Механические явления формулы физика – • распознавать механические явления и объяснять на основе имеющихся 

Механические явления вокруг нас

На протяжении веков и тысячелетий человечество сталкивалось с множеством природных явлений, объяснить которые не всегда было в состоянии. Изменения погоды, движение небесных тел, рост растений, свет пламени, смена времен года — все эти процессы для наших предков представлялись таинственными загадками природы. Постепенно человечество пришло к объяснению материальной природы многих из них: одних – раньше, других — относительно недавно. Возникли целые разделы науки, исследующие те или иные явления природы.

Что наблюдали наши предки чаще всего? Смену дня и ночи, холода и тепла, движение облаков и солнца по небу, дождь и грозу, дуновение ветра, прорастание зерна сквозь почву, замерзание воды и таяние льда. Большую часть из наблюдаемых составляли механические явления, то есть связанные с движением и перемещением различных тел, как живых, так и неживых. К ним относится и рост травы, и движение луны по небосводу.

Механические явления, примеры которых встречаются повсюду, наряду с множеством других изучались человечеством на протяжении веков. Первоначальные знания человечества об окружающем мире со временем выросли в стройную систему. Появились целые отрасли науки, специализирующиеся на исследовании тех или иных процессов. Изучает механические явления физика, точнее, ее раздел, именуемый кинематикой — наукой о движении и перемещении тел. В основе современных представлений кинематики лежат постулаты классической механики Ньютона. Основаны они на механистическом представлении об устройстве окружающего нас мира, господствовавшем в науке вплоть до начала двадцатого века. Эти представления полностью верны и оправданы в части движений, происходящих с относительно низкими скоростями (речь не идет о скорости света) и с объектами, размер которых значительно меньше проходимого ими расстояния.

В целом механические явления — разновидность группы физических явлений. К физическим явлениям относятся те, в которых не происходит превращений одного вещества в другое. При этом агрегатное состояние вещества может меняться (вода переходит в лед), но это одно и то же вещество. Явления взаимодействий разных веществ с последующим образованием новых изучает уже другая наука — химия.

Механические явления — не единственные в физике. Кроме них, физика изучает электрические явления, происходящие при возникновении, движении, взаимодействии электрических зарядов (электроток, молния, телеграф), магнитные (притяжение магнитом металлических предметов, поворот стрелки компаса на север), оптические, происходящие при отражении и преломлении света (миражи, радуга, отражение предметов в зеркале и отбрасывание им тени), а также тепловые (таяние снега, туман, кипение воды) и атомные (атомный взрыв).

Безусловно, механические явления относятся к числу наиболее исследованных. Изучающая их наука – механика – основной своей задачей ставит определение местонахождения тела в окружающем пространстве в любой произвольно взятый момент времени. Движение тела в механике рассматривается не само по себе, а по отношению к другим телам, одно из них может приниматься за начальное при отсчете. Движение рассматривается в системе координат по трем взаимно перпендикулярным осям, имеющим общую точку отсчета.

Учитывается также относительность движения — тело может двигаться относительно одних тел и не двигаться относительно других. Существуют понятия перемещения и пути, проходимого телами. Таким образом, механика, изучающая движение тел, основной своей задачей считает нахождение положения тела в любой момент.

Большое значение в изучении механических явлений играют понятия скорости и времени, необходимые для определения пройденного пути. Наука о движении тел рассматривает также разные виды движения — поступательное, вращательное, смешанное.

Физика как наука, изучающая бесконечное разнообразие природных явлений (механических и не только), безусловно, является одной из интереснейших и увлекательнейших отраслей знаний.

fb.ru

2. Механика. Механическое движение.

Понятие механики.
Механика – это часть физики, в которой
изучают движение тел, взаимодействие
тел или, движение тел под каким-либо
взаимодействием.

Главная задача
механики

это определение местоположения тела в
любой момент времени.

Разделы механики:
кинематика и динамика
.
Кинематика – это раздел механики,
изучающий геометрические свойства
движений без учета их масс и действующих
на них сил. Динамика – это раздел
механики, изучающий движение тел под
действием приложенных к ним сил.

Движение.
Характеристики движения
.
Движение – это изменение положения
тела в пространстве с течением времени
относительно других тел. Характеристики
движения: пройденный путь, перемещение,
скорость, ускорение.

Механическое
движение

это изменение
положение тела (или его частей) в
пространстве относительно других тел
с течением времени.

Поступательное
движение
.
Демонстрируется видеопоказом с
объяснениями.

Равномерное
движение тела
.
Демонстрируется видеопоказом с
объяснениями.

Неравномерное
механическое движение

– это движение, при котором за равные
промежутки времени тело совершает
неравные перемещения.

Относительность
механического движения
.
Демонстрируется видеопоказом с
объяснениями.

Точка отсчёта и
система отсчёта в механическом движении
.
Тело, относительно которого рассматривается
движение, называется точкой отсчёта.
Система отсчёта в механическом движении
– это точка отсчёта и система координат
и часами.

Система отсчета.
Характеристики механического движения
.
Система отсчета демонстрируется
видеопоказом с объяснениями. Механическое
движение имеет характеристики: Траектория;
Путь; Скорость; Время.

Траектория
прямолинейного движения

– это линия, вдоль которой движется
тело.

Криволинейное
движение
.
Демонстрируется видеопоказом с
объяснениями.

Путь и понятие
скалярной величины
.
Демонстрируется видеопоказом с
объяснениями.

Физические
формулы и единицы измерения характеристик
механического движения:

Обозначение
величины

Единицы измерения
величины

Формула для
определения величины

Путь-s

м, км

S
=

vt

Время- t

с, час

T =
s/v

Скорость —v

м/с, км/ч

V =
s/t

Понятие
ускорения
.
Раскрывается демонстрацией видеопоказа,
с объяснениями.

Формула для
определения величины ускорения
:

3. Законы динамики Ньютона.

Великий
физик И. Ньютон
.
И. Ньютон развенчал античные представления,
что законы движения земных и небесных
тел совершенно различны. Вся Вселенная
подчинена единым законам, допускающим
математическую формулировку.

Две
фундаментальные задачи, решенные физикой
И. Ньютона
:

1.
Создание для механики аксиоматической
основы, которая перевела эту науку в
разряд строгих математических теорий.

2.
Создание динамики, связывающей поведение
тела с характеристиками внешних
воздействий на него (сил).

Законы
динамики И. Ньютона в его авторской
редакции
:

1.
Всякое тело продолжает удерживаться в
состоянии покоя или равномерного и
прямолинейного движения, пока и поскольку
оно не понуждается приложенными силами
изменить это состояние.

2.
Изменение количества движения
пропорционально приложенной силе и
происходит по направлению той прямой,
по которой эта сила действует.

3.
Действию всегда есть равное и
противоположное противодействие, иначе,
взаимодействия двух тел друг на друга
между собой равны и направлены в
противоположные стороны.

Первый
закон динамики И. Ньютона
.
Всякое тело продолжает удерживаться в
состоянии покоя или равномерного и
прямолинейного движения, пока и поскольку
оно не понуждается приложенными силами
изменить это состояние.

Понятия инерции
и инертности тела
.
Инерция – это явление, при котором тело
стремится сохранить свое первоначальное
состояние. Инертность – это свойство
тела сохранять состояние движения.
Свойство инертности характеризуется
массой тела.

Развитие
Ньютоном теории механики Галилея
.
Долгое время считалось, что для поддержания
любого движения необходимо осуществлять
нескоменсированное внешнее воздействие
со стороны других тел. Ньютон разбил
эти убеждения, выведенные Галилеем.

Инерциальная
система отсчета
.
Системы отсчёта, относительно которых
свободное тело движется равномерно и
прямолинейно, называются инерциальными.

Первый
закон Ньютона – закон инерциальных
систем
.
Первый закон Ньютона – это постулат о
существовании инерциальных систем
отсчёта. В инерциальных системах отсчёта
механические явления описываются
наиболее просто.

Второй закон
динамики И. Ньютона
.
В инерциальной системе отсчёта
прямолинейное и равномерное движение
может происходить только в том случае,
если на тело не действуют другие силы
или действие их скомпенсировано, т.е.
уравновешено. Демонстрируется видеопоказом
с объяснениями.

Принцип суперпозиции
сил
.
Демонстрируется видеопоказом с
объяснениями.

Понятие
массы тела
.
Масса – одна из самых фундаментальных
физических величин. Масса характеризует
сразу несколько свойств тела и обладает
рядом важных свойств.

Сила
— центральное понятие второго закона
Ньютона
.
Второй закон Ньютона определяет, что
тело тогда будет двигаться с ускорением,
когда на него действует сила. Сила –
мера взаимодействия двух (или больше)
тел.

Два
вывода классической механики из второго
закона И. Ньютона:

1.
Ускорение тела напрямую связано с
приложенной к телу силой.

2.
Ускорение тела напрямую связано с его
массой.

Демонстрация
прямой зависимости ускорения тела от
его массы

Третий закон
динамики И. Ньютона
.
Демонстрируется видеопоказом с
объяснениями.

Значение
законов классической механики для
современной физики
.
Механика, основанная на законах Ньютона,
называется классической механикой. В
рамках классической механики хорошо
описывается движение не очень маленьких
тел с не очень большими скоростями.

Демонстрации:

Физические поля
вокруг элементарных частиц.

Планетарная модель
атома Резерфорда и Бора.

Движение, как
физическое явление.

Поступательное
движение.

Равномерное
прямолинейное движение

Неравномерное
относительное механическое движение.

Видеоанимация
системы отсчета.

Криволинейное
движение.

Путь и траектория.

Ускорение.

Инерция покоя.

Принцип суперпозиции.

2-й закон Ньютона.

Динамометр.

Прямая зависимость
ускорения тела от его массы.

3-й закон Ньютона.

Контрольные
вопросы:.

  1. Сформулируйте
    определение и научный предмет физики.

  2. Сформулируйте
    физические свойства, общие для всех
    явлений природы.

  3. Сформулируйте
    основные этапы эволюции физической
    картины мира.

  4. Назовите 2 основных
    принципа современной науки.

  5. Назовите особенности
    механистической модели мира.

  6. В чем суть
    молекулярно-кинетической теории.

  7. Сформулируйте
    основные признаки электромагнитной
    картины мира.

  8. Объясните понятие
    физического поля.

  9. Определите признаки
    и различия электрического и магнитного
    полей.

  10. Объясните понятия
    электромагнитного и гравитационного
    полей.

  11. Объясните понятие
    «Планетарная модель атома»

  12. Сформулируйте
    признаки современной физической картины
    мира.

  13. Сформулируйте
    основные положения современной
    физической картины мира.

  14. Объясните значение
    теории относительности А. Эйнштейна.

  15. Объясните понятие:
    «Механика».

  16. Назовите основные
    разделы механики и дайте им определения.

  17. Назовите основные
    физические характеристики движения.

  18. Сформулируйте
    признаки поступательного механического
    движения.

  19. Сформулируйте
    признаки равномерного и неравномерного
    механического движения.

  20. Сформулируйте
    признаки относительности механического
    движения.

  21. Объясните смысл
    физических понятий: «Точка отсчёта и
    система отсчёта в механическом движении».

  22. Назовите основные
    характеристики механического движения
    в системе отсчета.

  23. Назовите основные
    характеристики траектории прямолинейного
    движения.

  24. Назовите основные
    характеристики криволинейного движения.

  25. Дайте определение
    физическому понятию: «Путь».

  26. Дайте определение
    физическому понятию: «Скалярная
    величина».

  27. Воспроизведите
    физические формулы и единицы измерения
    характеристик механического движения.

  28. Сформулируйте
    физический смысл понятия: «Ускорение».

  29. Воспроизведите
    физическую формулу для определения
    величины ускорения.

  30. Назовите две
    фундаментальные задачи, решенные
    физикой И. Ньютона.

  31. Воспроизведите
    основные смыслы и содержание первого
    закона динамики И. Ньютона.

  32. Сформулируйте
    физический смысл понятия инерции и
    инертности тела.

  33. В чем проявилось
    развитие Ньютоном теории механики
    Галилея.

  34. Сформулируйте
    физический смысл понятия: «Инерциальная
    система отсчета».

  35. Почему первый
    закон Ньютона это закон инерциальных
    систем.

  36. Воспроизведите
    основные смыслы и содержание второго
    закона динамики И. Ньютона.

  37. Сформулируйте
    физические смыслы принципа суперпозиции
    сил, выведенного И. Ньютоном.

  38. Сформулируйте
    физический смысл понятия массы тела.

  39. Обоснуйте, что
    сила является центральным понятием
    второго закона Ньютона.

  40. Сформулируйте
    два вывода классической механики на
    основании второго закона И. Ньютона.

  41. Воспроизведите
    основные смыслы и содержание третьего
    закона динамики И. Ньютона.

  42. Объясните значение
    законов классической механики для
    современной физики.

Литература:

1. Ахмедова Т.И.,
Мосягина О.В. Естествознание: Учебное
пособие / Т.И. Ахмедова, О.В. Мосягина. –
М.: РАП, 2012. – С. 34-37.

studfiles.net

Примеры физических явлений и их описание

С давних времен люди собирали сведения о том мире, в котором они живут. Была лишь одна наука, объединяющая всю информацию о природе, которую человечество накопило на тот момент. Тогда еще люди не знали, что они наблюдают примеры физических явлений. В настоящее время такая наука носит название «естествознание».

Что изучает физическая наука

Со временем научные представления об окружающем мире заметно изменились – их стало гораздо больше. Естествознание раскололось на много отдельных наук, среди которых: биология, химия, астрономия, география и другие. В ряде этих наук не последнее место занимает физика. Открытия и достижения в этой области позволили человечеству обладать новыми знаниями. К ним можно отнести структуру и поведение различных объектов всяких размеров (начиная с гигантских звезд и заканчивая мельчайшими частицами – атомами и молекулами).

Физическое тело — это…

Существует специальный термин «материя», которым в кругах ученых называют все, что есть вокруг нас. Состоящее из материи физическое тело — это какое-либо вещество, занимающее определенное место в пространстве. Любое физическое тело в действии можно назвать примером физического явления. Опираясь на это определение, можно сказать, что любой предмет является физическим телом. Примеры физических тел: кнопка, блокнот, люстра, карниз, Луна, мальчик, облака.

Что такое физическое явление

Любая материя находится в постоянном изменении. Одни тела двигаются, другие соприкасаются с третьими, четвертые крутятся. Не зря много лет назад философом Гераклитом была произнесена фраза «Все течет, все меняется». У ученых есть даже специальный термин таким изменениям – это все явления.

К физическим явлениям относится все то, что движется.

Какие существуют типы физических явлений

Это явления, когда из-за воздействия температуры некоторые тела начинают трансформироваться (изменяется форма, размер и состояние). Пример физических явлений: под воздействием теплого весеннего солнца тают сосульки и превращаются в жидкость, с наступлением холодов лужи замерзают, кипящая вода становится паром.

  • Механические.

Эти явления характеризуют смену положения одного тела по отношению к остальным. Примеры: часы идут, мяч прыгает, дерево качается, ручка пишет, вода течет. Все они находятся в движении.

  • Электрические.

Характер этих явлений полностью оправдывает свое название. Слово «электричество» уходит корнями в греческий язык, где «электрон» значит «янтарь». Пример достаточно простой и многим наверняка знакомый. При резком снятии с себя шерстяного свитера слышится небольшой треск. Если проделать это, отключив в комнате свет, то можно увидеть искорки.

Тело, участвующее в явлении, которое связанно со светом, называют светящимся. В качестве примера физических явлений можно привести всем известную звезду нашей Солнечной системы – Солнце, а также любую другую звезду, лампу и даже жучка-светлячка.

Распространение звука, поведение звуковых волн при столкновениях с препятствием, а также иные явления, которые так или иначе связаны со звуком, относятся к этому типу физических явлений.

Они происходят благодаря свету. Так, например, человек и животные способны видеть, потому что есть свет. В эту группу также включены явления распространения и преломления света, его отражение от предметов и прохождение сквозь разные среды.

Теперь вы знаете, какие бывают физические явления. Однако стоит понимать, что между природными и физическими явлениями существует определенная разница. Так, при природном явлении происходит одновременно несколько физических явлений. Например, при ударе молнии в землю происходят следующие явления: магнитное, звуковое, электрическое, тепловое и световое.

fb.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о