قوانين الفيزياء في الرموز على مر السنين، هناك شيء واحد اكتشفه العلماء وهو أن الطبيعة بشكل عام أكثر تعقيدًا مما نعطيها الفضل. تعتبر قوانين الفيزياء أساسية، على الرغم من أن معظمها يشير إلى أنظمة مثالية أو نظرية يصعب إعادة إنتاجها في العالم الحقيقي.
سنناقش في هذه المقالة أهم قوانين الفيزياء الأساسية، لذا تابع أحد مواقع المقالات للتعرف على قوانين الفيزياء باستخدام الرموز.
قانون الجاذبية الكونية
نُشر عمل السير إسحاق نيوتن الرائد في الفيزياء لأول مرة عام 1687 في كتابه المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية.
المعروف باسم المبادئ، في ذلك الكتاب شرح نظريات حول الجاذبية والحركة.
ينص قانون الجاذبية الفيزيائي على أن الجسم الذي يجذب جسمًا آخر إليه يتناسب طرديًا مع كتلته المجمعة، ويرتبط عكسًا بمربع المسافة بينهما.
مثل مجالات العلوم الأخرى، فإنه يتبنى قوانين جديدة للفيزياء، أو يغير القوانين الحالية، والبحث النظري.
تستند نظرية النسبية لألبرت أينشتاين، التي طورها في أوائل القرن العشرين، إلى نظريات وضعها السير إسحاق نيوتن منذ أكثر من 200 عام، من بين آخرين.
انظر أيضًا: معلومات عن الفوتونات في الفيزياء
- F = G × m1m2 / r ^ 2
حيث “F” هي القوة الناتجة عن الجاذبية، و “G” هي ثابت الجاذبية الكلي بين الكتل.
و “m1” هي كتلة الجسيم الأول، و “m2” هي كتلة الجسيم الثاني، و “r” هي المسافة بين الجسمين.
قوانين نيوتن الثلاثة للحركة
قوانين نيوتن الثلاثة للحركة، والموجودة أيضًا في المبادئ، تحكم كيفية تغيير الأشياء المادية للحركة.
يصفون العلاقة الأساسية بين تسارع الجسم والقوى المؤثرة عليه.
القانون الأول
سيبقى الكائن في حالة من الراحة أو في حالة حركة موحدة ما لم يتم تغيير تلك الحالة، بواسطة قوة خارجية.
- F = 0 ‹= definitely dv / dt = 0∑
القانون الثاني
عندما تعمل القوة على جسم ما، فإنها تسبب تسارعًا يتناسب طرديا مع قوتها ويتناسب عكسيا مع كتلته.
- F = dp / dt = d (mv) / dt
باستخدام تسارع الجسم، يمكن التعبير عن القانون على النحو التالي:
- F = m × dv / dt = أماه
حيث “F” هي القوة، و “m” هي كتلة الجسم، و “a” هي تسارع الجسم.
القانون الثالث
كل فعل في الطبيعة له رد فعل متساوٍ في الحجم ومعاكس في الاتجاه.
- Fa- ›b = – Fb-› a
تشكل هذه القوانين الثلاثة، مجتمعة بواسطة نيوتن، أساس الميكانيكا الكلاسيكية.
يوضح كيف يخضع السلوك الجسدي للجسم لتأثير قوة خارجية.
قانون حفظ الكتلة والطاقة
قدم ألبرت أينشتاين معادلته الشهيرة E = mc ^ 2 في مقال بمجلة عام 1905 بعنوان “في الديناميكا الكهربية للأجسام المتحركة”.
تقدم الورقة نظريته في النسبية الخاصة، بناءً على افتراضين:
- مبدأ النسبية: قوانين الفيزياء هي نفسها لجميع الأطر المرجعية بالقصور الذاتي.
- مبدأ السرعة الثابتة للضوء: ينتشر الضوء دائمًا من خلال فراغ بسرعة معينة، بغض النظر عن حالة حركة الجسم الباعث.
ينص المبدأ الأول ببساطة على أن قوانين الفيزياء تنطبق بالتساوي على الجميع في جميع المواقف، والمبدأ الثاني هو الأكثر أهمية.
تنص على أن سرعة الضوء في الفراغ ثابتة، وعلى عكس جميع أشكال الحركة الأخرى، لا يتم قياسها بشكل مختلف للمراقبين في إطارات مرجعية بالقصور الذاتي المختلفة.
قوانين الديناميكا الحرارية
قوانين الديناميكا الحرارية هي في الواقع مظاهر محددة لقانون حفظ كتلة الطاقة، من حيث صلتها بالعمليات الديناميكية الحرارية.
تم استكشاف الحقل لأول مرة في خمسينيات القرن الخامس عشر بواسطة أوتو فون جيريك في ألمانيا وروبرت بويل وروبرت هوك في بريطانيا.
استخدم العلماء الثلاثة مضخات تفريغ، اخترعها فون جيريك، لدراسة مبادئ الضغط ودرجة الحرارة والحجم.
قانون Zeeroth: قانون Zeeroth للديناميكا الحرارية يجعل فكرة درجة الحرارة ممكنة.
القانون الأول
يشرح القانون الأول للديناميكا الحرارية العلاقة بين الطاقة الداخلية والحرارة الزائدة والعمل داخل النظام.
- يو = س – دبليو
حيث “U” طاقة داخلية، و “Q” حرارة مضافة، و “W” عمل.
القانون الثاني
يتعلق القانون الثاني للديناميكا الحرارية بالتدفق الطبيعي للحرارة داخل نظام مغلق.
- δQ = T ds
حيث “Q” هي كمية الحرارة، و “T” هي درجة الحرارة، و “ds” هي التغير في الانتروبيا.
القانون الثالث
ينص القانون الثالث للديناميكا الحرارية على أنه من المستحيل إنشاء عملية ديناميكية حرارية فعالة تمامًا، ولا يمكن الوصول إلى الصفر المطلق في درجة الحرارة.
تابع أيضًا: موضوع التعبير يدور حول الفيزيائيين تمامًا
قوانين الكهرباء الساكنة
يحكم قانونان فيزيائيان العلاقة بين الجسيمات المشحونة كهربائيًا وقدرتها على تكوين قوى كهروستاتيكية ومجالات كهروستاتيكية.
قانون كولوم: سمي قانون كولوم على اسم تشارلز أوغسطين كولوم، الباحث الفرنسي، الذي عمل في القرن الثامن عشر الميلادي.
التي تنص على أن القوة بين شحنتين نقطتين تتناسب طرديًا مع مقدار كل شحنة، وتتناسب عكسيًا مع مربع المسافة بين مركزيهما.
إذا كان للأجسام نفس الشحنة، موجبة أو سالبة، فإنها تتنافر ؛ وإذا كانت لديهم شحنة معاكسة، فسوف يجتذبون بعضهم البعض.
حيث “”: هي القوة المتبادلة بين الشحنتين بوحدتي نيوتن، “”: قيمة الشحنة الأولى في كولوم، و “”: قيمة الشحنة الثانية في كولوم.
و “”: متجه الوحدة بقيمة تساوي واحد واتجاهه من الشحنة الأولى إلى الشحنة الثانية، و “”: مربع المسافة بين الشحنتين بالمتر المربع.
قانون غاوس: سمي قانون غاوس على اسم كارل فريدريش غاوس، عالم الرياضيات الألماني الذي عمل في أوائل القرن التاسع عشر.
ينص هذا القانون على أن صافي تدفق مجال كهربائي عبر سطح مغلق يتناسب طرديًا مع الشحنة الكهربائية المغلقة.
اقترح جاوس قوانين مماثلة للمغناطيسية والكهرومغناطيسية بشكل عام.
حيث يكون الجانب الأيسر من المعادلة هو تدفق المجال الكهربائي “عبر السطح”، “”: نفاذية الفراغ، و “”.
هذا هو مقدار المساحة التي تحتوي على “”، “”: كثافة الشحنة الكهربائية لكل وحدة حجم، و “”: بنية الشحنة داخل الحجم.
مبدأ أرخميدس
تم اكتشاف مبدأ أرخميدس في القرن الثالث قبل الميلاد من قبل عالم الرياضيات اليوناني أرخميدس.
ينص المبدأ على أنه عندما يكون جسم ما مغمورًا جزئيًا أو كليًا في سائل ما، فإنه يواجه دفعة صعودية مساوية لوزن السائل الذي يزيحه، أي أن فقدان الوزن الظاهر يساوي وزن السائل المفقود.
- Fb = gV
حيث “Fb”: هي قوة الطفو، “”: الكثافة، “g” هي التسارع بسبب الجاذبية، و “V” هي حجم السائل المزاح.
قانون أفوجادرو
في عام 1811 م، اكتشف هذا القانون العالم الإيطالي أفوجادرو، وينص هذا القانون على نفس الكمية.
هذا لجميع الغازات تحت نفس ظروف درجة الحرارة والضغط، مع نفس عدد الجزيئات.
- الخامس / ن = ك
حيث “V” هو حجم الغاز، و “n” هو عدد المواد في الغاز، و “k” هو ثابت الغاز.
قانون أوم
ينص قانون أوم على أن التيار المتدفق عبر موصل بين نقطتين يتناسب طرديًا مع فرق الجهد بين النقطتين، طالما أن الحالة المادية ودرجة الحرارة وما إلى ذلك للموصل لا تتغير.
- R = V / I
حيث “R” هي المقاومة، و “V” هي فرق الجهد، و “I” هي الكهرباء.
نختار لك: إيجاد قانون كيرشوف في الفيزياء
في نهاية المقالة قوانين فيزياء الرموز، نرى أنه إلى جانب الفيزياء الأساسية، في مجال النسبية وميكانيكا الكم، وجد العلماء أن هذه القوانين لا تزال سارية، على الرغم من أن تفسيرها يتطلب بعض الصقل ليتم تطبيقها.