All'inizio, quasi ogni aspetto della fisica può sembrare confuso. A volte, anche la lingua sembra più astratta del necessario. Ad esempio, il tuo insegnante potrebbe introdurre con nonchalance un principio di fisica e in seguito iniziare a parlare di una legge correlata, il tutto senza spiegare la differenza tra i due termini. Ma anche se il tuo insegnante tende a sorvolare tali dettagli, conoscere la differenza può aiutarti nel tuo progresso verso la comprensione delle regole dietro il mondo fisico.
I principi sono tutti intorno
I principi, in fisica, sono più come idee guida più di ogni altra cosa. Secondo F. Woodbridge Constant, ex presidente del dipartimento di fisica del Trinity College e autore sia di "Principi fondamentali di fisica" sia di "Leggi fondamentali di fisica", un principio dice ai fisici come funziona il mondo in generale. I principi tendono a non essere regole specifiche che puoi scrivere in termini matematici. Piuttosto, sono più come teorie guida che consentono agli scienziati di fare previsioni su nuovi fenomeni e sviluppare nuove leggi che spieghino chiaramente i fenomeni.
Le leggi sono sulla carta
In contrasto con la formulazione a volte insipida di principi, le leggi sono perfettamente chiare. Questo perché i fisici definiscono le leggi con affermazioni matematiche. Non è possibile interpretare soggettivamente le affermazioni matematiche, il che le rende più affidabili dei principi nella definizione chiara delle regole della natura in un modo in cui tutti i fisici possono essere d'accordo. Una differenza fondamentale tra una legge e un principio è che le leggi non hanno eccezioni. I fisici dimostrano una legge tramite la matematica della fisica e le prove non lasciano spazio alle eccezioni.
incertezza e principi
I principi hanno una sfumatura di incertezza, derivante principalmente dalla mancanza di una chiara definizione matematica. Per esempio, il principio di indeterminazione, un principio della fisica quantistica chiamato in modo curioso, afferma che quando si misurano due aspetti di una particella fisica, come nel misurare sia la posizione che la velocità di un oggetto, non si può mai conoscere entrambi gli aspetti con la perfezione precisione. Sebbene questo principio non abbia una propria forma matematica, ha guidato - come fanno tutti i principi buoni - i fisici a sviluppare specifiche affermazioni matematiche per casi specifici, come per la posizione e la quantità di moto di una particella che si muove in una scatola.
Ohm My Law!
Proprio come le leggi in matematica, le leggi in fisica sono infrangibili. Prendiamo ad esempio la legge di Ohm, che afferma che la corrente è uguale alla differenza potenziale divisa per la resistenza in un conduttore. Scritto matematicamente, la legge di Ohm dice che I = V /R, dove "I" è corrente, "V" è la differenza potenziale e "R" è resistenza. Perché una legge fisica è sempre vera, se conosci due dei valori nella legge di Ohm, puoi sempre calcolare il terzo. La legge di Ohm si applica a situazioni specifiche, rendendola utile per compiti non ambigui, come determinare come progettare un circuito. Questo è il motivo per cui le leggi sono così importanti nella fisica applicata e nell'ingegneria.