Cawangan Fizik dan Konsep Asas

Branches of Physics

• Fizik ialah sains semula jadi yang mengkaji jirim, pergerakan dan tingkah lakunya melalui ruang dan masa, dan konsep berkaitan seperti tenaga dan daya.
• Cabang-cabang utama termasuk:
  • Mekanik klasik: Menangani pergerakan objek makroskopik, dari peluru hingga planet.
  • Termodinamik: Mengkaji haba, suhu, dan hubungannya dengan tenaga dan kerja.
  • Elektromagnetisme: Menjelajahi saling tindak antara medan elektrik dan magnet serta interaksinya dengan jirim.
  • Optik: Menumpukan pada tingkah laku cahaya, termasuk pantulan, pembiasan, dan pembelauan.
  • Mekanik kuantum: Menjelaskan tingkah laku jirim dan tenaga pada peringkat atom dan subatom.

Konsep Asas

• Jirim: Apa sahaja yang mempunyai jisim dan memenuhi ruang. Ia terdiri daripada atom dan molekul.
• Tenaga: Keupayaan untuk melakukan kerja. Bentuk-bentuk yang berbeza termasuk tenaga kinetik, potensi, haba, dan elektromagnet.
• Daya: Interaksi yang, jika tidak dibendung, akan mengubah pergerakan objek.
• Pergerakan: Perubahan kedudukan objek dari masa ke masa. Konsep utama termasuk halaju dan pecutan.
• Masa: Konsep asas yang digunakan untuk mengukur dan menerangkan urutan peristiwa.

Hukum Asas

• Hukum Gerakan Newton: Menjelaskan hubungan antara daya, jisim, dan pecutan.
  • Hukum Pertama: Objek yang pegun kekal pegun dan objek yang bergerak kekal bergerak dengan halaju dan arah yang sama kecuali dipengaruhi oleh daya tak seimbang.
  • Hukum Kedua: Pecutan objek adalah berkadar terus dengan daya bersih yang bertindak ke atasnya dan berkadar songsang dengan jisimnya.
  • Hukum Ketiga: Bagi setiap tindakan, terdapat tindak balas yang sama dan bertentangan.
• Hukum Kekekalan Tenaga: Tenaga tidak boleh dicipta atau dimusnahkan, hanya ditukar dari satu bentuk ke bentuk yang lain.
• Hukum Kekekalan Momentum: Jumlah momentum sistem tertutup kekal malar.

Pengukuran dan Unit

• Unit SI: Sistem Unit Antarabangsa (SI) ialah sistem pengukuran piawai yang digunakan dalam sains dan kejuruteraan. Unit utama termasuk meter (m), kilogram (kg), saat (s), dan Kelvin (K).
• Kuantiti Asas: Sifat terukur paling asas dunia fizikal, seperti panjang, jisim, masa, dan arus elektrik.
• Kuantiti Terbitan: Kuantiti yang boleh dinyatakan sebagai gabungan kuantiti asas, seperti halaju (m/s), daya (kg⋅m/s²), dan tenaga (kg⋅m²/s²).

Alat Matematik

• Matematik berperanan penting dalam menyatakan dan menyelesaikan fenomena fizikal.
• Kalkulus adalah penting untuk menerangkan pergerakan dan fenomena dinamik lain.
• Selalunya melibatkan persamaan, graf, dan pengiraan untuk menerangkan konsep dengan lebih menyeluruh dan tepat.

Aplikasi Fizik

• Fizik mempunyai banyak aplikasi praktikal dalam kehidupan seharian dan pelbagai bidang seperti kejuruteraan, perubatan, teknologi, dan astronomi.
• Contoh aplikasi termasuk:
  • Mereka bentuk jambatan dan bangunan (kejuruteraan struktur).
  • Membangunkan teknik pengimejan perubatan.
  • Mencipta teknologi baru (elektronik, laser).
  • Menjelajah alam semesta (astrofizik).

Teori Utama

• Teori Relativiti: Menjelajahi hubungan antara ruang dan masa, dan bagaimana graviti mempengaruhi mereka. Dua bidang utama:
  • Relativiti Khas: Menjelaskan bagaimana ruang dan masa bersifat relatif kepada pemerhati.
  • Relativiti Am: Menjelaskan graviti sebagai lengkungan ruang masa yang disebabkan oleh jisim dan tenaga.
• Teori Medan Kuantum: Kerangka teori yang menggabungkan mekanik kuantum dan relativiti khas, yang menerangkan daya asas sebagai timbul daripada pertukaran zarah kuantum.