Законы Кеплера

1. Законы Кеплера

1) Закон эллипсов.
Каждая планета Солнечной системы
обращается по эллипсу, в одном из
фокусов которого находится Солнце.
→
2) Закон площадей.
чем ближе планета находится к
центру, тем быстрее она движется.
3) Гармонический закон
Квадраты периодов обращения
планет вокруг Солнца относятся как
кубы больших полуосей орбит планет.

2. Законы механики Ньютона  

Законы механики Ньютона
1.В отсутствие внешних силовых
воздействий тело будет продолжать
равномерно двигаться по прямой (закон
инерции)
2.Ускорение движущегося тела
пропорционально сумме приложенных
к нему сил и обратно пропорционально его
массе:
a= F/ m
где F — сила, m — масса, a — ускорение
3.Всякому действию сопоставлено равное по
силе и обратное по направлению
противодействие.
25 декабря 1642 - 20 марта 1727
(84 года)

3. Современные формулировки законов механики Ньютона

Первый закон Ньютона (закон инерции)
Существуют такие системы отсчёта,
относительно которых материальная
точка, при отсутствии внешних
воздействий, сохраняет состояние покоя
или равномерного прямолинейного
движения.
Второй закон Ньютона
В инерциальной системе отсчета
ускорение, которое получает
материальная точка, прямо
пропорционально равнодействующей всех
приложенных к ней сил и обратно
пропорционально её массе.
Третий закон Ньютона
Тела попарно действуют друг на друга с
силами, имеющими одинаковую природу,
направленными вдоль прямой,
соединяющей центры масс этих тел,
равными по модулю и противоположными
по направлению
где — ускорение материальной точки;
— сила, приложенная к материальной
точке;
m — масса материальной точки.

4. Закон всемирного тяготения

Проявляется во взаимном
притяжении любых
материальных объектов,
имеющих массу
Сила гравитационного
притяжения между двумя
материальными точками
массы m1 и m2,
разделёнными расстоянием
r, пропорциональна обеим
массам и обратно
пропорциональна квадрату
расстояния
G — гравитационная постоянная, равна
примерно
м³/(кг·с²).

5. Принципы

Принцип относительности
(классический) Галилея - в
любых инерциальных системах
отсчета все физические явления
протекают одинаково при одних и
тех же условиях.
• Поэтому механическими
опытами, проведенными
внутри системы, невозможно
установить, покоится система
или движется равномерно и
прямолинейно.
Принцип соответствия - новая
теория, претендующая на более
широкую область применимости,
чем старая, должна включать
последнюю как предельный,
частный случай.
Принцип суперпозиции допущение, согласно
которому результирующий
эффект от нескольких
независимых воздействий
представляет собой сумму
эффектов, вызываемых
каждым воздействием в
отдельности.
Принцип
фальсифицируемости
(опровержимости) - один из
принципов в методологии
науки, в соответствии с
которым на статус научного
может претендовать только
принципиально опровержимое знание.

6. Принципы

1)
2)
3)
Принцип
1)
неопределенности
Гейзенберга
Принцип
2)
дополнительности
(комплементарности) Бора
Концепция
целостности
3)
Можно говорить лишь о вероятности
того, где в данный момент находится
микрочастица
Любое явление в микромире должно
включать в себя взаимодействие с
макроскопическим прибором.
С его помощью можно исследовать
либо корпускулярные свойства
микрообъекта, либо - волновые, но не
те и другие одновременно.
Мир –единая целостная единица,
несводимая к механическому
разложению на составляющие части

7. СТО

В начале XX в. учёные обнаружили в
ньютоновской физике некоторые
противоречия. В частности, физики не
могли объяснить, каким образом
скорость света остаётся постоянной
вне зависимости от того, движется ли
наблюдатель.
Альберт Эйнштейн разрешил этот
парадокс в своей специальной теории
относительности.
В соответствии с теорией
относительности, пространство и
время относительны — результаты
измерения длины и времени зависят
от того, движется наблюдатель или
нет.
Этот эффект проявляется, к примеру,
в необходимости корректировать часы
на навигационных спутниках GPS.
Основываясь на теории
Эйнштейна, Герман
Минковский создал теорию,
описывающую пространство
и время как 4-мерное
пространство-время
(пространство Минковского).
В пространстве-времени
расстояния (точнее,
гиперрасстояния, так как они
включают время как одну из
координат) абсолютны: они
одинаковы для любого
наблюдателя.

8. ОТО

Создав специальную теории
относительности, Эйнштейн
обобщил её на случай
гравитации в общей теории
относительности.
Согласно общей теории
относительности, массивные
тела искривляют
пространство-время, что и
обуславливает
гравитационные
взаимодействия.
При этом природа гравитации
и ускорения одна и та же —
мы можем чувствовать
ускорение или гравитацию в
том случае, если совершаем
криволинейное движение в
пространстве-времени.
Перед современной физикой
стоит задача создания общей
теории, объединяющей
квантовую теорию поля и
теорию относительности.
Это позволило бы объяснить
процессы, происходящие в
чёрных дырах и, возможно,
механизм Большого взрыва.

9. Постулаты СТО

1.
2.
Принцип относительности:
все законы природы
одинаковы во всех
инерциальных системах
отсчета
Принцип постоянства
(инвариантности) скорости
света:
Скорость света в пустоте
одинакова во всех
инерциальных системах
отсчета и не зависит от
движения источников и
приемников света
Следствие ТО - связь
между массой и энергией
Инерциальная система отсчета
система покоится, либо движется
прямолинейно и равномерно
относительно кокой-то другой
системы, неподвижной или
движущийся прямолинейно и с
постоянной скоростью
Инвариантность неизменность физических
величин или свойств природных
объектов при переходе от одной
системы отсчета к другой
С= 300 000 км/с
Уравнение Эйнштейна:
E=mc2

10. Закон сохранения массы и энергии

в изолированной системе сумма масс и энергий постоянна
Формулировка учитывает, что между массой m и энергией
E существует взаимосвязь согласно уравнению Эйнштейна
E=mc2,
где с – скорость света в пустоте (3•108 м/с или 300 000 км/с)

11. Общая теория относительности - теория гравитации (1907-1915)

Общая теория относительности теория гравитации (1907-1915)
Общая теория относительности
исходит из принципа
эквивалентности инерционной
и гравитационной масс
Кинематические эффекты,
возникающие под действием
гравитационных сил,
эквивалентны эффектам,
возникающим под действием
ускорения.
Так, если ракета взлетает с
ускорением 2g , то экипаж ракеты
будет чувствовать себя так, как
будто он находится в удвоенном
поле тяжести Земли.
В 1921 году

12. Общая теория относительности - теория гравитации (1907-1915)

Общая теория относительности теория гравитации (1907-1915)
На основе принципа
эквивалентности масс был
обобщен принцип
относительности,
утверждающий в ОТО
инвариантность законов
природы в любых системах
отсчета, как инерциальных,
так и неинерциальных
Уравнения гравитационного поля,
которые называются уравнениями
Эйнштейна:
В 1921 году

13. Общая теория относительности - теория гравитации (1907-1915)

Общая теория относительности теория гравитации (1907-1915)
Гравитационные эффекты
обусловлены не силовым
взаимодействием тел и полей,
а деформацией самого
пространства-времени, в
котором они находятся
Эта деформация связана, в
частности, с присутствием
массы-энергии
Масса и энергия изгибают
пространство-время
В поле тяготения
пространство-время обладает
кривизной
В 1921 году

14. Симметрия - одно из свойств пространства и времени.

Это свойство заключается в
переходе объектов в самих себя
или друг в друга при
осуществлении определенных
преобразований
Принцип инвариантности
относительно сдвигов в
пространстве и во времени:
смещение во времени и в
пространстве не влияет на
протекание физических
процессов
Симметрия :
инвариантность структуры,
свойств, формы материальных
объектов относительно его
преобразований*
правильность формы или
неизменность законов**
Многообразие форм симметрий кристаллов

15. Симметрия пространства и времени

Физическое
пространство и время
характеризуются
тремя основными
типами симметрии:
Однородность
пространства,
Однородность пространства:
эквивалентность (или равноправие) всех
точек физического пространства,
т.е. параллельный сдвиг физической системы
в любом направлении не влияет на характер
протекающих в ней процессов
Изотропность пространства:
Изотропность
пространства
соответствует эквивалентности всех
направлений в пространстве и симметрии
физической системы относительно ее
произвольного поворота, который не влияет
на процессы, протекающие в системе
Однородность
времени
Однородность времени:
отражает симметрию по отношению к сдвигу
времени, не влияющему на характер
процессов в физической системе, т. е.
эквивалентность всех моментов времени

16. Связь между свойствами пространства-времени и законами сохранения

Связь между свойствами пространствавремени и законами сохранения
Эмми Нётер доказала
фундаментальную теорему
математической физики
Теорема Нётер:
Из однородности
пространства и времени
следуют законы сохранения
соответственно импульса и
энергии,
Из изотропности
пространства – закон
сохранения момента
импульса
Эмми Нётер Amalie Emmy Noether
1882-1935
выдающийся немецкий математик

17. Законы сохранения

Однородность
пространства
Однородность
Времени
Изотропность
пространства
Закон сохранения импульса
Импульс Р (m•v) замкнутой системы
сохраняется, т.е. не изменяется с
течением времени
Закон сохранения и превращения
энергии
Энергия никогда не исчезает и не
появляется вновь, она лишь
превращается из одного вида в другой
Закон сохранения момента
импульса
Момент импульса замкнутой системы
сохраняется, т.е. не изменяется с
течением времени

18. Концепции дальнодействия и близкодействия

Концепция
дальнодействия
взаимодействие между
телами передается
непосредственно через
пустое пространство,
которое не принимает в
нем участия
передача взаимодействия
происходит мгновенно
(механика Ньютона )
Концепция
близкодействия
взаимодействие между телами
осуществляется посредством
тех или иных полей, непрерывно
распределенных в пространстве
Первоначально выдвигалась
механическая интерпретация поля как
упругих напряжений гипотетической
среды – «эфира».
В современной квантовой физике на роль
эфира претендует новый вид материи –
физический вакуум (П.Дирак).

19. Основные законы химии

Закон сохранения массы и энергии: в изолированной системе
сумма масс и энергий постоянна.
Закон постоянства состава: каждое молекулярное химически
чистое соединение имеет один и тот же количественный состав
независимо от способов его получения.
Закон эквивалентов: все вещества реагируют в эквивалентных
количествах.
Закон кратных отношений: если два элемента образуют между
собой несколько различных соединений, то на одну и ту же массу
одного из них приходятся такие массы другого, которые относятся
между собой как небольшие целые числа.
Теория химического строения вещества:
свойства веществ определяются порядком связей атомов в
молекулах и их взаимным влиянием.