Методы научного познания

Существуют два уровня научного познания:

1) Эмпирический – включает:

1. Наблюдение – такой метод познания, при котором исследователь не вмешивается в изучаемое явление.

2. Эксперимент* – после того, как ученый наблюдает нечто, он пытается воспроизвести это явление в стесненных условиях, в лаборатории.

В результате наблюдения и эксперимента получаются достоверные научные факты, а уже затем, в результате осмысления и обобщения этих фактов рождается теория.

2) Теоретический – теория обретает жизнь только после того, как она прошла проверку практикой.

*Однако чтобы провести эксперимент, целью которого является установить количественные соотношения между величинами, характеризующими то или иное явление, необходимо сначала создать теорию в виде гипотезы.

Наблюдение, теоретическая гипотеза, эксперимент, обобщающая теория, проверка ее экспериментально, затем рождаются научные факты, на основе которых рождаются новые теории. Процесс научного познания, таким образом, является бесконечной спиралью, устремляющейся вверх, по которой карабкаются люди по мере развития научного знания.

Наблюдение не отражает реальность:

Смотрите – это месяц,

Зевнув, сказал один,

Другой сказал: тарелка,

А третий крикнул – блин!

Физическая картина мира

Концепции классической механики, основные положения специальной теории относительности, термодинамика

Предмет физики

Physis –в переводе с греческого означает природа.

Физика – наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи, законы ее движения.

Физика базируется на фактах, установленных опытным путем.

Физика разделяется на экспериментальную и теоретическую. Экспериментальная физика устанавливает количественные связи между физическими величинами и в результате нахождения таких связей рождаются физические законы. Как обобщение экспериментальных фактов рождается теоретическая физика, которая рождает законы и картины мира.

Физика прошла три этапа:

1) классической;

2) новой;

3) современной.

Структурно-масштабная лестница

Все известные материальные объекты представляют собой структуры различного масштаба. Их выстраивают в определенной последовательности от самых крупных до самых мелких. Эту последовательность и называют структурно-масштабной лестницей. Структурно-масштабная лестница – иерархия материальных объектов, выстроенных в определенной последовательности от самых крупных до самых мелких.

Все элементы с-м лестницы можно разделить на три группы:

1) мегаструктуры – космические объекты

2) макроструктуры – объекты соразмерные человеку

3) микроструктуры – элементарные частицы и т.д.

Концепции классической механики

Механика изучает механические движения.

Механическое движение – изменение положения тела относительно других тел с течением времени.

Пространство и время

Пространство – форма существования материальных объектов и процессов. Основными характеристиками пространства являются структурность, протяженность и взаимное расположение материальных объектов.

Свойства пространства: протяженность, единство прерывности и непрерывности.

Геометрия – наука, изучающая свойства пространства.

Геометрия Евклида (3 в до н.э.) Основана на 5 аксиомах.

5 аксиома: Через любую точку, не лежащую на прямой, можно провести прямую параллельную данной и притом только одну.

Все геометрии, созданные после Евклида, отличаются от его геометрии именно этой 5 аксиомой.

5 аксиома Лобачевского (1826): через любую точку, не лежащую на прямой, можно провести много прямых, параллельных данной.

5 аксиома Римана (2 половина 19 века): через любую точку, не лежащую на прямой, нельзя провести ни одной прямой, параллельной данной.

Время – форма существования материальных объектов и процессов. Характеризует последовательность смены явлений и состояний материй, длительность их бытия.

Свойства времени:

1) неповторимость;

2) длительность;

3) необратимость.

Момент теперь есть настоящее время, отделяющее прошлое от будущего.

Прошлое никогда не возвращается.

Мы можем иметь протоколы прошлого, но не будущего.

Время двигается от прошлого к будущему.

Календарь – система отсчета длительных промежутков времени, в которой установлен определенный порядок отсчета дней в году.

Юлианский календарь

Отсчет времени ведется от одного до другого последовательного прохождения центра солнца через точку весеннего равноденствия.

Движение.

Механическим движением называют, тело отчёта, это тело, условно принимаемое за неподвижное, относительно которого воспринимается движение других тел.

Тело отсчёта, выбирается произвольно.

Тело отсчёта, условно принимаемое за неподвижное, относительно которого определяется положение других тел.

Система координат – система, однозначно определяющая положение любой точки в пространстве.

В СЛУЧАЕ ЕВКЛИДОВОГО ПРОСТРАНСТВА – ДЕКАРТОВАЯ Система координат.

Свободное тело - Тело, которое не взаимодействует ни с какими другими телами, называется свободным телом.

Существует бесконечное множество ИСО.

ИСО – физическая модель, идеализация.

Если тело не взаимодействует с другими телами или если эти действия взаимоскопированы,

Ньютон: ускорение которое приобретает тело, прямо пропорционально, телу.

СИЛЫ В ПРИРОДЕ.

Сила с точки зрения классической механики, сила это физическая величина, характеризующая на данное тело других тел.

Фундаментальные взаимодействия.

Закон всемирного тяготения. Сила гравитационного притяжения любых двух тел, прямо пропорциональна произведению их масс, и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

В законе всемирного тяготения масса характеризует интенсивность гравитационных взаимодействий, а не инертные свойства тел, как во втором законе динамики.

Нептун.

Сила с которой Земля притягивает находящийся вблизи тела, наз. Силой тяжести, а гравитационное поле Земли – полем тяжести.

Вес тела

Весом тела называют силу, с которой под действием притяжения земли тело давит на опору или растягивает подвес. Единица измерения в системе С – ньютон.

Чем отличается вес от силы тяжести?

1) Сила тяжести – сила, с которой тело притягивается землей, сила тяжести действует на все тела, обладающие какой-то массой, а вес тела действует либо на опору, либо на подвес. Таким образом, сила тяжести и вес приложены к разным объектам.

2) Рассмотрим случай, когда тело лежит на опоре и движется вместе с ней. На тело действуют: сила тяжести (mg), реакция опоры (сила, с которой опора действует на лежащее на ней тело). Уравнение движения этого тела (по второму закону динамики): m*a = N+mg Следовательно, P=mg+a.

· Если тело неподвижно или движется прямолинейно и равномерно (а=0), то P=mg (вес тела равен силе тяжести.

· Если тело движется с ускорением, направленным вверх (против силы тяжести). Y – проекция вектора ускорения на ось y. Тогда P= m(g+a) (вес больше силы тяжести. Явление увеличения веса тела при его движении называют перегрузка.

· Если ускорение направлено в сторону силы тяжести – вниз. Тогда P=m(g-a), т.е. он оказывается меньше силы тяжести. Таким образом, в этом случае вес тела уменьшается. Явление, при котором вес тела равен нулю, называют невесомость.