Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Фізика – як наука про природу

Фізика – як наука про природу




Сторінка1/10
Дата конвертації28.05.2017
Розмір1.18 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

  1. Фізика – як наука про природу.

Стародавні греки, спростувавши теорію тотального контролю богів, намагались пояснити природні явища науковим шляхом. «Фізика» – так назвав першу відому нам наукову працю про природні явища давньогрецький учений Аристотель. Уперше фізика розглядається не як учення про природу, а як наука про рух. Також важливий крок зробив видатний учений Галілео Галілей.
Природне явище - сукупність процесів матеріально-інформаційного перетворення у природі, обумовлених загальними причинами.
Галіле́о ді Вінче́нцо Бонаю́ті де Галіле́й (італ. Galileo di Vincenzo Bonaiuti de 'Galilei; 15 лютого 1564 - 8 січня 1642) - італійський мислитель епохи Відродження, засновник класичної механіки, фізик, астроном, математик, поет і літературний критик, один із засновників сучасного експериментально-теоретичного природознавства.
Його вважають основоположником фізики в її сучасному розумінні – як експериментальної науки. Фізика досліджує механічні, теплові, електромагнітні, світлові явища, а також будова речовин.

За допомогою вивченню фізики людина створила двигун, комп’ютери. Відкриття радіоактивності, електромагнітних хвиль, ультразвуку, реактивного руху тощо, сприяли тому, що людина, застосовуючи ці знання, просунула розвиток техніки далеко вперед.

Реактивний рух - рух, що виникає за рахунок відкидання частини маси тіла із певною швидкістю.
Електромагні́тна хви́ля - процес розповсюдження електромагнітної взаємодії в просторі у вигляді змінних зв'язаних між собою електричного та магнітного полів. Прикладами електромагнітних хвиль є світло, радіохвилі, рентгенівські промені, гамма-промені.
Людина на відстані навчилася передавати не лише звук, а і зображення. За допомогою унікальних приладів можна дізнатися, з якої речовини складаються далекі планети. Фізичні знання і методи народжують нові науки, наприклад, біофізику, геофізику…

Вимірювання – порівняння значень деякої величини.

Фізична величина – величина, яка характеризує фізичні властивості матерії або характерні особливості фізичних явищ природи.

Фі́зика (від грец. φυσικός природний, φύσις природа) - природнича наука, яка досліджує загальні властивості матерії та явищ у ній, а також виявляє загальні закони, які керують цими явищами. Це наука про закономірності Природи в широкому сенсі цього слова.
Фіз́ичні власт́ивості - властивості будь якої речовини, які вона проявляє поза хімічною взаємодією: температура плавлення, температура кипіння, в'язкість, густина, розчинність, діелектрична проникність, теплоємність, теплопровідність, електропровідність, абсорбція, колір, концентрація, емісія, текучість, індуктивність, радіоактивність, гідрофільність і гідрофобність, теплота змочування та ін.

Міжнародна система одиниць – це єдина універсальна система, яка пов’язує одиниці механічних, теплових, електричних та інших фізичних величин.

Фізи́чна величи́на - властивість, спільна в якісному відношенні для багатьох фізичних об'єктів (фізичних систем, їхніх станів і процесів, що в них відбуваються) та індивідуальна в кількісному відношенні для кожного з них.
Вона побудована на семи основних одиницях: одиниця довжини, маси, часу, температури, сили струму, сили світла, кількості речовин.
Електри́чний струм (англ. electric current) - упорядкований, спрямований рух електрично заряджених частинок у просторі.

Дольні і кратні одиниці:

тера (Т) – 1012

гига (Г) – 109

мега (М) – 106

кіло (к) – 103

гекто (г) – 102

дека (да) – 101

деци (д) – 10-1

санти (с) – 10-2

мілі (м) – 10-3

мікро (мк) – 10-6

нано (н) – 10-9

піко (п) – 10-12

фемто (ф) – 10-15

атто (а) – 10-18




  1. Механічний рух і його види.

Механічним рухом називають зміну положення тіла відносно інших тіл з часом. Механікарозділ фізики, що вивчає механічний рух матеріальних тіл і взаємодії, які при цьому відбуваються. Основна задача механіки — визначити положення тіла у просторі в будь-який момент часу відносно інших тіл.

Тіло, розмірами якого у даних умовах задачі можна знехтувати, називають матеріальною точкою. Тіло відліку, система координат і прилад для вимірювання часу становлять систему відліку.

Момент часу - точка на часовій осі. Про події, що відповідають одному моменту часу, говорять як про одночасні.
Матеріа́льна то́чка (частинка) -це фізична модель, яку використовують замість тіла, розмірами якого в умовах даної задачі можна знехтувати.
Систе́ма ві́дліку - співвідношення нерухомих одне відносно іншого тіл, відносно яких розглядається рух, і годинників, що відраховують час. Це одне з найважливіших понять, яке характеризує пізнавальний процес у фізиці.
Система координат - спосіб задання точок простору за допомогою чисел. Кількість чисел, необхідних для однозначного визначення будь-якої точки простору, визначає його вимірність. Обов'язковим елементом системи координат є початок координат - точка, від якої ведеться відлік відстаней.
У фізиці розглядають різні види руху: поступальний, коливальний, обертальний. Рух тіла, при якому всі його точки рухаються однаково, називається поступальним рухом. Поступально рухається автомобіль на прямолінійній ділянці шляху, коливається маятник будинку, а стрілка годинника обертається навколо нерухомої осі. Рух у будь-якій криволінійній траєкторії називається обертальним. Переміщення – це зміна положення певного фізичного тіла. Шлях – довжина кривої, що задає траєкторію руху тіла. Траєкторія руху точки називається уявна лінія, яку описує тіло під час руху. Швидкість рівномірного руху тіла – це фізична величина, яка показує який шлях проходить тіло за одиницю часу.

Рівняння рівномірного прямолінійного руху: S = V*t;

Довжиною кривої в метричному просторі ( X , ρ ) називається варіація відображення, що задає криву, тобто довжина кривої γ : [ a , b ] → X - це величина, що дорівнює
'Рівномірний рух'' - механічний рух, під час якого тіло за певні проміжки часу проходить однаковий шлях.
х= х0 Vхt

Графік залежності кінематичних величин від часу для рівномірного прямолінійного руху:

Прямолінійним рівномірним рухом називається рух, за якого матеріальна точка, рухаючись по прямій, за будь-які рівні проміжки часу здійснює однакові переміщення.


  1. Закон додавання швидкостей.

Миттєва швидкість – векторна фізична величина, яка показує швидкість тіла в даний момент часу в даній точці траєкторії. Визначається відношенням переміщенням до часу протягом якого воно було здійснене.

V = S\t [м\c]

Середня швидкість – скалярна фізична величина, яка показує середнє значення пройденого шляху за одиницю часу і визначається відношенням пройденого шляху до часу його проходження.

Скаляр (від лат. scalaris - східчастий) - величина (можливо змінна, тобто функція), кожне значення якої може бути виражене одним числом (найчастіше мається на увазі дійсне число).

Vсер. = S\t


Класичний закон додавання швидкостей:

швидкість тіла відносно системи, яку вважають нерухомою, дорівнює геометричній сумі швидкості тіла в рухомій системі відліку й швидкості власне рухомої системи відліку.
http://subject.com.ua/physics/zno/zno.files/image021.jpg


  1. Рівноприскорений рух.

Прискорення – векторна фізична величина, що показує зміну швидкості за одиницю часу.

а = V – V0\t [м\с2]

Рівняння рівноприскореного руху:

при одновимірному рівноприскореному русі швидкість тіла змінюється з часом лінійно за законом:



 v = v_0   at \ ;


  1. Рівномірний рух матеріальної точки по колу

Період обертання — це проміжок часу, за який тіло здійснює один повний оберт. Позначається буквою T. Одиниця вимірювання — одна секунда (1 с). Формула:

http://subject.com.ua/physics/junior/junior.files/image068.jpg

Частота обертання — це кількість обертів тіла по колу за одиницю часу. Позначається буквою v (ню). Одиниця вимірювання — 1/с або c-1. Період і частота обертання пов’язані співвідношенням:



http://subject.com.ua/physics/junior/junior.files/image069.jpg

Доцентрове прискорення — прискорення при рівномірному русі матеріальної точки по колу.
Одини́ця вимі́рювання (англ. measuring unit, unit of measure) - певний умовний розмір фізичної величини, прийнятий для кількісного відображення однорідних з нею величин.
Частота́ (англ. frequency) - фізична величина, що дорівнює кількості однакових подій за одиницю часу. Вона є характеристикою будь-яких процесів, які регулярно повторюються (кількість подій за одиницю часу) або величиною, що виражає: кількість рухів, коливань, повторень за одиницю часу тощо.
Доцентрове прискорення є
 векторною величиною.
Доцентрове прискорення - прискорення при рівномірному русі матеріальної точки по колу. Доцентрове прискорення є векторною величиною. Вектор доцентрового прискорення завжди направлений від матеріальної точки до центра кола.
Вектор доцентрового прискорення завжди направлений від матеріальної точки до центра кола.

Доцентрове прискорення показує не зміну модуля швидкості (як при прямолінійному русі), а зміну напряму швидкості.

Модуль доцентрового прискорення визначається формулою:

 a = \frac{v^2}{s} ,

Кутова́ шви́дкість — відношення зміни кута при обертанні до відрізку часу, за який ця зміна відбулася.

 \omega = \frac{\delta \varphi}{\delta t} .

Вимірюється в радіанах за секунду. Оскільки зростання кута відраховується проти годинникової стрілки, то кутова швидкість додатня при обертанні проти годинникової стрілки і від'ємна при обертанні за годинниковою стрілкою.

Кутова́ шви́дкість - відношення зміни кута при обертанні до відрізку часу, за який ця зміна відбулася.
Напрямок руху стрілок годинника «за годинною стрілкою» й «проти годинної стрілки» використається для вказівки напрямку кругового руху.
На різних етапах розвитку цивілізації людство використовувало сонячні, зоряні, водяні, вогневі, піскові, колісні, механічні, електричні, електронні й атомні годинники.
Годинник (арх.: дзиґа́р, дзиґарі́) - пристрій для вимірювання часу.


Лінійна швидкість матеріальної точки, що виконує

обертальний рух:

 

Відомо, що довжина дуги пов’язана з величиною радіуса і кутом його повороту співвідношенням:



 

http://lib.lntu.info/book/fepes/fizyka_ta_elektrotehnika/2010/10-096/page7.files/image026.gif,

тоді


http://lib.lntu.info/book/fepes/fizyka_ta_elektrotehnika/2010/10-096/page7.files/image095.gif.

 

Отже



 

http://lib.lntu.info/book/fepes/fizyka_ta_elektrotehnika/2010/10-096/page7.files/image097.gif.  

                                                         

У векторній формі

 

 



http://lib.lntu.info/book/fepes/fizyka_ta_elektrotehnika/2010/10-096/page7.files/image099.gif.

Механічна взаємодія тіл. №6.

Сила-векторна фізична величина, яка виражає міру взаємодії тіл.Сила характеризується трьома параметрами: величиною(модулем), напрямком, і точкою прикладання.(1кН=1000Н).Маса-це скалярна фізична величина яка виражаю міру інертності тіла. Чим більша маса тіла тим тіло більш інертне. Інертність-це властивість тіла. Імпульс- це векторна фізична величина, яка визначається добутком маси тіла на швидкість. (Р=mV км,м/с.) Зміна імпульсу тіла: ∆p= m(V-V0) Перший закон Ньютона- існують такі системи відліку в яких тіло зберігає свою швидкість, якщо на нього не діють інші тіла або їх дія скомпенсована. Інерція– це явище збереження тілом швидкості відсутності зовнішньої дії.Тіло знаходиться в стані спокою або рухається рівномірно і прямолінійно якщо рівнодійна всіх сил що діють на тіло дорівнює нулю. Другий закон Ньютона – прискорення яке отримало тіло прямо пропорційне векторній сумі всіх сил що діють на тіло рівнодійні всіх сил і обернено пропорційне масі тіла.
Пряма́ пропорці́йність - стале відношення двох змінних величин. При збільшенні (зменшенні) однієї величини в декілька разів у стільки ж разів збільшується (зменшується) друга величина. Такі величини називаються прямо пропорційними.
Зауваження: В цій статті векторні величини позначаються жирним шрифтом, тоді як скалярні - курсивом.
*Якщо сили діють по прямій в одному напрямку то рівнодійна дорівнює сумі цих сил(величин). *Якщо сили діють по прямій в різних напрямках то рівнодійна дорівнює різниці цих сил.*Якщо сили діють в різних напрямках то рівнодійну ми знаходимо як гіпотенузу в прямокутному трикутнику. Другий закон Ньютона в імпульсній формі імпульс сили дорівнює зміні імпульсу тіла. (F=ma; Ft= ∆p(імпульс тіла)). Третій закон Ньютона- усі сили в природі виникають попарно. F1= -F2 Ці сили рівні за модулем і протилежні за напрямком і прикладені до різних тіл. Сили в природі: *сила тяжіння(F=mq); *вага(P=m(q a)=mq ma); *сила тертя(F=μN μ-кофіцієнт тертя,N- сила реакції опори яка завжди направлена перпендикулярно до поверхні);
Імпульс сили - векторна фізична величина, яка дорівнює добутку сили на час її дії.
Трику́тник у евклідовій геометрії - геометрична фігура, яка складається з трьох точок, що не лежать на одній прямій, і трьох відрізків, що їх сполучають. Трикутник з вершинами A, B, і C позначається ABC.
Си́ла реакції - сила, яка діє на матеріальне тіло з боку накладених на нього зв'язків.
*сила пружності(F=-k∆x(Закон Гука, для пружин, k-коефіцієнт жорсткості,∆х- це видовження пружини,на скільки розтягнулас або стиснулась пружина); *відцентрова сила(F=maд);


7.Гравітаційна взаємодія. Закон всесвітнього тяжіння: будь-які дві матеріальні точки притягуються одна до одної із силою, прямо пропорційною добутку їх мас і обернено пропорційною квадрату відстані між ними. F=Gm1*m2|r2.
два тіла масою 1 кг кожне, що знаходяться одне від одного на відстані 1 м, взаємно притягуються гравітаційною силою, що дорівнює 6,67·10-11 H.
Cила тяжіння - це сила з якою Земля притягує до себе усі тіла.Сила тяжіння завжди спрямована до центру Землі. F=mg.
Сонячна система є системою гравітаційно пов'язаних небесних тіл, що складається з центрального масивного тіла – Сонця, восьми великих планет, які рухаються навколо нього: Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун, понад 100 їх супутників, поясу астероїдів та поясу Койпера, які складаються з метеоритної речовини, пилу та комет.
Закони Кеплера — три емпіричні залежності, що описують рух планет навколо Сонця. Перший закон Кеплера -- Всі планети обертаються навколо Сонця еліптичними орбітами, в одному з фокусів яких перебуває Сонце.
Температура −40 °C точно дорівнює −40° за Фаренгейтом.
Навколо Сонця (англ. Ring Around the Sun) - науково-фантастичне оповідання Айзека Азімова, вперше опубліковане у травні 1940 журналом Future Fiction. Увійшло до збірки «Ранній Азімов» 1972.
Пояс Койпера - (від англ. Kuiper belt) - область Сонячної системи за орбітою Нептуна (30 а. о. від Сонця) приблизно до відстані 50 а. о. Хоча пояс Койпера схожий на пояс астероїдів, він приблизно в 20 разів ширший і в 20-200 разів масивніший від останнього.
По́яс астеро́їдів - область Сонячної системи, розташована між орбітами Марса і Юпітера, яка є місцем скупчення великої кількості об'єктів різних розмірів, переважно неправильної форми, що називаються астероїдами або малими планетами.
Закони Кеплера - три емпіричні залежності, що описують рух планет навколо Сонця. Названо на честь німецького астронома Йоганеса Кеплера, який відкрив їх шляхом аналізу спостережень руху Марса навколо Сонця, здійснених данським астрономом Тихо Браге.
Другий закон Кеплера -- Радіус-вектор планети (тіла Сонячної системи) за рівні проміжки часу описує рівновеликі площі. Третій закон Кеплера -- Квадрати зоряних періодів обертання планет відносяться, як куби великих півосей їхніх орбіт.
Штучні супутники Землі – космічні літальні апарати, виведені на навколоземні орбіти. Вони призначаються на вирішення різних наукових установ та прикладних завдань.Користуючись законом всесвітнього тяжіння і ІІ законом Ньютона, можна розрахувати швидкість, яку необхідно надати тілу, щоб воно рухалося по коловій орбіті навколо Землі.
Літальний апарат (ЛА) - пристрій для польотів в атмосфері або космічному просторі.
Період обертання - проміжок часу, через який кожна точка тіла при обертанні повертається до свого початкового положення.
Орбі́та (від лат. orbita - колія, дорога, шлях) - рух матеріальної точки в полі сил, що на неї діють. У найпростішому випадку орбіта двох тіл це коло або еліпс, фокус якого розташовано в центрі мас системи.
Со́нячна систе́ма - планетна система, що включає в себе центральну зорю - Сонце, і всі природні космічні об'єкти, що обертаються навколо нього.
Закон всесвітнього тяжіння - фізичний закон, що описує гравітаційну взаємодію в рамках Ньютонівської механіки. Закон стверджує, що сила притягання між двома тілами (матеріальними точками) прямо пропорційна добутку їхніх мас, і обернено пропорційна квадрату відстані між ними.
Ця швидкість буде дорівнювати квадратному кореню з відношення гравітаційної сталої та маси Землі до суми радіусу Землі і висоти, на якій знаходиться тіло.Мінімальну швидкість, яку необхідно надати тілу в горизонтальному напрямі, щоб воно стало штучним супутником Землі, називають першою космічною швидкістю. Її можна розрахувати як квадратний корінь з радіусу Землі і прискорення вільного падіння.
Квадра́тний ко́рінь з числа x - це число (матриця, функція, оператор тощо), квадрат якого (результат множення на себе) дорівнює x. Квадратний корінь часто називають просто корінь.
Шту́чний супу́тник - об'єкт, поміщений на орбіту Землі чи іншого небесного тіла зусиллям людини. Інколи називається просто супутник, однак в такому випадку слід відрізняти від природних супутників, таких як Місяць.
Пе́рша космі́чна шви́дкість - швидкість, яку, нехтуючи опором повітря та обертанням планети, необхідно надати тілу, для переміщення його на кругову орбіту, радіус якої рівний радіусу планети.
Прискорення вільного падіння (позначення g) - прискорення, яке отримує тіло, рухаючись під впливом сили тяжіння планети. Воно однакове для всіх тіл, залежить від географічної широти місцезнаходження тіла, його відстані від центра планети та інших факторів.
Перша космічна швидкість приблизно дорівнює 8 кілометрів за секунду.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10



  • Фізика – як наука про природу. Стародавні греки, спростувавши теорію тотального контролю богів, намагались пояснити природні явища
  • Механічний рух і його види. Механічним рухом називають зміну положення тіла відносно інших тіл з часом. Механіка
  • Основна задача механіки
  • Закон додавання швидкостей.
  • Рівномірний рух матеріальної точки по колу Період обертання — це проміжок часу, за який тіло здійснює один повний оберт. Позначається буквою T. Одиниця вимірювання
  • Доцентрове прискорення
  • Лінійна швидкість матеріальної точки, що виконує обертальний рух
  • Механічна взаємодія тіл. №6. Сила
  • Маса
  • Зміна імпульсу тіла
  • . Другий закон Ньютона
  • Сили в природі
  • Перший закон Кеплера
  • Сонячної системи