Физическая система

Физическая система — объект физических исследований, множества взаимосвязанных элементов, отделённых от окружающей среды, которые взаимодействуют с ней, как единое целое^[1]. При этом под элементами следует понимать физические тела или другие физические системы. Взаимодействие физической системы с окружением, а также связь между отдельными составляющими физической системы реализуется с помощью фундаментальных физических взаимодействий (гравитация, электромагнитное взаимодействие, сильное взаимодействие, слабое взаимодействие) или взаимодействий, которые сводятся к фундаментальным (трение, упругость, вес, адгезия и др.). Выделение конкретной физической системы из окружения зависит от конкретных целей и задач исследований.

Примерами физических систем являются атом, атомное ядро, галактика, идеальный газ, колебательный контур, математический маятник, Солнечная система, твёрдое тело и т. д.

Классификация физических систем

• По разделу физики, описывающему их поведение, физические системы разделяют^[2] на механические, термодинамические, электрические, магнитные, электромагнитные, оптические, квантовые, атомные, ядерные и т. д. Некоторые сложные физические системы требуют применения законов и методов различных разделов физики и не могут быть причислены к определённому классу.

• По характеру взаимодействия с окружением выделяют изолированные (замкнутые), закрытые и открытые системы.

При рассмотрении изолированных физических систем часто допускают, что система может иметь связь некоторого типа с внешней средой. Например, предполагается, что на замкнутую механическую систему не действуют внешние силы и моменты сил (или их равнодействующая равна нулю), то есть нет обмена механической энергией, но допускается возможность теплообмена с окружающей средой^[3]. Изолированная термодинамическая система не имеет теплообмена с окружающей средой, но на неё могут действовать механические силы, то есть есть обмен механической энергией^[4].
Полностью изолированная физическая система является абстракцией, которая используется при построении моделей, предназначенных для рассмотрения внутренних процессов в физических системах, когда внешними воздействиями можно пренебречь. Но, как следует из общей теории систем^[5], такая система не имеет входов и выходов. Поэтому она не может никоим образом влиять на окружающую среду, а внешний наблюдатель не может держать любую информацию о такой системе.

• По принципу изменения свойств системы во времени физические системы делят на статические и динамические.

Свойства физических систем

Часто действие окружения на физическую систему задаётся в виде полей: электрического поля, магнитного поля и т. д. Такие поля называются внешними в отличие от полей, которые создают тела в самой физической системе.

Другими видами воздействия на физическую систему являются внешнее облучение, освещение и т. д.

Примечания

1. Перегудов Ф. И., Тарасенко Ф. П. Введение в системный анализ. — М.: Высшая школа, 1989
2. Физический энциклопедический словарь / Главный редактор. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1983. — 944 с.
3. Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Издание 5-е, стереотипное. — М.: Физматлит, 2006. — Т. I. Механика. — 560 с. — ISBN 5-9221-0715-1
4. Сивухин Д. В. Общий курс физики. — Издание 3-е, исправленное и дополненное. — М.: Наука, 1990. — Т. II. Термодинамика и молекулярная физика. — 592 с. — ISBN 5-02-014187-9
5. Бахрушин В. Е. Математические основы моделирования систем. — Запорожье: КПУ, 2009. — 224 с. — ISBN 978-966-414-019-2