет в ванную комнату, где готовит себя к рабочему дню. Сначала она умывается, стоя перед зеркалом и понимая, что зеркальное отражение - отражение, при котором, пучок света, падающий на поверхность, отражается ею так же в виде пучка. Физический принцип работы зеркала состоит в отражении попадающих на него лучей, т. е. когда на объект падает световой поток, часть его поглощается, а часть отражается. При этом отраженный поток света несет информацию об объекте.

Стоя в душевой камере и распевая свои любимые песни, девушка знает, что звуковые волны - упругие волны, способные вызвать у человека слуховые ощущения. Человеческое ухо способно воспринимать механические колебания, происходящие с частотой от 16 - 20000 Гц. Стены же ванной комнаты или душевой кабинки образуют хорошую отражательную поверхность, так как имеют гладкую поверхность.

Наша девушка умеет правильно пользоваться косметикой и помнит, что в физике существует такое понятие, как оптические иллюзии. Они непосредственно играют главную роль в процессе накладывания макияжа, т. е коррекции лица.

Иллюзии оптические (обманы зрения) - ошибки в оценке и сравнении между собой длин отрезков, величин углов, расстояний между предметами, в восприятии формы предметов, рельефа и прочее, совершаемые наблюдателем при наличии определенных условий.

В макияже существует немалое количество таких иллюзий:

1. Иллюзия привлечения внимания

2.Иллюзия уменьшения/увеличения вертикали.

3. Иллюзия Мюллера - Лайера. Отрезок, на концах которого находятся обращенные внутрь углы, кажется короче отрезка, на концах которого углы, обращенные наружу.

4. Иллюзия острого угла.

Даже при изготовлении косметических средств физика играет важную роль. Например, косметика, которой пользуются некоторые девушки, сочетает в себе множество физических свойств. Возьмем, например, полярно - кристаллическую пудру «Турмалин». Турмалин считается драгоценным камнем и в Японии называется электрическим, так как при соприкосновении с кожей способен вырабатывать слабый электрический ток, а при нанесении в виде пудры, может давать специфическое инфракрасное излучение, благотворно воздействующее на кожу. Турмалин в своем составе содержит: магний, активизирующий обновление клеток кожи; железо, улучшающее микроциркуляцию и кремний, обладающий антиоксидантным действием.

Физика на кухне. Приняв душ, она идет на кухню, чтобы немного перекусить перед трудным рабочим днем. Но прежде, чем начать готовить она решила подсчитать количество калорий в омлете.

Для приготовления омлета потребовалось 2 яйца, масса каждого 50,5 г.

При окислении этих продуктов в организме, выделяется энергия: Q=q ·m

Q Я =6 900 · 103 Дж/кг · 0,110 кг = 759 · 103 Дж/кг =759 кДж

Немного взбив яйца, она достала чугунную сковороду с деревянной ручкой и приступила к приготовлению. При приготовлении завтрака, у нее возник вопрос: почему после взбивания яиц, большая часть белков превратилась в пену и почему готовить легче на чугунной сковороде, а не на стальной. Пена появилась, потому что молекулы в яичном белке запутаны, как макароны. Когда белок взбивают или нагревают, молекулы расправляются и начинают плотнее притягивать друг друга, поэтому белок становится жестче. Экспериментально установлено, что любое вещество обладает удельной теплоемкостью. У чугуна удельная теплоемкость больше (540 Джкг), чем у стали (500 Дж/кг), поэтому у толстых, массивных чугунных сковородок и кастрюль дно прогревается более равномерно, чем у сделанных из тонкой стали. Потом она приступила к приготовлению бутерброда, предварительно подсчитав его энергетическую ценность и не забывая про молоко.

V = 200 см 3 = 0,002м 3 ;

ρ = 1 030 кг/м 3 ;

m = ρ · V = 1 030 кг/м 3 · 0,002м 3 = 0,206 кг.

Q М = 2 800 · 103 Дж/кг · 0,206кг =576,8 · 103 Дж = 576,8 кДж

Для приготовления бутерброда потребовалось 100 г. батона и 20 г. сливочного масла. При окислении этих продуктов в организме, выделяется энергия:

Q Б = 10 470 · 103 Дж/кг · 0,12кг = 1 256,4 ·103 Дж = 1 256,4 кДж

Q СМ = 32 700 · 103 Дж/кг · 0,03 кг = 981· 103 Дж = 981 кДж. Итого: 3573,2кДж, что в переводе на килокалории - 893,3 ккал. Этого достаточно, чтобы не испытывать чувство голода до обеда даже при активной деятельности.

Для того чтобы выпить чашечку горячего кофе с молоком сначала девушка наливает в чашку горячий кофе, но не сразу же разбавляет его холодным молоком. Она знает, что по закону термодинамики теплообмен между телами идет тем интенсивнее, чем больше разница их температур. Так, как вся энергия кофе переходит в молоко, то можно составить уравнение теплового баланса. Если молоко не добавлять сразу, кофе будет остывать быстрее. Еще она знает, что здесь так же присутствует один из видов теплопередачи - конвекция: перенос энергии струями жидкости или газа. Нагретые слои жидкости более легкие и менее плотные вытесняются вверх более тяжелыми (холодными слоями).

Взглянув на чашку с кофе, девушка увидела странные узоры, как - будто бы поверхность кофе испещрена какими-то многоугольниками. Она знала, что если температура внизу жидкости значительно выше, чем в верхних слоях, то жидкость становится не устойчивой, и в ней образуются конвекционные потоки, в которых более горячая жидкость поднимается вверх, и более холодная - опускается вниз. При этом могут возникать изображенные на рисунке структуры.

Физика в гардеробной. Позавтракав, девушка пошла одеваться. Первым делом она собралась делать укладку. Делая прическу на голове, она вспомнила, что ее волос обладает такими физическими и механическими свойствами, как:

Гигроскопичность (сухой волос имеет около 18% влажности); . капиллярность, то есть способность впитывания и переноса жидкостей и жидких тел;. стабильность и прочность, которые позволяют проводить на волосах определенные химические, физические и механические операции;. чувствительность к щелочам;

Эластичность и растяжимость, которые имеют весьма существенное значение в работе над волосом (формирование и даже преобразование внутренней структуры волоса, особенно при перманенте).

Сделав прическу, макияж, она стала выбирать наряд. Оказывается что, оптические иллюзии присутствуют не только в макияже, но еще и в одежде, которая имеет не малую роль во внешнем виде девушки. Формируя определенное зрительное восприятие фигуры, современная девушка может скрыть свои недостатки и продемонстрировать достоинства, используя различные способы и приемы.

1. Иллюзия переоценки вертикали

2. Иллюзия заполненного пространства

3. Иллюзия переоценки острого угла

4. Иллюзия контраста

5. Иллюзия подравнивания (ассимиляции)

6. Иллюзия полосатой ткани

7. Иллюзия сокращения объема при делении фигуры по вертикали.

8. Иллюзия пространственности при постепенном сокращении, сжатии, уменьшении рисунка ткани.

9. Иллюзия психологического отвлечения

10. Явление иррадиации. Оно состоит в том, что светлые предметы на темном фоне кажутся увеличенными против своих настоящих размеров и как бы захватывают часть темного фона. На рисунке за счет яркости цветов белый квадрат кажется большим, чем черный квадрат на белом фоне.

Затем у девушки возник еще один вопрос, какую обувь ей выбрать, а главное какова должна быть высота каблука?

p = = , так как m = 52 кг, S = 0,008 м 2 2, то p = = 31850 Па для обуви на шпильке и при S = 0,2 м 2 2, p = = 1274 Па для обуви на низком каблуке или сплошной подошве. Давление на высоком каблуке в 25 раз превышает давление на низком каблуке. Не задумываясь, она выбрала сапоги на не очень высоком каблуке. Она прекрасно понимала, что необходимо беречь свое здоровье.

Если посмотреть на стопу человека с анатомической точки зрения, то мы увидим, что она оплетается семью мощными связками и сухожилиями, чем-то напоминающими античные сандалии. При хождении босиком ¼ часть тяжести падает на пальцы ног, а остальные ¾ приходятся на пятки. Как только мы надеваем обувь с каблуком более 2-х см, то картина меняется радикально: ¾ тяжести тела начинают падать на неприспособленную для этого хрупкую переднюю часть стопы, что со временем неизбежно приводит к деформации пальцев ног. Но этим отрицательное воздействие каблуков на организм не ограничивается. Центр тяжести при ношении обуви с высокими каблучками смещается вперед. И, чтобы сохранить равновесие при ходьбе, мы начинаем сильно напрягать шею, поясницу и ноги. Ежедневная повышенная нагрузка на поясницу может стать причиной появления застойных явлений в матке, яичниках, мочевом пузыре и кишечнике. Причем матка наклоняется назад и остается в таком положении довольно долго даже после смены обуви на более комфортную обувь. А это, в свою очередь, может привести женщину к бесплодию. Даже при наступлении беременности перекошенный таз может стать причиной осложнения родов.

Большое давление на скелет, а также на его формирование оказывает ношение тяжестей. Наша девушка помнит об этом, поэтому в школьную сумку она кладет только тетради и электронную книгу. Зная о неблагоприятном воздействии электромагнитных волн, при длительном взаимодействии, девушка носит сотовый телефон тоже в сумке.

Выходя на улицу, девушка должна помнить и о коэффициенте трения обуви в зависимости от погодных условий. Чем выше коэффициент трения, тем обувь менее скользкая. На диаграмме представлена зависимость коэффициента трения скольжения материала подошвы от вида поверхности.

По данной диаграмме видно, что наибольшим коэффициентом трения обладают подошвы, изготовленные из каучука, резины и термоэластопласта, а наименьшим — из кожи и пластика. Хорошим качеством сцепления обладает обувь, подошва которой изготовлена из полиуретана.

II. Исследование престижа технического образования среди девушек.

Цель исследования - выяснить является ли техническое образование для девушки приоритетным и необходимость в знаниях законов физики в жизни. Участники исследования группа девушек 15-17 лет (9-11 класс школы №4 г. Алейска) в количестве 53 человека. Анкета (приложение 2) состояла из 6 вопросов.

Результаты исследования

В ходе анкетирования стало известно, что- цвет волос (натуральный) в основном брюнетки - 33 человека;

- считают престижным техническое образование для девушки - 23 человека;

Выбрано не техническое направление для поступления - 37 человек;

Средний бал успеваемости 3,5 и выше 4,5 - 42 человека;

- знания о некоторых физических законах помогают в жизни - 37 человек;

Девушка может освоить «мужскую» профессию - 47 человек.

Эти данные позволяют сделать вывод о том, что: престиж технического образования в наше время значительно снизился среди девушек, всего лишь 7 человек поступают в технический ВУЗ. И не смотря на это, почти половина опрошенных девушек (23) считает престижным техническое образование и не выбрали техническое направление по каким - то иным причинам.

Заключение.

Проведя исследования и проанализировав один день из жизни девушки, становится очевидным, что коэффициент интеллекта человека не зависит от пола или цвета волос. Каждая девушка, как и юноша, неразрывно связана с физикой. Девушка каждый день сталкивается с тысячью физических явлений и процессов, но она не хуже парня умеет пользоваться ими. К сожалению, лишь десятки женщин и девушек смогли переступить порог обычной жизни и предоставить миру новые познания в области физики и математики, но такое малое количество в науке, не дает права говорить о том, что женщины вообще в ней ничего не смыслят! Проведенное исследование может быть использовано как на уроках физики, технологии, так и во внеурочной деятельности.

По моему мнению, данная работа представляет интерес с познавательной точки зрения, поможет развить интерес к такому сложному учебному предмету, как физика, и у юношей, и у девушек.

Литература

1.Учебники физики:

физика 10 класс. Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев.

физика 7 - 9 класс. А.В. Перышкин, Е.М. Гутник.

Интернет ресурсы:

https://ru.wikipedia

https://sibac.info

https://www.liveinternet.ru

Приложение 1.

Число женщин-космонавтов разных стран и их полётная активность

Страны	Числоженщин-космонавтов	1 полёт	2 полёта	3 полёта	4 полёта	5 полётов
Россия / СССР
Великобритания
Республика Корея

Приложение 2.

Анкета для девушек 9-11 класса (______________лет)

1.Цвет волос (натуральный)

А. блондинка Б. брюнетка В. другой

2.Считаешь ли ты престижным техническое образование для девушки?

А. да Б. нет В. не знаю

3.Какое направление выбрала для поступления?

А. техническое Б. другое В. не знаю

4.Какой средний бал успеваемости?

А. ниже 3,5 Б. 3,5 - 4,5 В. выше 4,5

5.Могут ли тебе помочь знания о некоторых физических законах в жизни?

А. да Б. нет В. не знаю

6.Может ли девушка освоить «мужскую» профессию?

А. да Б. нет В. не знаю

Физика – это наука, создавшая современный мир. Благодаря открытию законов физики, наши дома оснащены разнообразной техникой, а быт упрощен коммунальными благами. Поэтому, задавая вопрос касательно актуальности изучения физики, стоит заглянуть в корень этой науки и понять, с чего все начиналось.

Закономерности окружающего мира

Множество природных закономерностей было замечено еще первыми людьми. Тогда эти явления были необъяснимыми и поэтому оставались бесполезными или даже опасными. Постепенно, решая задачи и проводя эксперименты, ученые собирали информацию о том, как устроен мир. Накопленный опыт и дальнейшие открытия привели к тому, что человек подчинил себе множество стихий и сделал свою жизнь безопасной и комфортной.

Даже те, кто не увлекается наукой, пользуются знанием физических законов в быту и обычной жизни. Эксплуатация электрических приборов, использование горячей воды и отопления – все это требует знания базовых физических законов. Компьютеры, телефоны, телевизоры и все домашнее оборудование появилось в результате изучения и применения физики.

Практическая польза

Благодаря физике нам известно происхождение почти всех природных явлений. С годами решение задач по физике открыло перед учеными огромные перспективы. Человек научился получать энергию и использовать ее в собственных целях. Физические формулы необходимы для широкомасштабного строительства, развития промышленности и производства.

Говоря о теории, стоит упомянуть, что физика полезна для развития логического мышления. Занимаясь этой наукой, человек совершенствуется во многих сферах, учится правильно рассчитывать силы и использовать весь свой умственный потенциал. В процессе решения физических задач, устанавливается связь между причиной и следствием, находится решение для важных вопросов и проводится анализ текущих условий.

Расширение кругозора

Законы физики лежат в основе астрономии и изучения небесных тел. Знание физики позволило человечеству достичь ощутимых результатов в покорении космического пространства. Благодаря этому спутниковая связь и глобальное прогнозирование стали реальностью для большинства людей.

Физические расчеты лежат в основе изобретения всех видов транспорта, включая летательные аппараты и космические корабли. Связь между людьми также обеспечивается благодаря знанию физики – радио, телевидение и интернет полностью зависят от правильного использования волн и сигналов.

Физика позволила человеку выйти за рамки привычного мира и открыть для себя новые горизонты. С ней жизнь стала богаче, насыщеннее и интереснее. Поэтому, задаваясь вопросом о необходимости физики, стоит помнить о том, что почти весь известный нам мир создан на основе этой удивительной науки.

Интересоваться окружающим миром и закономерностями его функционирования и развития природно и правильно. Именно поэтому разумно обращать свое внимание на естественные науки, например, физику, которая объясняет саму сущность формирования и развития Вселенной. Основные физические законы несложно понять. Уже в очень юном возрасте школа знакомит детей с этими принципами.

Для многих начинается эта наука с учебника "Физика (7 класс)". Основные понятия и и термодинамики открываются перед школьниками, они знакомятся с ядром главных физических закономерностей. Но должно ли знание ограничиваться школьной скамьей? Какие физические законы должен знать каждый человек? Об этом и пойдет речь далее в статье.

Наука физика

Многие нюансы описываемой науки знакомы всем с раннего детства. А связано это с тем, что, в сущности, физика представляет собой одну из областей естествознания. Она повествует о законах природы, действие которых оказывает влияние на жизнь каждого, а во многом даже обеспечивает ее, об особенностях материи, ее структуре и закономерностях движения.

Термин «физика» был впервые зафиксирован Аристотелем еще в четвертом веке до нашей эры. Изначально он являлся синонимом понятия "философия". Ведь обе науки имели единую цель - правильным образом объяснить все механизмы функционирования Вселенной. Но уже в шестнадцатом веке вследствие научной революции физика стала самостоятельной.

Общий закон

Некоторые основные законы физики применяются в разнообразных отраслях науки. Кроме них существуют такие, которые принято считать общими для всей природы. Речь идет о

Он подразумевает, что энергия каждой замкнутой системы при протекании в ней любых явлений непременно сохраняется. Тем не менее она способна трансформироваться в другую форму и эффективно менять свое количественное содержание в различных частях названной системы. В то же время в незамкнутой системе энергия уменьшается при условии увеличения энергии любых тел и полей, которые вступают во взаимодействие с ней.

Помимо приведенного общего принципа, содержит физика основные понятия, формулы, законы, которые необходимы для толкования процессов, происходящих в окружающем мире. Их исследование может стать невероятно увлекательным занятием. Поэтому в этой статье будут рассмотрены основные законы физики кратко, а чтобы разобраться в них глубже, важно уделить им полноценное внимание.

Механика

Открывают юным ученым многие основные законы физики 7-9 классы школы, где более полно изучается такая отрасль науки, как механика. Ее базовые принципы описаны ниже.

1. Закон относительности Галилея (также его называют механической закономерностью относительности, или базисом классической механики). Суть принципа заключается в том, что в аналогичных условиях механические процессы в любых инерциальных системах отсчета проходят совершенно идентично.
2. Закон Гука. Его суть в том, что чем большим является воздействие на упругое тело (пружину, стержень, консоль, балку) со стороны, тем большей оказывается его деформация.

Законы Ньютона (представляют собой базис классической механики):

1. Принцип инерции сообщает, что любое тело способно состоять в покое или двигаться равномерно и прямолинейно только в том случае, если никакие другие тела никаким образом на него не воздействуют, либо же если они каким-либо образом компенсируют действие друг друга. Чтобы изменить скорость движения, на тело необходимо воздействовать с какой-либо силой, и, конечно, результат воздействия одинаковой силы на разные по величине тела будет тоже различаться.
2. Главная закономерность динамики утверждает, что чем больше равнодействующая сил, которые в текущий момент воздействуют на данное тело, тем больше полученное им ускорение. И, соответственно, чем больше масса тела, тем этот показатель меньше.
3. Третий закон Ньютона сообщает, что любые два тела всегда взаимодействуют друг с другом по идентичной схеме: их силы имеют одну природу, являются эквивалентными по величине и обязательно имеют противоположное направление вдоль прямой, которая соединяет эти тела.
4. Принцип относительности утверждает, что все явления, протекающие при одних и тех же условиях в инерциальных системах отсчета, проходят абсолютно идентичным образом.

Термодинамика

Школьный учебник, открывающий ученикам основные законы ("Физика. 7 класс"), знакомит их и с основами термодинамики. Ее принципы мы коротко рассмотрим далее.

Законы термодинамики, являющиеся базовыми в данной отрасли науки, имеют общий характер и не связаны с деталями строения конкретного вещества на уровне атомов. Кстати, эти принципы важны не только для физики, но и для химии, биологии, аэрокосмической техники и т. д.

Например, в названной отрасли существует не поддающееся логическому определению правило, что в замкнутой системе, внешние условия для которой неизменны, со временем устанавливается равновесное состояние. И процессы, продолжающиеся в ней, неизменно компенсируют друг друга.

Еще одно правило термодинамики подтверждает стремление системы, которая состоит из колоссального числа частиц, характеризующихся хаотическим движением, к самостоятельному переходу из менее вероятных для системы состояний в более вероятные.

А закон Гей-Люссака (его также называют утверждает, что для газа определенной массы в условиях стабильного давления результат деления его объема на абсолютную температуру непременно становится величиной постоянной.

Еще одно важное правило этой отрасли - первый закон термодинамики, который также принято называть принципом сохранения и превращения энергии для термодинамической системы. Согласно ему, любое количество теплоты, которое было сообщено системе, будет израсходовано исключительно на метаморфозу ее внутренней энергии и совершение ею работы по отношению к любым действующим внешним силам. Именно эта закономерность и стала базисом для формирования схемы работы тепловых машин.

Другая газовая закономерность - это закон Шарля. Он гласит, что чем больше давление определенной массы идеального газа в условиях сохранения постоянного объема, тем больше его температура.

Электричество

Открывает юным ученым интересные основные законы физики 10 класс школы. В это время изучаются главные принципы природы и закономерности действия электрического тока, а также другие нюансы.

Закон Ампера, например, утверждает, что проводники, соединенные параллельно, по которым течет ток в одинаковом направлении, неизбежно притягиваются, а в случае противоположного направления тока, соответственно, отталкиваются. Порой такое же название используют для физического закона, который определяет силу, действующую в существующем магнитном поле на небольшой участок проводника, в данный момент проводящего ток. Ее так и называют - сила Ампера. Это открытие было сделано ученым в первой половине девятнадцатого века (а именно в 1820 г.).

Закон сохранения заряда является одним из базовых принципов природы. Он гласит, что алгебраическая сумма всех электрических зарядов, возникающих в любой электрически изолированной системе, всегда сохраняется (становится постоянной). Несмотря на это, названный принцип не исключает и возникновения в таких системах новых заряженных частиц в результате протекания некоторых процессов. Тем не менее общий электрический заряд всех новообразованных частиц непременно должен равняться нулю.

Закон Кулона является одним из основных в электростатике. Он выражает принцип силы взаимодействия между неподвижными точечными зарядами и поясняет количественное исчисление расстояния между ними. Закон Кулона позволяет обосновать базовые принципы электродинамики экспериментальным образом. Он гласит, что неподвижные точечные заряды непременно взаимодействуют между собой с силой, которая тем выше, чем больше произведение их величин и, соответственно, тем меньше, чем меньше квадрат расстояния между рассматриваемыми зарядами и среды, в которой и происходит описываемое взаимодействие.

Закон Ома является одним из базовых принципов электричества. Он гласит, что чем больше сила постоянного электрического тока, действующего на определенном участке цепи, тем больше напряжение на ее концах.

Называют принцип, который позволяет определить направление в проводнике тока, движущегося в условиях воздействия магнитного поля определенным образом. Для этого необходимо расположить кисть правой руки так, чтобы линии магнитной индукции образно касались раскрытой ладони, а большой палец вытянуть по направлению движения проводника. В таком случае остальные четыре выпрямленных пальца определят направление движения индукционного тока.

Также этот принцип помогает выяснить точное расположение линий магнитной индукции прямолинейного проводника, проводящего ток в данный момент. Это происходит так: поместите большой палец правой руки таким образом, чтобы он указывал а остальными четырьмя пальцами образно обхватите проводник. Расположение этих пальцев и продемонстрирует точное направление линий магнитной индукции.

Принцип электромагнитной индукции представляет собой закономерность, которая объясняет процесс работы трансформаторов, генераторов, электродвигателей. Данный закон состоит в следующем: в замкнутом контуре генерируемая индукции тем больше, чем больше скорость изменения магнитного потока.

Оптика

Отрасль "Оптика" также отражает часть школьной программы (основные законы физики: 7-9 классы). Поэтому эти принципы не так сложны для понимания, как может показаться на первый взгляд. Их изучение приносит с собой не просто дополнительные знания, но лучшее понимание окружающей действительности. Основные законы физики, которые можно отнести к области изучения оптики, следующие:

1. Принцип Гюйнеса. Он представляет собой метод, который позволяет эффективно определить в каждую конкретную долю секунды точное положение фронта волны. Суть его состоит в следующем: все точки, которые оказываются на пути у фронта волны в определенную долю секунды, в сущности, сами по себе становятся источниками сферических волн (вторичных), в то время как размещение фронта волны в ту же долю секунду является идентичным поверхности, которая огибает все сферические волны (вторичные). Данный принцип используется с целью объяснения существующих законов, связанных с преломлением света и его отражением.
2. Принцип Гюйгенса-Френеля отражает эффективный метод разрешения вопросов, связанных с распространением волн. Он помогать объяснить элементарные задачи, связанные с дифракцией света.
3. волн. Применяется в равной степени и для отражения в зеркале. Его суть состоит в том, что как ниспадающий луч, так и тот, который был отражен, а также перпендикуляр, построенный из точки падения луча, располагаются в единой плоскости. Важно также помнить, что при этом угол, под которым падает луч, всегда абсолютно равен углу преломления.
4. Принцип преломления света. Это изменение траектории движения электромагнитной волны (света) в момент движения из одной однородной среды в другую, которая значительно отличается от первой по ряду показателей преломления. Скорость распространения света в них различна.
5. Закон прямолинейного распространения света. По своей сути он является законом, относящимся к области геометрической оптики, и заключается в следующем: в любой однородной среде (вне зависимости от ее природы) свет распространяется строго прямолинейно, по кратчайшему расстоянию. Данный закон просто и доступно объясняет образование тени.

Атомная и ядерная физика

Основные законы квантовой физики, а также основы атомной и ядерной физики изучаются в старших классах средней школы и высших учебных заведениях.

Так, постулаты Бора представляют собой ряд базовых гипотез, которые стали основой теории. Ее суть состоит в том, что любая атомная система может оставаться устойчивой исключительно в стационарных состояниях. Любое излучение или поглощение энергии атомом непременно происходит с использованием принципа, суть которого следующая: излучение, связанное с транспортацией, становится монохроматическим.

Эти постулаты относятся к стандартной школьной программе, изучающей основные законы физики (11 класс). Их знание является обязательным для выпускника.

Основные законы физики, которые должен знать человек

Некоторые физические принципы, хоть и относятся к одной из отраслей данной науки, тем не менее носят общий характер и должны быть известны всем. Перечислим основные законы физики, которые должен знать человек:

• Закон Архимеда (относится к областям гидро-, а также аэростатики). Он подразумевает, что на любое тело, которое было погружено в газообразное вещество или в жидкость, действует своего рода выталкивающая сила, которая непременно направлена вертикально вверх. Эта сила всегда численно равна весу вытесненной телом жидкости или газа.
• Другая формулировка этого закона следующая: тело, погруженное в газ или жидкость, непременно теряет в весе столько же, сколько составила масса жидкости или газа, в который оно было погружено. Этот закон и стал базовым постулатом теории плавания тел.
• Закон всемирного тяготения (открыт Ньютоном). Его суть состоит в том, что абсолютно все тела неизбежно притягиваются друг к другу с силой, которая тем больше, чем больше произведение масс данных тел и, соответственно, тем меньше, чем меньше квадрат расстояния между ними.

Это и есть 3 основных закона физики, которые должен знать каждый, желающий разобраться в механизме функционирования окружающего мира и особенностях протекания процессов, происходящих в нем. Понять принцип их действия достаточно просто.

Ценность подобных знаний

Основные законы физики обязаны быть в багаже знаний человека, независимо от его возраста и рода деятельности. Они отражают механизм существования всей сегодняшней действительности, и, в сущности, являются единственной константой в непрерывно изменяющемся мире.

Основные законы, понятия физики открывают новые возможности для изучения окружающего мира. Их знание помогает понимать механизм существования Вселенной и движения всех космических тел. Оно превращает нас не в просто соглядатаев ежедневных событий и процессов, а позволяет осознавать их. Когда человек ясно понимает основные законы физики, то есть все происходящие вокруг него процессы, он получает возможность управлять ими наиболее эффективным образом, совершая открытия и делая тем самым свою жизнь более комфортной.

Итоги

Некоторые вынуждены углубленно изучать основные законы физики для ЕГЭ, другие - по роду деятельности, а некоторые - из научного любопытства. Независимо от целей изучения данной науки, пользу полученных знаний трудно переоценить. Нет ничего более удовлетворяющего, чем понимание основных механизмов и закономерностей существования окружающего мира.

Не оставайтесь равнодушными - развивайтесь!

Хелен Черски (Helen Czerski)

Физик, океанограф, ведущая научно-популярных программ на BBC.

Когда речь заходит о физике, мы представляем какие-то формулы, нечто странное и непонятное, ненужное обычному человеку. Возможно, мы слышали что-то о квантовой механике и космологии. Но между этими двумя полюсами как раз и находится всё, что составляет нашу повседневную жизнь: планеты и бутерброды, облака и вулканы, пузыри и музыкальные инструменты. И всеми ими управляет относительно небольшое число физических законов.

Мы постоянно можем наблюдать эти законы в действии. Возьмите, например, два яйца - сырое и варёное - и раскрутите их, а затем остановите. Варёное яйцо останется неподвижным, сырое снова начнёт вращаться. Всё потому, что вы остановили только скорлупу, а жидкость внутри продолжает вращение.

Это наглядная демонстрация закона сохранения момента импульса . Упрощённо его можно сформулировать так: начав вращаться вокруг постоянной оси, система продолжит вращение, пока её что-то не остановит. Это один из фундаментальных законов Вселенной.

Он пригождается не только, когда нужно отличить варёное яйцо от сырого. С его помощью также можно объяснить, как космический телескоп «Хаббл», находясь без какой-либо опоры в пространстве, наводит объектив на определённый участок неба. Просто внутри у него вращающиеся гироскопы, которые, по сути, ведут себя так же, как и сырое яйцо. Сам телескоп вращается вокруг них и таким образом меняет своё положение. Получается, закон, который мы можем протестировать у себя на кухне, объясняет и устройство одной из самых выдающихся технологий человечества.

Зная основные законы, регулирующие нашу повседневную жизнь, мы перестаём чувствовать себя беспомощными.

Чтобы понимать, как устроен окружающий нас мир, мы должны сначала разобраться с его основами - . Мы должны понять, что физика - это не только чудаковатые учёные в лабораториях или сложные формулы. Она прямо перед нами, доступная каждому.

С чего же начать, подумаете вы. Наверняка вы замечали что-нибудь странное или непонятное, но вместо того, чтобы задуматься об этом, говорили себе, что вы взрослый человек и у вас нет на это времени. Черски советует не отмахиваться от подобных вещей, а начинать как раз с них.

Если не хотите ждать, пока встретится что-то любопытное, положите изюм в газировку и посмотрите, что произойдёт. Понаблюдайте, как высыхает пролитый кофе. Постучите ложкой по краю чашки и прислушайтесь к звуку. В конце концов, попробуйте уронить бутерброд так, чтобы он не падал маслом вниз.