回覆列表
  • 1 # 國科大科學與人文

    從實驗資料得到公式,一般有兩種途徑。第一種是根據實驗資料進行直接的歸納,再加上一些猜測而獲得。第二種是先根據已有的物理原理設想出公式的基本構造,然後代入具體的實驗資料得出符合實驗事實的特殊公式。

    對第一種情況,比如胡克彈性定理,其來源就是對實驗結果進行直接的總結歸納而得。一個彈簧,當沒有重力作用時,它保持原始狀態。當掛上一個質量為M的砝碼時,因受到重力作用,彈簧拉伸x長度後達到平衡。掛上兩個質量為M的砝碼,則彈簧拉伸2x長度達到平衡。這時候就可以設想,若掛上n個質量為M的砝碼,則其伸長度就應該是nx時才能達到平衡。這初步說明,彈簧的彈力與其拉伸長度成正比。如若用F表示彈力,這個結果就可以寫成公式:F=nx。換一個不同的彈簧進行實驗,會得到基本一樣的結果,彈力與拉伸長度的仍然是正比關係,只不過拉伸同樣單位的長度所需要的力量可能有所不同。由此可以猜想,彈簧彈力與拉伸度成正比是個普遍現象,但不同的彈簧可能有不同基本彈力,亦即上述公式中的比例數n是不同的。經過大量檢驗之後,證明這個猜想是符合事實的,於是就得到了最終的彈性定理。

    對第二種情況,比如材料力學研究當中要用實驗來確定某種固體材料的彈性模量E,取一根橫截面積為S、長度為L的該材料棒,使用壓力機進行壓縮實驗。當施加的壓力為F時,材料棒的長度變化為ΔL。那麼根據胡克定理,可以獲得該材料的(線性)彈性模量公式:E=(F/S)/(ΔL/L)。這個公式是雖是胡克定理的變形,但其中已經代入了實驗資料的設定,比如壓力變為了壓強(應力F/S,一般用σ表示),拉伸度變為應變(ΔL/L,一般用ε表示),最後的公式是:E=σ/ε。此即最簡單情況下的一維楊氏模量公式。

    第一種途徑所得到的公式,一般是經驗性公式,但也包含很多最基本的、開創性的物理公式,比如上述的胡克彈性定律、開普勒三定律、帕斯卡定律、庫倫定律、歐姆定律、莫塞萊定律、氫原子能級公式、布拉格晶體公式、哈勃定律等。第二種途徑往往是對基本原理應用於具體領域的結果,所得到的經常是一個專門化的、應用型的表達公式,比如前述的線性楊氏模量公式、康普頓散射公式、迴旋加速器粒子運動週期公式、材料的阻尼振動方程等。

  • 2 # 風去雲不回a

    物理公式怎麼推導?

    一般物理公式分為三類 定義式,決定式 推導式

    1,定義式:如E=F/q,C=Q/U,U=W/q,R=U/I等分別是電場強度、電容、電勢、電阻的定義式,對於任何一個定義式,都不存在正比與反比的關係,它只表示量度該物理量的一種方法。簡單點的比值法下定義 速度 定義是路程和時間的比值。它反應的是物理最本質的屬性和物理意義。這種公式就是人為定義

    2.決定式 列如:F=PS,W=FX 等 位移不變,做功由力的大小決定。一般統一描述格式 :在。。。。不變,。。。。與。。。成正比(反比)。這種公式一般採用 假設關係~實驗,資料~畫圖 (提出問題,假設,實驗 分析 總結)

    例如牛二定律 首先提出問題 F M A三者關係

    然後假設(定性) 質量不變F越大 加速度越大(很容易看出來)

    最後得到公式

    3.推導公式 這個比較簡單,由n個公式綜合而成,用於總結或方便計算。

    一般會碰到的就是,焦耳定律,萬有引力推導公式系列(GMm/R²=4兀²/T²m 萬有引力加向心力 加週期組成)嗯(⊙_⊙)

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 加音效卡音質能提高很多嗎?