Füüsika , teadus, mis käsitleb aine struktuuri ja vastastikmõjusid fundamentaalse koostisosad vaadeldavatest universum . Laiemas mõttes füüsika (kreeka keelest) füüsika ) käsitleb kõiki looduse aspekte nii makroskoopilisel kui ka submikroskoopilisel tasandil. Selle uurimisulatus hõlmab mitte ainult objektide käitumine etteantud jõudude mõjul, vaid ka gravitatsiooniliste, elektromagnetiliste ja tuumajõuväljade olemus ja päritolu. Selle ülim eesmärk on sõnastada mõned terviklik põhimõtted, mis ühendavad ja selgitavad kõiki selliseid rumalus nähtused.
Bernoulli gaasirõhu mudel Nagu kavandas Daniel Bernoulli aastal Hüdrodünaamika (1738), gaasid koosnevad arvukatest osakestest kiires juhuslikus liikumises. Ta eeldas, et gaasi rõhk tekib osakeste otsesest mõjust anuma seintele. Encyclopædia Britannica, Inc; Daniel Bernoulli ainetel, Hüdrodünaamika (1738)
Füüsika on teaduse haru, mis tegeleb selle struktuuriga asja ja kuidas universumi põhikomponendid suhtlevad. See uurib objekte alates kvantmehaanika abil väga väikestest kuni kogu universumi, kasutades üldrelatiivsusteooriat.
Austria-Ungari keiser 1914. aastal
Füüsikud ja teised teadlased kasutavad oma töös rahvusvahelist ühikute süsteemi (SI), kuna soovivad kasutada süsteemi, milles teadlased on kokku leppinud kogu maailmas. Alates 2019. aastast on SI ühikud määratletud põhiliste füüsikaliste konstantide järgi, mis tähendab, et SI-d kasutavad teadlased kõikjal, kus nad kasutavad füüsilisi nähtusi, kokku leppida ühikutes, mida nad füüsiliste nähtuste mõõtmiseks kasutavad.
Füüsika on põhiline füüsikateadus . Kuni üsna viimase ajani Füüsika ja loodusfilosoofia kasutati vaheldumisi teaduse jaoks, mille eesmärk on looduse põhiseaduste avastamine ja sõnastamine. Kui kaasaegsed teadused arenesid ja muutusid üha spetsialiseerunumaks, tähistas füüsika seda osa füüsikateadusest, mis ei kuulu astronoomiasse, keemia , geoloogia ja inseneriteadused. Füüsikal on aga oluline roll kõigis loodusteadustes ja kõigil sellistel aladel on harud, milles füüsikalised seadused ja mõõtmised saavad erilise rõhuasetuse, kandes selliseid nimetusi nagu astrofüüsika, geofüüsika, biofüüsika ja isegi psühhofüüsika. Füüsikat võib põhimõtteliselt määratleda kui teadust asja , liikumine ja energiat. Selle seadusi väljendatakse matemaatika keeles tavaliselt ökonoomselt ja täpselt.
Mõlemad katsed, nähtuste jälgimine tingimustes, mida kontrollitakse võimalikult täpselt, ja teooria, ühtse kontseptuaalne raamides mängida füüsika edendamisel olulisi ja täiendavaid rolle. Füüsikaliste katsete tulemuseks on mõõtmised, mida võrreldakse teooria järgi ennustatud tulemustega. Väidetavalt kehastab teooria, mis prognoosib usaldusväärselt katsete tulemusi, mille suhtes see on rakendatav, füüsikaseadust. Kuid seadust tuleb alati muuta, asendada või piirata piiratud domeeniga, kui hilisem katse seda vajalikuks teeb.
mis vahe on Kuu ja Päikesevarjutusel
Füüsika lõppeesmärk on leida ühtne seaduste kogum, mis reguleerib ainet, liikumist ja energiat väikestel (mikroskoopilistel) subatoomilistel kaugustel, inimese (makroskoopilises) igapäevaelus ja suurimatele kaugustele (nt ekstragalaktiline skaala). See ambitsioonikas eesmärk on märkimisväärsel määral realiseeritud. Ehkki füüsikaliste nähtuste täiesti ühtset teooriat pole veel saavutatud (ja võib-olla kunagi ei jõua), näib märkimisväärselt väike füüsikaliste põhiseaduste kogum, mis suudab arvestada kõigi teadaolevate nähtustega. Umbes 20. sajandi alguseni välja arenenud füüsikakeha, mida nimetatakse klassikaliseks füüsikaks, võib suuresti arvestada valguse kiiruse suhtes aeglaselt liikuvate makroskoopiliste objektide liikumist ja selliseid nähtusi nagu kuumus , heli , elekter, magnetism ja valgus. Relatiivsusteooria ja kvantmehaanika tänapäevased arengud muudavad neid seadusi niivõrd, kuivõrd need kehtivad suurematel kiirustel, väga massiivsetel objektidel ja aine väikestel elementaarkomponentidel, nagu elektronid, prootonid ja neutronid .
Traditsiooniliselt organiseeritud klassikalise ja kaasaegse füüsika harud või valdkonnad on piiritletud allpool.
Mehaanika all mõeldakse tavaliselt objektide liikumise (või nende puudumise) uurimist antud jõudude toimel. Klassikalist mehaanikat peetakse mõnikord rakendusmatemaatika haruks. See koosneb kinemaatikast, liikumise kirjeldusest ja dünaamikast, jõudude toime uurimisest kas liikumise või staatiline tasakaal (viimane moodustavad staatikateadus). 20. sajandi teemad kvant mehaanika, mis on ülioluline aine struktuuri, subatomaarsete osakeste, ülivedeliku, ülijuhtivuse, neutronitähed ja muud peamised nähtused ning relativistlik mehaanika, mis on olulised kiiruse lähenemisel valguse kiirusele, on mehaanika vormid, mida käsitletakse edaspidi selles osas.
kus asuvad Egiptuse püramiidid
illustratsioon Robert Hooke materjalide elastsusseadusest Illustratsioon Hooke materjalide elastsusseadusest, näidates vedru venimist proportsionaalselt rakendatud jõuga, Robert Hooke Loengud toiteallikast Restitutiva (1678). Photos.com/Jupiterimages
Klassikalises mehaanikas on seadused algselt sõnastatud punktosakeste jaoks, mille mõõtmed, kuju ja muu sisemine kehade omadusi eiratakse. Seega koheldakse esimeses lähenduses isegi nii suuri objekte nagu Maa ja Päike punktitaolistena - nt planeedi orbiidi liikumise arvutamisel. Jäiga kehaga dünaamika , kaalutakse ka kehade pikendamist ja nende massijaotusi, kuid kujuteldakse, et need ei ole deformeeritavad. Deformeeruvate tahkete ainete mehaanika on elastsus ; hüdrostaatika ja hüdrodünaamika töötlevad vastavalt vedelikke puhkeasendis ja liikumisel.
Kolm liikumisseadused Isaac Newtoni seatud moodustab klassikalise mehaanika aluse koos tõdemusega, et jõud on suunatud suurused (vektorid) ja vastavalt ühenduvad. Esimeses seaduses, mida nimetatakse ka inertsiseaduseks, on öeldud, et kui puhkeobjekt ei mõjuta seda, jääb puhkeolekus olev objekt puhkeasendisse või kui see on liikumises, jätkab see liikumist sirgjoonel püsiva kiirusega. Ühtne liikumine ei vaja seetõttu põhjust. Vastavalt sellele ei keskendu mehaanika mitte liikumisele kui sellisele, vaid objekti liikumisseisundi muutusele, mis tuleneb sellele mõjuvast netojõust. Newtoni teine seadus võrdsustab objekti netojõu selle impulsi muutumise kiirusega, viimane on keha massi ja selle kiiruse korrutis. Newtoni kolmas seadus - tegevus ja reaktsioon - ütleb, et kahe osakese vastastikmõjul on mõlemad üksteisele mõjuvad jõud suuruselt võrdsed ja suunas vastupidised. Kokkuvõttes võimaldavad need mehaanilised seadused põhimõtteliselt määrata osakeste komplekti edasisi liikumisi, tingimusel et nende liikumisseisund on mingil hetkel teada, samuti jõud, mis nende vahel ja neile väljastpoolt mõjuvad. Selle klassikalise mehaanika seaduste deterministliku iseloomu põhjal on minevikus tehtud sügavaid (ja tõenäoliselt valesid) filosoofilisi järeldusi ja neid on isegi inimajaloos rakendatud.
Valetades füüsika kõige põhilisemal tasemel, iseloomustavad mehaanikaseadusi teatud sümmeetriaomadused, nagu näiteks ülalmainitud tegevuse ja reaktsioonijõudude sümmeetria. Teised sümmeetriad, näiteks seaduste invariantsus (st muutumatu vorm) ruumis toimuvate peegelduste ja pöörete korral, aja ümberpööramine või muundumine ruumi erinevasse ossa või erinevasse ajajärku, on olemas nii klassikalises mehaanikas ja relativistlikus mehaanikas ning teatud piirangutega ka kvantmehaanikas. Teooria sümmeetrilistel omadustel võib näidata, et neil on matemaatiliste tagajärgedena säilimisõigusena tuntud põhiprintsiibid, mis väidavad teatud tingimustes teatud füüsikaliste suuruste väärtuste püsivust ajas. Konserveeritud kogused on füüsikas kõige olulisemad; nende hulka kuuluvad mass ja energia (suhtelisuse teoorias on mass ja energia samaväärsed ning need on kokku hoitud), impulss, nurkimpulss ja elektrilaeng .
