Forskellen mellem lov og princip i fysik

Udtrykkene forskere bruger til at beskrive, hvad de studerer, kan virke vilkårlige. Det kan synes som om ord, de bruger, kun er ord uden noget andet for dem. Men ved at studere de udtryk, som forskere bruger til at beskrive forskellige fænomener, kan du bedre forstå betydningen bag dem.
••• Syed Hussain Ather

Newtons lov om universalgravitation demonstrerer den universaliserbare, fælles natur af love, der beskriver naturen og universet .
Fysiklove og principper

Forskellene mellem terminologi i betydningen af en fysiklov og fysikprincipper kan være forvirrende.

Tips
< li>

Lover er generelle regler og ideer, der klæber til universets natur, mens principper beskriver specifikke fænomener, der kræver klarhed og forklaring. Andre udtryk som teoremer, teorier og regler kan beskrive naturen og universet. At forstå forskellene mellem disse udtryk i fysik kan forbedre din retorik og sprog, når du taler om videnskab.

En lov er en vigtig indsigt i universets natur. En lov kan eksperimentelt verificeres ved at tage hensyn til observationer om universet og spørge, hvilken generel regel der styrer dem. Lover kan være et sæt kriterier til beskrivelse af fænomener som Newtons første lov (et objekt vil forblive i hvile eller bevæge sig med en konstant hastighedsbevægelse, medmindre den udføres af en ekstern kraft) eller en ligning, såsom Newtons anden lov (F \u003d ma
for nettokraft, masse og acceleration).

Lovene er udledt gennem masser af observationer og regnskab for forskellige muligheder for konkurrerende hypoteser. De forklarer ikke en mekanisme, hvormed der opstår et fænomen, men snarere beskriver disse talrige observationer. Uanset hvilken lov der bedst kan redegøre for disse empiriske observationer ved at forklare fænomener på en generel, universaliseret måde, er den lov, som forskere accepterer. Lover anvendes til alle objekter uanset scenarie, men de er kun meningsfulde inden for visse sammenhænge.

Et princip er en regel eller mekanisme, hvormed specifikke videnskabelige fænomener fungerer. Principper har typisk flere krav eller kriterier, når de kan bruges. De kræver generelt mere forklaring for at artikulere i modsætning til en enkelt universel ligning.

Principper kan også beskrive specifikke værdier og begreber som entropi eller Archimedes-princippet, der relaterer opdrift til vægten af fordrevet vand. Forskere følger typisk en metode til at identificere et problem, indsamle information, danne og teste hypoteser og drage konklusioner, når de fastlægger principper.
Eksempler på videnskabelige principper i hverdagen.

Principper kan også være generelle ideer, der styrer discipliner såsom som celle teori, genteori, evolution, homeostase og love om termodynamik, der er en videnskabelig principdefinition i biologi. De er involveret i en række fænomener i biologi, og i stedet for at tilvejebringe et klart, universelt træk i universet, er de beregnet til at fremme teorier og forskning i biologi.

Der er andre eksempler på videnskabelige principper i hverdagen. Det er umuligt at skelne mellem en tyngdekraft og den inertielle kraft, kraften til at fremskynde et objekt, kendt som ækvivalensprincippet. Det fortæller dig, at hvis du er i en elevator i frit fald, ville du ikke være i stand til at måle tyngdekraften, fordi du ikke kunne skelne mellem den og den kraft, der trækker dig i den modsatte retning af tyngdekraften.
Newtons tre bevægelseslover

Newtons første lov, at et objekt i bevægelse vil forblive i bevægelse, indtil det udøves af en ekstern kraft, betyder objekter, der ikke har nogen nettokraft (summen af alle kræfter på et objekt) vil ikke opleve acceleration. Det forbliver enten i hvile eller bevæger sig med en konstant hastighed, retningen og hastigheden af et objekt. Det er meget centralt og fælles for mange fænomener i hvordan det forbinder bevægelsen af et objekt med de kræfter, der virker på det, uanset om det er et himmellegeme eller en bold, der hviler på jorden.

Newtons anden lov, < em> F \u003d ma
, giver dig mulighed for at bestemme accelerationen eller massen fra denne nettokraft for disse objekter. Du kan beregne nettokraften på grund af tyngdekraften af en faldende kugle eller en bil, der drejer. Dette grundlæggende træk ved fysiske fænomener gør det til en universaliseret lov.

Newtons tredje lov illustrerer også disse træk. Newtons tredje lov siger, at der for hver handling er en lige og modsat reaktion. Udsagnet betyder, at der i hver interaktion er et par kræfter, der virker på de to interagerende genstande. Når solen trækker planeterne hen imod den, mens de går i kredsløb, trækker planeterne tilbage som svar. Disse fysiske love beskriver disse karakteristika ved naturen som iboende i universet.
Principper for fysik -

Heisenbergs usikkerhedsprincip kan beskrives som "intet har en bestemt position, en bestemt bane eller en bestemt momentum," men det kræver også yderligere forklaring for klarhed. Da fysiker Werner Heisenberg forsøgte at studere subatomære partikler med øget præcision, fandt han det umuligt at bestemme en partikels momentum og position samtidigt.

Heisenberg brugte det tyske ord "Ungenauigkeit", hvilket betyder "upræcision" ikke "usikkerhed" til beskrive dette fænomen, som vi vil kalde usikkerhedsprincippet. Momentumet, produktet af et objekts hastighed og masse og position er altid ved en afveksling mellem hinanden.

Det originale tyske ord beskriver fænomenerne mere præcist end ordet "usikkerhed" gør. Usikkerhedsprincippet tilføjer usikkerhed til observationer, der er baseret på upræcisionen af en fysiker's videnskabelige målinger. Fordi disse principper i høj grad afhænger af kontekst og betingelser for princippet, ligner de mere vejledende teorier, der bruges til at fremsætte forudsigelser om universets fænomener end love er.

Hvis en fysiker studerede bevægelsen af en elektron i en stor boks, kunne hun få en ret præcis idé om, hvordan det ville rejse gennem kassen. Men hvis kassen blev gjort mindre og mindre, så elektronet ikke kunne bevæge sig, ville vi vide mere om, hvor elektronet er, men ved meget mindre om, hvor hurtigt den kørte. For genstande i vores hverdag, såsom en bevægelig bil, kan du bestemme momentum og position, men der vil stadig være en meget lille mængde usikkerhed med disse målinger, fordi usikkerheden er meget mere vigtig for partikler end hverdagens genstande.
Andre udtryk -

Mens love og principper beskriver disse to forskellige ideer på tværs af fysik, biologi og andre discipliner, er teorier samlinger af koncepter, love og ideer til at forklare observationer af universet. Evolutionsteorien og den generelle relativitetsteori beskriver, hvordan arter har ændret sig gennem generationer, og hvordan massive genstande forvrænger rum-tid gennem tyngdekraften.
••• Syed Hussain Ather

I matematik kan forskere henvise til sætninger, matematiske påstande, der kan bevises eller modbevises, og lemmaer, mindre vigtige resultater, der normalt bruges som trin til at bevise sætninger. Pythagorean-sætningen afhænger af geometrien i en højre trekant for at bestemme længden på deres sider. Det kan bevises matematisk.

Hvis x
og y
er to hele tal, således at a \u003d x
^{2 - y
2, b \u003d 2xy
, og c \u003d x2 + y2,
derefter:}

1. a ^{2 + b 2 \u003d (x 2 - y 2) 2 + (2xy) 2}
   
2. a ^{2 + b 2 \u003d x 4 - 2x 2y 2 + x 4 + 4x 2y 2}
   
3. a ^{2 + b 2 \u003d x 4 + 2x 2y 2 + x 4}
   
4. a 2 + b 2 \u003d (x 2 + y 2 ) 2 \u003d c 2
   
   ••• Syed Hussain Ather

   Andre udtryk er muligvis ikke så klare. Forskellen mellem en regel og et princip kan diskuteres, men regler henviser generelt til, hvordan man bestemmer det rigtige svar ud fra forskellige muligheder. Højre regel gør det muligt for fysikere at bestemme, hvordan elektrisk strøm, magnetfelt og magnetisk kraft afhænger af hinandens retning. Selvom det er baseret på grundlæggende love og teorier om elektromagnetisme, bruges det mere som en generel "tommelfingerregel" til løsning af ligninger i elektricitet og magnetisme.
   

   Undersøgelse af retorikken bag, hvordan forskere kommunikerer, fortæller dig mere om, hvad de betyder når de beskriver universet. At forstå brugen af disse udtryk er relevant for at forstå deres sande betydning.