Ποιος είναι ο ορισμός του συστήματος από τη φυσική;
Γενικός ορισμός:
Ένα σύστημα Στη φυσική είναι οποιαδήποτε καλά καθορισμένη συλλογή αντικειμένων ή εξαρτημάτων ότι επιλέγουμε να μελετήσουμε. Αυτό θα μπορούσε να είναι:
* Ένα μόνο αντικείμενο: Μια μπάλα, ένας πλανήτης, ένα άτομο.
* Συλλογή αντικειμένων: Μια ομάδα αστέρων, ένα αέριο σε ένα δοχείο, έναν κινητήρα αυτοκινήτου.
* Μια συγκεκριμένη περιοχή χώρου: Η ατμόσφαιρα της Γης, ο ορίζοντας εκδήλωσης της μαύρης τρύπα.
Βασικά χαρακτηριστικά ενός συστήματος:
* όρια: Τα συστήματα ορίζονται από τα όριά τους, τα οποία τα χωρίζουν από το περιβάλλον τους. Αυτά τα όρια μπορεί να είναι πραγματικά (όπως ένα δοχείο) ή φανταστικά (όπως μια καθορισμένη περιοχή του χώρου).
* αλληλεπιδράσεις: Τα συστήματα αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον τους μέσω δυνάμεων, μεταφοράς ενέργειας (θερμότητα, εργασίας) ή άλλων ανταλλαγών.
* Ιδιότητες: Τα συστήματα έχουν μετρήσιμες ιδιότητες όπως μάζα, ενέργεια, ορμή, θερμοκρασία κ.λπ.
Παραδείγματα:
* Ένα απλό εκκρεμές: Αυτό το σύστημα αποτελείται από μια μάζα που συνδέεται με μια συμβολοσειρά. Τα όριά του ορίζονται από το μήκος της συμβολοσειράς. Οι αλληλεπιδράσεις του περιλαμβάνουν τη βαρύτητα και την ένταση στη συμβολοσειρά.
* Ένα κλειστό σύστημα: Ένα κλειστό σύστημα δεν ανταλλάσσει ενέργεια ή έχει σημασία με το περιβάλλον του. Ένα απομονωμένο Thermos είναι ένα παράδειγμα.
* Ένα ανοιχτό σύστημα: Ένα ανοιχτό σύστημα ανταλλάσσει τόσο ενέργεια όσο και ύλη με το περιβάλλον του. Ένα δοχείο βραστό νερό είναι ένα παράδειγμα.
Γιατί ο ορισμός είναι σημαντικός;
Ο καθορισμός ενός συστήματος είναι απαραίτητος για:
* Εστίαση της μελέτης μας: Μας επιτρέπει να απομονώσουμε μια συγκεκριμένη πτυχή του σύμπαντος για έρευνα.
* Απλοποίηση σύνθετων προβλημάτων: Καθορίζοντας τα όρια, μπορούμε να αγνοήσουμε τα άσχετα μέρη του κόσμου και να επικεντρωθούμε στους βασικούς παράγοντες του συστήματος.
* Εφαρμογή φυσικών νόμων: Πολλοί νόμοι στη φυσική διαμορφώνονται από την άποψη των συστημάτων και των αλληλεπιδράσεών τους.
Σημαντικές σημειώσεις:
* Επιλογή του συστήματος: Η επιλογή του τι πρέπει να οριστεί ως σύστημα εξαρτάται συχνά από τον φυσικό με βάση το συγκεκριμένο ερώτημα που τίθεται.
* κλίμακα: Τα συστήματα μπορούν να υπάρχουν σε διαφορετικές κλίμακες, από μικροσκοπικά (όπως άτομα) έως αστρονομικά (όπως οι γαλαξίες).
* κλειστά έναντι ανοιχτών συστημάτων: Η επιλογή ενός κλειστού ή ανοιχτού συστήματος επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο αναλύουμε και μοντελοποιούμε το σύστημα.
Συνοπτικά, ένα σύστημα στη φυσική είναι ένα προσεκτικά καθορισμένο τμήμα του σύμπαντος που επιλέγουμε να διερευνήσουμε, επιτρέποντάς μας να μελετήσουμε τη συμπεριφορά και τις αλληλεπιδράσεις του με τον υπόλοιπο κόσμο.
