Перейти к содержимому
Блог сайта Физя.рф
Блог сайта Физя.рф

Урок 2. Научные методы изучения природы

Часто нам кажется одно, а, на самом деле, происходит другое.

Нарисуем 2 отрезка равной длины.

Сейчас они кажутся одинаковыми. И, в реальности, таковыми являются. На концах отрезков нарисуем углы, направленные в противоположные стороны.

Какой из отрезков теперь кажется длиннее?

Второй стал казаться длиннее. Произошёл обман зрения.

При изучении природы, часто нельзя верить своим глазам. Научные методы позволяют исключить условия, при которых можно получить ложные данные.

Первым научным методом является наблюдение. Наблюдение – это исследование явления без создания специальных условий.

Им пользовались ещё античные мыслители. Они просто смотрели вокруг и размышляли. Например, видели, как падает камень и перо, и делали выводы – тяжёлые предметы падают быстрее лёгких.

Мы сейчас знаем, что это не так. Очевидно, одного лишь наблюдения недостаточно, чтобы понять явление природы.

Следующим методом является гипотеза. Простыми словами, гипотеза – это научное предположение.

Например, после наблюдения за тем, что камень падает быстрее пера, можно предположить, что все тяжёлые предметы всегда падают быстрее лёгких. Это и будет называться гипотезой.

Гипотеза может быть подтверждена или опровергнута. Для этого проводится эксперимент.

Эксперимент – это исследование явления в специально созданных условиях.

В нашем случае, в качестве эксперимента, можем взять 2 одинаковых листа бумаги и отпустим их на одинаковой высоте.

Они будут падать одинаково медленно.

А теперь создадим для эксперимента специальные условия. Сомнём один из листов в комок.

Вес листа после смятия, разумеется, не изменился.

Снова отпустим листы на одинаковой высоте.

Лист бумаги, свёрнутый в комок, падает быстрее несвёрнутого листа.

Это был эксперимент. За экспериментом должен следовать вывод, который будет объяснять результаты эксперимента. Этот вывод также будет являться предположением, то есть гипотезой.

После нашего эксперимента, можем выдвинуть следующую гипотезу: что-то влияет на скорость падения бумаги, возможно воздух.

И чтобы проверить очередную гипотезу, потребуется очередной эксперимент. Теперь изучим падение предметов, исключив влияние воздуха.

Возьмём большой сосуд и выкачаем из него воздух. Поместим в него на одинаковую высоту наши листы бумаги из предыдущего эксперимента – один в развёрнутом виде, другой смятый в комок.

Отпустим их и увидим, что они упадут на дно сосуда одновременно.

На основании подобных экспериментов, делается вывод, который можно назвать физическим законом.

В данном случае, мы приходим к закону свободного падения: все тела падают под действием силы тяжести одинаково.

Итак, научные методы состоят из наблюдения, гипотезы и эксперимента. Они следуют друг за другом до тех пор, пока не удастся вывести закон.

Этот процесс можно проиллюстрировать винтовой линией. Внизу незнание. Вверху знание. И мы постепенно двигаемся вверх.

Сначала происходит наблюдение, затем гипотеза, потом эксперимент. Затем виток повторяется. На основании многих подобных витков приходят к закону.

На основании законов, строится теория, то есть количественное описание физических явлений.

Но даже после этого, процесс познания не заканчивается. Чем больше мы узнаём, тем больше находится областей, в которых текущие теории не работают. И приходится строить новые. Например, при скоростя́х, близких к скорости света, классическая механика перестаёт работать. Для устранения этого пробела, пришлось создавать теорию относительности.

У процесса построения новых теорий нет конца. Он идёт сейчас и продолжится в будущем.

  • I. Введение в физику
    • Урок 1 . Физика – наука о природе
    • Урок 2. Научные методы изучения природы
    • Урок 3. Физические величины и единицы их измерения
    • Урок 4. Измерение физических величин. Цена деления шкалы измерительного прибора. Нониус
    • Урок 5. Вычисление и измерение площади фигур
    • Урок 6. Вычисление и измерение объемов тел
    • Урок 7. Точность измерений
    • Урок 8. Преобразование единиц измерения физических величин
    • Урок 9. Мега-, макро- и микромир
  • II. Строение вещества
    • Урок 10. Атомы и молекулы
    • Урок 11. Броуновское движение. Диффузия
    • Урок 12. Взаимодействие молекул. Смачивание и несмачивание
    • Урок 13. Агрегатные состояния вещества
  • III. Взаимодействие тел
    • Урок 14. Механическое движение. Скорость
    • Урок 15. Средняя скорость. Вычисление пути и времени движения
    • Урок 16. Координаты тела. График движения. График скорости
    • Урок 17. Инерция. Взаимодействие тел. Инертность
    • Урок 18. Масса тела. Единицы массы
    • Урок 19. Измерение массы тела на весах
    • Урок 20. Плотность. Единицы плотности
    • Урок 21. Сила. Единицы силы. Изображение сил
    • Урок 22. Сила тяжести
    • Урок 23. Сила упругости. Закон Гука
    • Урок 24. Измерение сил. Динамометр
    • Урок 25. Вес тела
    • Урок 26. Сложение сил, направленных по одной прямой. Равнодействующая
    • Урок 27. Сила трения. Коэффициент трения
    • Урок 28. Трение качения. Трение в жидкостях и газах
  • IV. Давление
    • Урок 29. Давление. Единицы давления
    • Урок 30. Методы увеличения и уменьшения давления
    • Урок 31. Давление газа
    • Урок 32. Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля
    • Урок 33. Давление в жидкости и газе
    • Урок 34. Расчет давления жидкости на дно и стенки сосуда
    • Урок 35. Сообщающиеся сосуды
    • Урок 36. Атмосферное давление
    • Урок 37. Барометр-анероид
    • Урок 38. Атмосферное давление на разных высотах
    • Урок 39. Манометры
    • Урок 40. Жидкостный поршневой насос
    • Урок 41. Гидравлический пресс
    • Урок 42. Действие жидкости и газа на погружённое в них тело. Закон Архимеда
    • Урок 43. Плавание тел
    • Урок 44. Плавание судов
    • Урок 45. Воздухоплавание
  • V. Работа. Мощность. Энергия
    • Урок 46. Механическая работа
    • Урок 47. Мощность
    • Урок 48. Простые механизмы. Рычаг
    • Урок 49. Момент силы
    • Урок 50. Блоки
    • Урок 51. Золотое правило механики
    • Урок 52. Коэффициент полезного действия (КПД) механизма
    • Урок 53. Энергия. Потенциальная и кинетическая энергия. Превращения энергии
© 2025 Блог сайта Физя.рф