La physique est-elle liée à la vie quotidienne? Cela peut ne pas sembler, mais la physique est tout autour de nous. Les concepts de physique ne sont pas seulement pour les scientifiques — ils sont importants pour tout le monde.

Comprendre les concepts de physique de base peut vous faire paraître intelligent devant votre patron ou un rendez-vous. Cela peut vous aider à éviter les accidents de voiture ou à sortir d’un fossé. Cela peut même être le chemin vers une grande carrière dans une variété de domaines. Mais peut-être le plus important: cela vous aidera à comprendre comment fonctionne le monde dans lequel nous vivons.

Chez Brainscape, nous sommes également des geeks de la science cognitive de l’apprentissage, il se trouve que nous sommes nous-mêmes des geeks de la physique.

Qu’est-ce que la physique ? C’est l’étude du monde physique. Il couvre une gamme de sujets, y compris la matière (qui est toute substance qui a de la masse), et le mouvement de cette matière à travers l’espace et le temps dans l’univers. C’est l’une des sciences fondamentales et se consacre à décrire le fonctionnement de notre monde.

Et aujourd’hui, nous allons partager avec vous quatre concepts de physique de base pour vous aider à mieux comprendre ce sujet.

Les 4 concepts de physique les plus fondamentaux

Mécanique classique (les lois du mouvement)

Si vous avez étudié n’importe quelle science, vous avez probablement entendu le histoire d’Isaac Newton assis sous un pommier et formulant les lois fondamentales du mouvement. Bien que l’histoire soit en partie apocryphe, il y a en fait une part de vérité.

En 1687, Newton publie Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, le premier livre qui expose les lois fondamentales du mouvement ou de la mécanique classique. Dans le livre, Newton a exposé et expliqué les trois lois fondamentales de la mécanique classique:

1. Les objets au repos resteront au repos et les objets en mouvement resteront en mouvement à la même vitesse, à moins que l’objet ne soit actionné par une force extérieure.
2. La force est égale à la masse fois l’accélération (F = ma).
3. Lorsqu’un objet exerce une force sur un autre objet, le second objet exerce une force égale et opposée sur le premier.

Ceux-ci peuvent sembler un peu abstraits, mais quand on y pense, ces lois de la mécanique sont clairement observables dans la vie de tous les jours. Sur une surface plane, une balle restera immobile à moins que quelqu’un ne la frappe ou que le vent ne la souffle. Sur une colline, la gravité agit sur elle et la tire vers le bas.

En ce qui concerne la force, nous comprenons tous qu’être touché par un ballon dodgeball se déplaçant à 30 mi / h n’est pas la même chose que d’être frappé par une voiture se déplaçant à la même vitesse. La masse de l’objet fait une différence dans la force. Et finalement, nous comprenons tous que si nous frappons un mur, nous allons probablement nous casser la main. Nous pouvons frapper fort le mur, mais le mur exerce une force égale et opposée en retour. Ouch.

Électromagnétisme

Qu’est-ce que la lumière? Il est impossible de comprendre cette question simple sans parler de l’électromagnétisme, l’une des quatre forces fondamentales qui régissent l’univers. L’électromagnétisme fait référence aux forces générées par les électrons que l’on trouve dans certains types de matière à travers l’univers. Certains types de matière, tels que les composés présents dans les aimants, ont des électrons qui sont configurés de manière à exercer une force sur d’autres électrons qui se trouvent dans « des particules chargées. »

Ces composés exercent de l’énergie sur d’autres « particules chargées”, c’est pourquoi un aimant attirera un trombone mais pas votre doigt. La force portée par un champ électromagnétique est portée par des photons, qui sont des particules qui agissent parfois comme des ondes (ou des ondes qui agissent parfois comme des particules).

Déroutant, je sais. La chose de base à comprendre est que le rayonnement électromagnétique constitue une grande partie de notre vie quotidienne. La lumière visible elle-même est une forme de rayonnement électromagnétique. Les autres types de rayonnement électromagnétique sont les rayons X, les ondes radio, etc. L’électricité, bien sûr, est créée par la manipulation des forces électromagnétiques.

La relativité

La relativité générale est un concept de base en physique qui est souvent décrit en utilisant l’analogie d’un véhicule en mouvement. Disons que vous roulez dans une voiture roulant à 60 km / h. C’est une décapotable, et le haut est en bas. Vous lancez une balle directement vers le haut. La relativité aide à expliquer le fait qu’il existe deux perspectives différentes sur ce qui arrive à la balle.

De votre point de vue, à l’intérieur de la voiture, vous avez appliqué une force ascendante à la balle. Du point de vue de quelqu’un à l’extérieur de la voiture qui est immobile, la balle voyageait déjà à 60 mi / h à l’intérieur de la voiture lorsque la deuxième force a été appliquée. Ceci est un exemple simple, mais peut être étendu à de plus grandes échelles: par exemple, la Terre tourne actuellement autour du soleil à environ 67 000 miles par heure — mais en raison de la relativité, cela ne nous semble pas être le cas.

La relativité générale a été développée au début des années 1900 lorsque Albert Einstein a créé la relativité restreinte. Dans ses écrits, Einstein a théorisé une « limite de vitesse absolue” pour la lumière — une vitesse qui ne pouvait être dépassée quelle que soit la relativité. Imaginez ceci: vous êtes immobile au milieu de l’espace, mesurant la vitesse à laquelle la lumière passe devant vous. La source de lumière est à proximité, stationnaire. Vous mesurez la vitesse de la lumière à 671 millions de miles par heure.

Ensuite, vous menez deux autres expériences. Dans le premier, la source de lumière est maintenant propulsée loin de vous à une vitesse de 300 millions de miles par heure. Dans la seconde, la source de lumière se déplace vers vous à la même vitesse. Chaque fois que vous mesurez la vitesse de la lumière, cependant, le nombre est le même: 671 millions de miles par heure.

Qu’est-ce que cela signifie? Eh bien, d’une part, cela étire le temps: plus vous bougez vite, plus le temps passe lentement. Oui, c’est aussi sauvage que cela puisse paraître. La vérité est tellement plus étrange que la fiction.

Thermodynamique

L’étude de la thermodynamique s’articule autour de la relation entre la chaleur, l’énergie et le travail mécanique. La thermodynamique tourne autour de quatre lois (qui, pour une raison quelconque, sont numérotées de zéro à trois). Les lois émergent d’une interprétation de base de la chaleur comme mouvement

C’est compliqué, mais fondamentalement, c’est ce qui est important: au niveau atomique, ce que nous percevons comme « température” se réfère en fait au mouvement atomique. Par exemple, lors d’une journée chaude, l’énergie solaire excite les atomes de l’atmosphère terrestre pour qu’ils vibrent rapidement. Cette vibration transporte de l’énergie qui est transférée à notre peau, ce qui nous réchauffe. De même, les atomes « froids » sont ceux qui bougent moins. Ce n’est pas que la chaleur fait bouger les atomes; c’est que le mouvement des atomes est de la chaleur.

Les connaissances générales ne s’arrêtent pas à la physique

Nous espérons que vous avez apprécié ce bref aperçu de la physique et qu’il stimule votre soif d’apprendre davantage. Plus vous comprenez la science, plus vous comprenez et appréciez ce beau monde dans lequel nous vivons.

Et ce ne sont pas seulement les concepts de physique qui sont utiles pour vos connaissances générales. Il y a une tonne d’autres sujets (comme la biologie, les mathématiques, les langues, l’art, etc.) qui vous aident à comprendre un peu mieux ce monde. Nous n’avons tout simplement pas toujours le temps de les apprendre.

C’est pourquoi Brainscape est la solution idéale si vous cherchez à parfaire vos connaissances générales. Notre application flashcards flexible et adaptative vous aide à apprendre de nouveaux concepts deux fois plus rapidement que vous ne le feriez en faisant des exercices traditionnels.

Grâce à un projet pluriannuel impliquant des centaines d’étudiants, d’enseignants, de professeurs et d’experts de différents domaines, Brainscape a compilé un ensemble de connaissances de base critiques sur une vaste gamme de sujets. Nous appelons cela la réhabilitation de la connaissance. Que vous souhaitiez passer en revue les arts, les sciences, les sciences sociales ou même la culture pop et le divertissement, tout est là pour vous apprendre.

Et si vous avez besoin de plus d’aide pour apprendre la physique en particulier, consultez le Brainscape nos cartes mémoire adaptatives pour la physique 101 ou la physique MCAT!