فیزیک علمی می باشد که سعی مینماید قانون ها حکم دهنده بر عالم را توضیح دهد، از جنبش ذرات خرد تا خلق و خوی کهکشانها. البته شعور مجموع فرمولها و معادلات ممکن میباشد دشوار باشد. خوشبختانه، میاقتدار پنج مضمون بنیادین را شناسایی کرد که هسته اصلی تک تک پدیدههای فیزیکی میباشند: حرکت و تغییر و تحول، نیرو و برهمکنش، انرژی، میدان، و پایستگی. این مفاهیم خیر فقط شالودهای برای ادراک فیزیک کلاسیک و امروزی هستند، بلکه در معاش روزانه، تکنولوژی و پژوهش ها فضایی نقش حیاتی دارند. درین نوشته ی علمی، هر مضمون را معرفی می کنیم، رابطه آنها را با یکدیگر تحقیق میکنیم و نماد میدهیم چرا ادراک آنان برای هر هر کس به دانش عشق دارااست، ضروری معلم خصوصی فیزیک در تبریز میباشد.
پنج معنا اساسی
۴.۱ تکان و تغییر تحول
تکان و تغییر و تحول، قابل مشاهدهترین و ملموسترین پدیده در فیزیک میباشد. هر جسمی که جابجا شود، سرعت و جهت آن تغییر و تحول نماید یا این که وضعیتش نسبت به فضا گوشه و کنار گوناگون شود، در موقتا تجربه حرکت میباشد. تکان صرفا انتقال جای وجود ندارد؛ تغییر و تحول سرعت (عجله)، تغییر تحول جهت، یا این که حتی تغییر حالت نسبی نسبت به دیگر اجسام هم مثالهایی از تکان هستند. فهم و شعور این جزئیات به ما امداد مینماید بفهمیم چرا برخی حرکتها به آرامی و برخی با عجله صورت میدهند، و چه گونه مسیر و خلق اجسام پایین تأثیر وضعیت گوناگون تغییر مینماید.
این مضمون محورای، پل بین تجربه ملموس و مفاهیم انتزاعی مانند نیرو و انرژی میباشد. تکان بدون نیرو مضمون ندارد، چون نیرو ادله تغییر و تحول سرعت یا این که جهت می باشد، و سوای انرژی، هیچ نیرویی نمیتواند حرکت ساخت نماید یا این که آن را تغییرو تحول دهد. به عبارت دیگر، جنبش یک اکران عینی از تاثیر نیرو و جریان انرژی میباشد که ذهن مارا فراهم فهم سیستمهای بغرنجخیس مینماید.
نمونه کاربردی: در فناوریهای امروزی، از سیستمهای حمل و نقل هوشمند گرفته تا پهپادها و روباتها، احتساب ظریف مسیر، تغییر سرعت و جهت جنبش اجسام فارغ از شعور عمیق تکان غیرممکن میباشد. حتی در معاش روزانه، هنگامی کودک توپ را هل میدهد یا این که دوچرخهسواری مینماید، در فعلا تجارب عملی این مفاهیم می باشد و ذهنش به طور طبیعی ضوابط جنبش را استیناف مینماید.
۴.۲ نیرو و برهمکنش
نیرو بیان کنده انگیزه فیزیکی تغییر تحول حرکت یا این که شرایط اجسام میباشد. هرگاه سرعت، جهت یا این که صورت یک جسم تغییر تحول مینماید، میقدرت ردّ یک نیرو را در پس آن یافت. البته در فیزیک امروزی، نیرو بهتنهایی مطرح وجود ندارد؛ آنچه اهمیت دارد برهمکنشها هستند، یعنی راههایی که اجسام و ذرات از روش آن ها بر یکدیگر تاثیر میگذارند. گرانش، الکترومغناطیس و برهمکنشهای هستهای مثالهایی از این سازوکارهای بنیادیناند که توضیح میدهند چرا اجسام بدون تماس بدون واسطه هم می توانند بر هم تاثیر بگذارند.
نیرو همواره با جنبش و انرژی گره خورده می باشد. نیرو میتواند جنبش را آغاز نماید، متوقف نماید یا این که مسیر آن را تغییر تحول دهد، و هم زمان سبب جابجایی یا این که تغییر و تحول صورت انرژی گردد. از این منظر، نیرو واسطهای میباشد در بین آنچه میبینیم (جنبش) و آنچه ذخیره یا این که انتقال می یابد (انرژی). بدون شعور نیرو، جنبش صرفاً یک مشاهده خام باقی میماند و انرژی مفهومی انتزاعی و جدا از تجربیات خواهد بود.
شعور نیرو و برهمکنشها همینطور پیشگفتارای برای شعور مفاهیمی مانند تعادل، پایداری و جواب سیستمها به وضعیت محیطی میباشد. این مفاهیم توضیح می دهند چرا بعضا اجسام در عوض تغییر تحول مقاوماند و برخی دیگر با خردترین تاثیر، رفتارشان دگرگون می شود. همین نگاه می باشد که فیزیک را از تعریف معمولی تکان بالاتر میبرد و آن را به علمی برای احتساب خلق و خوی سیستمهای بغرنج تبدیل مینماید.
نمونه کاربردی: در مهندسی رباتیک، پیاده سازی بازوهای رباتی فقط به دانستن مسیر جنبش محصور نمیشود؛ مهندسان می بایست بدانند چه مقدار نیرو ما یحتاج می باشد، این نیرو به چه شکل توزیع میشود و چهگونه برهمکنش دربین بازو و جسم باعث انتقال استوار یا این که لغزش میشود. همین اصول در فناوریهای توسعه یافتهتری مانند مشابهسازی تعاملات مولکولی، پیاده سازی ماهوارهها و حتی تحقیق برهمکنش کهکشانها نیز نقش محوری داراهستند.
رابطه آنها را با یکدیگر تحقیق میکنیم