60
ТЕРНОПІЛЬ НАВЧАЛЬНА КНИГА — БОГДАН 2015 П.Ф. Пістун В.В. Добровольський ФІЗИКА клас Підручник для 7 класу загальноосвітніх навчальних закладів Рекомендовано Міністерством освіти і науки України За редакцією Ю.І. Мальованого Рекомендовано Міністерством освіти і науки України

фізика 7 клас (2015)

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: фізика 7 клас (2015)

ТЕРНОПІЛЬНАВЧАЛЬНА КНИГА mdash БОГДАН2015

ПФ ПістунВВ Добровольський

Ф І З И К АкласПідручник для 7 класузагальноосвітніх навчальних закладів

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України

За редакцією ЮІ Мальованого

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України

ПістунПФП75 Фізикапідручникдля7клзагальноосвітннавчзаклПФПістун

ВВДобровольськийmdashТернопільНавчальнакнигаndashБогдан2015mdash220сіл

ISBN978-966-10-3356-5Пропонованийпідручниквідповідаєчиннійпрограмізфізикидля7-гокласу

й передбачає готовність учнів доширокого і свідомого застосуванняфізикиЦюорієнтаціюзабезпечуютьзмісткурсухарактервикладеннянавчальногоматеріа-лудобірілюстраційіприкладизастосуваньзапитаннядлясамоперевіркизнаньзавданнянаповторенняатакожзавданняекспериментальногохарактеруталабо-раторніроботи

Дляучнівівчителівзагальноосвітніхнавчальнихзакладів

УДК 53(0753)ББК 223я72

П75

Охороняється законом про авторське право Жодна частина цього видання не може бути відтворена в будь-якому вигляді без дозволу автора чи видавництва

РецензентипрофесорзавідувачкафедроюфізикиіметодикинавчанняфізикиастрономіїВінницькогодержавногопедагогічногоуніверситету

імМКоцюбинськогодокторпедагогічнихнаукЗаболотний ВФ

вчительфізикиНВКlaquoЛозівськаЗОШІndashІІІстndashДНЗraquoвчитель-методистметодистфізикиТернопільськогорайонногометодичногокабінету

Шемеля МА

АвториівидавництвовисловлюютьщируподякуНЄВажеєвськійтаНСПуришевійатакожвидавництвуlaquoДрофаraquoзанаданіматеріалипідтримкуісприянняуреалізаціїпроекту

ISBN978-966-10-3356-5

copy ПістунПФДобровольськийВВ2015copy НавчальнакнигаndashБогдан

оригінал-макет2015copy Дрофа2012

УДК 53(0753)ББК 223я72

Піктограмами і упідручникупозначенотійогоелектронніскладовіякімож-навідкритизапосиланням

httpwwwbohdan-digitalcomedu

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України (наказ Міністерства освіти і науки України

від 2007 2015 р 777)

ДОРОГІ ДРУЗІ

ВирозпочинаєтевивченняновогодляваспредметаmdashфізикиФізикаmdashцецікаванаукапроприродуОднимзосновнихметодіввивченняпри-роднихявищуфізицієекспериментІдлявасекспериментбудеоднимізджерелзнаньВибудетеспостерігатидослідиякіпроводитьучительатакожсамостійноздійснюватиметеекспериментальнізавданняпідчасвиконаннялабораторнихробітнаурокахідеякихзавданьудома

Іншимджерелом знаньдлявас будецейпідручникНові термінивизначенняформулив тексті виділеніжирнимшрифтом Їхпотріб-но запамrsquoятатиПісля того як випрочитаєтепараграфпостарайтесьйогопереказатиівідповістиназапитаннядлясамоперевіркиЧитаючипідручник звертайте увагу на наведені в ньому рисунки які ілюс-труютьвикладенийматеріалСпівставляйтерисунок і його описаннявпідручникуцедопоможевамкращезрозумітинаписане

Щобипереконатисяутомущовизрозумілиматеріалвиконайтезав-данняпоміщеніпісляпараграфівДеякізнихявляютьсязапитаннямивідповідаючинаякіпотрібнопояснитивідповіднеявищеабопроцес

Інші завдання сформульовані у вигляді задач при розвrsquoязуванніякихпотрібновизначититучиіншуфізичнувеличинувикориставшивідповіднізакониіформули

Зустрічаютьсятакожіграфічнізадачівякихтребавиконатиобчисленняіпобудуватиграфікабозподаногографікаотриматипевнуінформацію

ЄзавданняекспериментальногохарактерувиконанняякихпередбачаєпроведеннядослідівіспостереженьТакізавданняпозначенііндексомlaquoеraquo(експеримент)

ЗадачіпідвищеноїскладностіатакожпараграфиобсягматеріалуякихдещовиходитьзамежідіючоїпрограмизфізикипоміченізірочкоюДодеякихзадачукінціпідручниканаведенівідповіді

БажаємовамуспіхівуроботіАвтори

4 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Розділ І ФІЗИКА ЯК ПРИРОДНИЧА НАУКА МЕТОДИ НАУКОВОГО ПІЗНАННЯ

Розпочинаючи вивчення основ фізики перш за все потрібно отримати відповіді на наступні запитання що таке фізика Яку область дійсності вона вивчає Якими методами вона при цьому користується Про це та інше що стосується основ фізики йтиметься у цьому розділі

sect1 Що вивчає фізика Що називають явищами природи Які явища природи вам відомі

1 Природаmdashцевсетещонасоточуєповітряземляводатвари-низоріпланетитаінЛюдинаживесередприродиісамаєїїчастиною

УприродівідбуваютьсярізнізміниНаприкладзмінюютьоднеодногопорирокуденьінічзмінюютьсвоєположенняСонцеМісяцьізорівід-носноЗемліітд(рис1)Вліткупідчасгрозичастоспалахуєблискавка(рис2)ігримитьгрімінодіпіслядощуможнапобачитивеселкупарущопіднімаєтьсявіднагріванняземліабоасфальтуВесноюрозпускають-сянадеревахбрунькивосенинанихжовтієлистяУдеякихмісцевостяхчасвідчасуможнапобачитививерженнявулканів

Зміниякіпостійновідбуваютьсянавколонасназиваютьсяявища-миприроди

2 УнаслідоквивченнялюдиноюнавколишньогосвітувиникланаукаякаобrsquoєдналаусіотриманізнанняПотімумірувідкриттявсеновихінових

55 sect1 Що вивчає фізика

явищвиділилисяокремінаукищовивчалигрупиблизьких за своєю сутністюявищТак зrsquoявилисягеографіябіологіяхіміяфізикаастрономіятаінші

ОднієюзосновнихнаукпроприродуєфізикаСловоlaquoфізикаraquoпоходитьвідгрецькогословаlaquoфю-зісraquoякеуперекладізгрецькоїозначаєlaquoприродаraquo

Цеслововпершезrsquoявилосяупрацяхдавньогрець-коговченогоАристотеля

3 ЩовивчаєфізикаФізикавивчаєявищаприроди а самефізичні явища Прикладамифізичних явищ можуть бути рух автомобілязамерзанняводисвітіннялампочкипритяганнямагнітом деяких металічних предметів та інФізичніявищадужерізноманітніДонихналежатьмеханічнітепловіелектричнімагнітнісвітловітазвуковіявища

Рис 1

Рис 2

6 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Уприроді існують й інші явищаmdashнефізичніВам добре відомібіологічні явища(рістрослинтваринтаін)геологічні (змінивземнійкорі землетруси та ін) хімічні (горіння газу окисленняметалівутворенняхлорофілувлисткахрослинтощо)

ФізичніявищавідбуваютьсязрізнимиобrsquoєктамиУнаведенихвищеприкладахнимиєавтомобільниткарозжаренняелектричноїлампочкиЦіобrsquoєктиназиваютьсяфізичнимитіламиабопростотілами

Тіла складаються зречовини Наприклад склоmdash речовинаасклянкаmdashфізичнетіловодаmdashречовинаакрапляводиmdashфізичнетіло

Речовинаєодним ізвидівматеріїМатерія mdashцевсетещо існуєобrsquoєктивнотобтонезалежновіднашоїсвідомостіІншимвидомматеріїє різніфізичні поля електричне магнітне та інНавколишній світматеріальний

ФізикакрімявищприродививчаєвластивостітіліречовинфізичніполяАджедужеважливознатиякіречовинипроводятьелектричнийструмаякіmdashнепроводятьякоюречовиноюпотрібнопокритифотоплівкудлятогощобнанійможнабулоотриматизображенняякуречовинукращевикористатидлятеплоізоляціїтощоОтжефізикаmdashнаукапроприродуякавивчаєфізичніявищаіполяатакожвластивостіречовин

Запитання для самоперевірки

1 Що називають явищами природи Наведіть приклади явищ природи2 Наведіть приклади фізичних явищ Які з них є прикладами механічних тепло-

вих електричних магнітних звукових світлових явищ3 Наведіть приклади фізичних тіл Назвіть речовини з яких вони складаються4 Назвіть два види матерії5 Що вивчає фізика

77 sect2 Як вивчають явища природи

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect2 Як вивчають явища природи Які прилади використовують при вивченні явищ природи

1 ЗrsquoясуємояклюдиотримуютьзнанняпроприродуТакрозвитокастрономіїрозпочавсязіспостереженьзазорянимнебом(рис3)Видобрезнаєтещовботаніціспостереженнязарозвиткомрослиндаютьзмогувстановити закономірності їхнього розвиткуСпостереженняшироковикористовуютьсяівіншихнаукахутомучисліівфізиці

Рис 3

8 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

СпостереженнязаявищамияківідбуваютьсявнавколишньомусвітідализмогувстановитищоусітілападаютьнаЗемлю(рис4)водаучайникузакипаєприпевнійтемпературіщовідусіхпред-метівусонячнийденьутворюєтьсятінь(рис5)

Отжевивченнябудь-якогоявищарозпочина-єтьсязйогоспостереження

2 Упроцесіпроведенняспостереженьзаяви-щамиприродиотримуютьсяпевнівідомостіпронихЦівідомостіможутьбутирізнимизалежновідзнаньлюдиниїїумінняописуватиявищафіксуватизмі-нищовідбуваютьсятощоРозглянемонаприкладтакепростеявищеякрухавтомобіляОдналюдинаскажещоавтомобільрухавсязмінювавсвоєполо-женнявідноснобудинківДругаскажещоавтомо-більрухавсяійогошвидкістьзмінюваласяТретяза-значитьщошвидкістьавтомобілятозбільшуваласятозменшувалася

Отжепідчасспостереженьзаявищаминеобхід-ноотриматиякомогабільшеінформаціїівиділитиїхніособливості

3 Отримавшизачаспроведенняспостере-женьпевніданіпроявищавченіпрагнутьзrsquoясу-

ватиякціявищавідбуваютьсяіголовнеmdashчомуЩобвідповістинацізапитаннязазвичайвисуваєтьсяприпущення

абогіпотезаПричомуможевисуватисянеоднаадекількагіпотезДляперевіркигіпотезипроводятьспеціальнідослідиmdashексперименти

Гіпотезиякінезнаходятьпідтвердженнявекспериментахуважають-сяхибнимиівідкидаютьсяГіпотезищопідтверджуютьсяексперимен-тамиприймаютьсяістаютьнауковимизнаннями

Рис 4

Рис 5

99 sect2 Як вивчають явища природи

НаприкладіталійськийанатомЛуїджіГальshyвані (1737ndash1798) препаруючижаб виявивщопридотиканнітканинжабдометалічнихпред-метів їхнімrsquoязискорочуютьсяПротецейефектспостерігавсянезавждиГальваніприпустивщоскороченнямrsquoязіввідбуваєтьсятодіколилапкажабидоторкуєтьсядодвохрізнихметалівЩобперевіритицюгіпотезувченийпровівряддослі-дівуходіякихвивчивявищевиявивйогопри-чину і підтвердив свою гіпотезуТакимчиномприпроведенніекспериментунетількиставить-сяпевнаметааленавідмінувідспостереженнявикористовуєтьсяспе-ціальнеобладнанняіприлади

Під час проведення експерименту вчені змінюють умовиперебігуявищЦедаєзмогувсебічновивчитиявищеТакГальванізrsquoєднувавла-пкижаби однимпровідником і використовувавдляцьогопровідникизрізнихматеріалівПотімвінзrsquoєднувавлапкизадопомогоюдвохпро-відниківцідослідипроводилисянавулиціівприміщенніУченийдій-шоввисновкущомrsquoязискорочуютьсязавждиколилапкиконтактувализдвомарізнимиметаламиамісцепроведенняекспериментуневпли-валонайогорезультат

Отжепослідовністьвивченняявищнаступнаспостереженняmdashгіпотезаmdashекспериментmdashвисновок

4 Для проведення експериментувикористовуютьфізичні приладиДеякізнихдужепростіНаприкладлінійкави-сок(тягарецьпідвішенийнанитці)якийдає змогуперевірити наприклад верти-кальністьстін(рис6)вагитаін

ВикористовуютьіскладнішіприладизякимивамдоведетьсяпрацюватиДоних

Луїджі Гальвані

Рис 6

10 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

належатьджереластруму(рис7)електричнийдви-гун(рис8)електромагніт(рис9)таін

Підчаспроведеннянаукових експериментівви-користовуютьсядужескладніприладитаустановки(прискорювачі зарядженихчастинок осцилографиелектроннімікроскопитаін)

Запитання для самоперевірки

1 Чим відрізняються спостереження від експерименту Що між ними спільного2 Наведіть приклад наукового експерименту3 В якій послідовності вивчаються явища природи Відповідь проілюструйте при-

кладом4 Наведіть приклади фізичних приладів не вказаних у параграфі підручника

Рис 7

а) б)

Рис 8

Рис 9

1111 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

Завдання 1е

Проведіть наступний експеримент удома Поставте на плиту невелику каструлю з водою Опишіть свої спостереження за нагріванням води Якщо ви маєте відповід-ний термометр для вимірювання температури води опустіть його у воду і слідкуйте за його показами Медичним термометром користуватися не можна

Будьте обережними Не доводьте воду до кипіння не доторкайтеся до нагрітої каструлі не переверніть її

sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками Назвіть відомі вам технічні пристрої Які фізичні явища лежать в основі їхньої роботи Які наукові відкриття у фізиці вам відомі

1 ЧасвякомумиживемохарактеризуєтьсябурхливимрозвиткомфізикиішвидкимупровадженнямїїдосягненьутехнікупромисловістьсільськегосподарствоіпобутЗіншогобокудосягненнятехнікивплива-ютьнарозвитокнауки

Робота різних технічних пристроїв ґрунту-єтьсянавикористанніфізичнихявищ і законівНаприкладспроектуватиіпобудуватилітакабокорабель(рис10)сталоможливимлишепісляви-вченнязакономірностейрухутілуповітрі іпла-ваннятілурідині

Автомобілі тепловозитеплоходилітакипри-водятьсяврухтепловимидвигунамирізнихтипівПобудова такихдвигунів сталаможливоюпіслявивченнявластивостейгазівтадеякихтепловихявищ Рис 10

12 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ЕлектричніявищалюдиспостерігалищезакількастолітьдонашоїериПротеупромисловостітапобутіелектрикапочалавикористовуватисялишезкінцяXIXстколисталивідоміосновнізакониелектричнихявищ

2 УдосконаленнявимірювальноїтехнікиствореннябільшточнихприладівпризводитьдоновихвідкриттівуфізиціТак створеннямі-кроскопівдаломожливістьвивчатибудовурізнихречовин

Знаннябудовиречовинзалежностівластивостейречовинвідїхньоїбудови вміннязмінюватиці властивостідалиможливість створюватиматеріалияківолодіютьвисокоюміцністютвердістюжаростійкістю

Завдякицьомузrsquoявиласяможливістьсконструюватиспеціальніапа-ратидлядослідженнякосмічногопросторуштучнісупутникиЗемлідлявивченняїїприроднихресурсівкліматуізавбаченняпогодиОтриманізїхньоюдопомогоювідомостісприяютьусвоючергурозвиткунауки

Розвиток електронної технікиmdashпоявакалькуляторів компrsquoютерівмобільнихтелефонівновихмоделейтелевізорів(рис11)автоматичнихпристроївmdashставможливийзавдякиствореннюнапівпровідниковихма-теріалівУсвоючергувикористаннякомпrsquoютерівдаєможливістьрозвrsquoя-зуватибагатонауково-досліднихіпрактичнихзадач

Наприкладкомпrsquoютердаєможливістьдоситьточнорозрахуватитраєк-торіїрухукосмічнихтілікосмічнихкораблів

Досягненняфізикиітехнікидализмогусконструюватитакіскладнітехнічніпристроїякприскорювачізарядженихчастинокщовходятьдо

Рис 11

1313 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

складуатомногоядраВивченнявластивостейатомнихядердалозмогупобудуватиядернийреакторmdashосновуатомних(ядерних)електростан-ційатомнихпідводнихчовніватомнихкриголамів

Нинімистоїмонапорозіновоїнауково-технічноїреволюціїповrsquoязаноїзупровадженнямтакзванихнанотехнологій

Такимчиномфізика і техніка тісно повrsquoязані між собою Розвиток фізики спричиняє подальший розвиток техніки а розвиток техніки сприяє новим досягненням фізики

3 ФізикаповrsquoязаназбагатьманаукамиОсобливотісновонаповrsquoя-заназматематикоютаастрономієюНаведемонапідтвердженняцьогоде-кількаприкладівМатематичнірозрахункичастонадзвичайноскладнідоводитьсяпроводитидлязапускуштучнихсупутниківЗемлііздійснен-няпольотівкосмічнихкораблівприконструюванніядернихреакторівтаприскорювачівелементарнихчастинокутеоріївідносностінадзвичайноважливарольматематикиутеоретичній фізиці

Звrsquoязокфізикийастрономіїпроявляєтьсяпершзавсевєдностізем-них інебеснихявищТакрухМісяцянавколоЗемлі іпадіннятілнаЗемлювідбуваютьсяпідвпливомоднієїітієїсамоїпричиниmdashдіїземно-готяжінняОднаковимиєзасвоєюприродоюпроцесияківідбуваютьсяунадрахСонцяівприскорювачахчастинокщодіютьнаЗемліУсвоючергурозвитокастрономіїсприяєрозвиткуфізикиКосмосявляєсобоюнібигігантськулабораторіюТамречовинаперебуваєутакихстанахякінеможливодосягтивземнихумовахНаприкладвідомітакзваніней-троннізоріречовинавякихстиснутаусотнімільйонівразівбільшеніжповітрянаЗемлі

Запитання для самоперевірки

1 Чому фізику вважають основою техніки2 Наведіть приклади технічних пристроїв На яких фізичних явищах ґрунтується

їхня робота

14 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

3 Які механізми та електричні пристрої використовуються у вашому домі4 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою і математикою Наведіть приклади5 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою й астрономією Наведіть приклади6 Наведіть приклади фізичних пристроїв що використовуються на транспорті7 Наведіть приклади приладів і технічних пристроїв що використовуються в нау-

кових дослідженнях

sect4 Фізика й навколишній світ Що вивчає фізика Як фізика вивчає навколишній світ

УматеріальномусвітіщооточуєнасзустрічаютьсянайрізноманітнішітілаВонимаютьрізнубудовурізнівластивостіірозміриНаприкладрозміриСонцяпланеттаіншихкосмічнихобrsquoєктівнабагатобільшізарозміритілякіоточуютьнаснаЗемлі(машинбудинківдеревітін)Усвоючергучастинкизякихскладаютьсятіладужемаліпорівнянозрозмірамицихтіл

Фізикавивчаєвластивостійповедінкуякдужемалихтіл(обrsquoєктів)такідужевеликихОднізакониєспільнимидляфізичнихтілрізнихрозмірівіншіописуютьповедінкулишемалихтілТомууфізиціобrsquoєктизалежновідїхніхрозмірівподіляютьнатригрупи

Допершої групи належатьскупченнязірmdashгалактикитанавітьскуп-чення галактикВонимаютьнадзвичайно великі розміриЦі обrsquoєктиутворюютьмегасвіт

Друга групаобrsquoєктівстановитьмакросвітЦевсещонасоточуєусещоможнапобачитинеозброєнимокомзоріпланетирізноманітнітіланаЗемліЦіобrsquoєктимаютьрізнірозмірищозначновідрізняютьсяодинвідодногоТакМісяцьмаєрадіус1738кмадовжиналегковогоавтомобі-ляскладає4ndash5мІМісяцьіавтомобільналежатьдообrsquoєктівмакросвіту

Третя група обrsquoєктівmdashмікросвітЦечастинкизякихскладаєтьсяречовинаЇхнірозмірименшівід10ndash8смУцьомусвітівиділеноостаннімчасомособливіобrsquoєктирозміромвід1до100нмтакзванийнаносвіт

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 2: фізика 7 клас (2015)

ПістунПФП75 Фізикапідручникдля7клзагальноосвітннавчзаклПФПістун

ВВДобровольськийmdashТернопільНавчальнакнигаndashБогдан2015mdash220сіл

ISBN978-966-10-3356-5Пропонованийпідручниквідповідаєчиннійпрограмізфізикидля7-гокласу

й передбачає готовність учнів доширокого і свідомого застосуванняфізикиЦюорієнтаціюзабезпечуютьзмісткурсухарактервикладеннянавчальногоматеріа-лудобірілюстраційіприкладизастосуваньзапитаннядлясамоперевіркизнаньзавданнянаповторенняатакожзавданняекспериментальногохарактеруталабо-раторніроботи

Дляучнівівчителівзагальноосвітніхнавчальнихзакладів

УДК 53(0753)ББК 223я72

П75

Охороняється законом про авторське право Жодна частина цього видання не може бути відтворена в будь-якому вигляді без дозволу автора чи видавництва

РецензентипрофесорзавідувачкафедроюфізикиіметодикинавчанняфізикиастрономіїВінницькогодержавногопедагогічногоуніверситету

імМКоцюбинськогодокторпедагогічнихнаукЗаболотний ВФ

вчительфізикиНВКlaquoЛозівськаЗОШІndashІІІстndashДНЗraquoвчитель-методистметодистфізикиТернопільськогорайонногометодичногокабінету

Шемеля МА

АвториівидавництвовисловлюютьщируподякуНЄВажеєвськійтаНСПуришевійатакожвидавництвуlaquoДрофаraquoзанаданіматеріалипідтримкуісприянняуреалізаціїпроекту

ISBN978-966-10-3356-5

copy ПістунПФДобровольськийВВ2015copy НавчальнакнигаndashБогдан

оригінал-макет2015copy Дрофа2012

УДК 53(0753)ББК 223я72

Піктограмами і упідручникупозначенотійогоелектронніскладовіякімож-навідкритизапосиланням

httpwwwbohdan-digitalcomedu

Рекомендовано Міністерством освіти і науки України (наказ Міністерства освіти і науки України

від 2007 2015 р 777)

ДОРОГІ ДРУЗІ

ВирозпочинаєтевивченняновогодляваспредметаmdashфізикиФізикаmdashцецікаванаукапроприродуОднимзосновнихметодіввивченняпри-роднихявищуфізицієекспериментІдлявасекспериментбудеоднимізджерелзнаньВибудетеспостерігатидослідиякіпроводитьучительатакожсамостійноздійснюватиметеекспериментальнізавданняпідчасвиконаннялабораторнихробітнаурокахідеякихзавданьудома

Іншимджерелом знаньдлявас будецейпідручникНові термінивизначенняформулив тексті виділеніжирнимшрифтом Їхпотріб-но запамrsquoятатиПісля того як випрочитаєтепараграфпостарайтесьйогопереказатиівідповістиназапитаннядлясамоперевіркиЧитаючипідручник звертайте увагу на наведені в ньому рисунки які ілюс-труютьвикладенийматеріалСпівставляйтерисунок і його описаннявпідручникуцедопоможевамкращезрозумітинаписане

Щобипереконатисяутомущовизрозумілиматеріалвиконайтезав-данняпоміщеніпісляпараграфівДеякізнихявляютьсязапитаннямивідповідаючинаякіпотрібнопояснитивідповіднеявищеабопроцес

Інші завдання сформульовані у вигляді задач при розвrsquoязуванніякихпотрібновизначититучиіншуфізичнувеличинувикориставшивідповіднізакониіформули

Зустрічаютьсятакожіграфічнізадачівякихтребавиконатиобчисленняіпобудуватиграфікабозподаногографікаотриматипевнуінформацію

ЄзавданняекспериментальногохарактерувиконанняякихпередбачаєпроведеннядослідівіспостереженьТакізавданняпозначенііндексомlaquoеraquo(експеримент)

ЗадачіпідвищеноїскладностіатакожпараграфиобсягматеріалуякихдещовиходитьзамежідіючоїпрограмизфізикипоміченізірочкоюДодеякихзадачукінціпідручниканаведенівідповіді

БажаємовамуспіхівуроботіАвтори

4 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Розділ І ФІЗИКА ЯК ПРИРОДНИЧА НАУКА МЕТОДИ НАУКОВОГО ПІЗНАННЯ

Розпочинаючи вивчення основ фізики перш за все потрібно отримати відповіді на наступні запитання що таке фізика Яку область дійсності вона вивчає Якими методами вона при цьому користується Про це та інше що стосується основ фізики йтиметься у цьому розділі

sect1 Що вивчає фізика Що називають явищами природи Які явища природи вам відомі

1 Природаmdashцевсетещонасоточуєповітряземляводатвари-низоріпланетитаінЛюдинаживесередприродиісамаєїїчастиною

УприродівідбуваютьсярізнізміниНаприкладзмінюютьоднеодногопорирокуденьінічзмінюютьсвоєположенняСонцеМісяцьізорівід-носноЗемліітд(рис1)Вліткупідчасгрозичастоспалахуєблискавка(рис2)ігримитьгрімінодіпіслядощуможнапобачитивеселкупарущопіднімаєтьсявіднагріванняземліабоасфальтуВесноюрозпускають-сянадеревахбрунькивосенинанихжовтієлистяУдеякихмісцевостяхчасвідчасуможнапобачитививерженнявулканів

Зміниякіпостійновідбуваютьсянавколонасназиваютьсяявища-миприроди

2 УнаслідоквивченнялюдиноюнавколишньогосвітувиникланаукаякаобrsquoєдналаусіотриманізнанняПотімумірувідкриттявсеновихінових

55 sect1 Що вивчає фізика

явищвиділилисяокремінаукищовивчалигрупиблизьких за своєю сутністюявищТак зrsquoявилисягеографіябіологіяхіміяфізикаастрономіятаінші

ОднієюзосновнихнаукпроприродуєфізикаСловоlaquoфізикаraquoпоходитьвідгрецькогословаlaquoфю-зісraquoякеуперекладізгрецькоїозначаєlaquoприродаraquo

Цеслововпершезrsquoявилосяупрацяхдавньогрець-коговченогоАристотеля

3 ЩовивчаєфізикаФізикавивчаєявищаприроди а самефізичні явища Прикладамифізичних явищ можуть бути рух автомобілязамерзанняводисвітіннялампочкипритяганнямагнітом деяких металічних предметів та інФізичніявищадужерізноманітніДонихналежатьмеханічнітепловіелектричнімагнітнісвітловітазвуковіявища

Рис 1

Рис 2

6 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Уприроді існують й інші явищаmdashнефізичніВам добре відомібіологічні явища(рістрослинтваринтаін)геологічні (змінивземнійкорі землетруси та ін) хімічні (горіння газу окисленняметалівутворенняхлорофілувлисткахрослинтощо)

ФізичніявищавідбуваютьсязрізнимиобrsquoєктамиУнаведенихвищеприкладахнимиєавтомобільниткарозжаренняелектричноїлампочкиЦіобrsquoєктиназиваютьсяфізичнимитіламиабопростотілами

Тіла складаються зречовини Наприклад склоmdash речовинаасклянкаmdashфізичнетіловодаmdashречовинаакрапляводиmdashфізичнетіло

Речовинаєодним ізвидівматеріїМатерія mdashцевсетещо існуєобrsquoєктивнотобтонезалежновіднашоїсвідомостіІншимвидомматеріїє різніфізичні поля електричне магнітне та інНавколишній світматеріальний

ФізикакрімявищприродививчаєвластивостітіліречовинфізичніполяАджедужеважливознатиякіречовинипроводятьелектричнийструмаякіmdashнепроводятьякоюречовиноюпотрібнопокритифотоплівкудлятогощобнанійможнабулоотриматизображенняякуречовинукращевикористатидлятеплоізоляціїтощоОтжефізикаmdashнаукапроприродуякавивчаєфізичніявищаіполяатакожвластивостіречовин

Запитання для самоперевірки

1 Що називають явищами природи Наведіть приклади явищ природи2 Наведіть приклади фізичних явищ Які з них є прикладами механічних тепло-

вих електричних магнітних звукових світлових явищ3 Наведіть приклади фізичних тіл Назвіть речовини з яких вони складаються4 Назвіть два види матерії5 Що вивчає фізика

77 sect2 Як вивчають явища природи

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect2 Як вивчають явища природи Які прилади використовують при вивченні явищ природи

1 ЗrsquoясуємояклюдиотримуютьзнанняпроприродуТакрозвитокастрономіїрозпочавсязіспостереженьзазорянимнебом(рис3)Видобрезнаєтещовботаніціспостереженнязарозвиткомрослиндаютьзмогувстановити закономірності їхнього розвиткуСпостереженняшироковикористовуютьсяівіншихнаукахутомучисліівфізиці

Рис 3

8 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

СпостереженнязаявищамияківідбуваютьсявнавколишньомусвітідализмогувстановитищоусітілападаютьнаЗемлю(рис4)водаучайникузакипаєприпевнійтемпературіщовідусіхпред-метівусонячнийденьутворюєтьсятінь(рис5)

Отжевивченнябудь-якогоявищарозпочина-єтьсязйогоспостереження

2 Упроцесіпроведенняспостереженьзаяви-щамиприродиотримуютьсяпевнівідомостіпронихЦівідомостіможутьбутирізнимизалежновідзнаньлюдиниїїумінняописуватиявищафіксуватизмі-нищовідбуваютьсятощоРозглянемонаприкладтакепростеявищеякрухавтомобіляОдналюдинаскажещоавтомобільрухавсязмінювавсвоєполо-женнявідноснобудинківДругаскажещоавтомо-більрухавсяійогошвидкістьзмінюваласяТретяза-значитьщошвидкістьавтомобілятозбільшуваласятозменшувалася

Отжепідчасспостереженьзаявищаминеобхід-ноотриматиякомогабільшеінформаціїівиділитиїхніособливості

3 Отримавшизачаспроведенняспостере-женьпевніданіпроявищавченіпрагнутьзrsquoясу-

ватиякціявищавідбуваютьсяіголовнеmdashчомуЩобвідповістинацізапитаннязазвичайвисуваєтьсяприпущення

абогіпотезаПричомуможевисуватисянеоднаадекількагіпотезДляперевіркигіпотезипроводятьспеціальнідослідиmdashексперименти

Гіпотезиякінезнаходятьпідтвердженнявекспериментахуважають-сяхибнимиівідкидаютьсяГіпотезищопідтверджуютьсяексперимен-тамиприймаютьсяістаютьнауковимизнаннями

Рис 4

Рис 5

99 sect2 Як вивчають явища природи

НаприкладіталійськийанатомЛуїджіГальshyвані (1737ndash1798) препаруючижаб виявивщопридотиканнітканинжабдометалічнихпред-метів їхнімrsquoязискорочуютьсяПротецейефектспостерігавсянезавждиГальваніприпустивщоскороченнямrsquoязіввідбуваєтьсятодіколилапкажабидоторкуєтьсядодвохрізнихметалівЩобперевіритицюгіпотезувченийпровівряддослі-дівуходіякихвивчивявищевиявивйогопри-чину і підтвердив свою гіпотезуТакимчиномприпроведенніекспериментунетількиставить-сяпевнаметааленавідмінувідспостереженнявикористовуєтьсяспе-ціальнеобладнанняіприлади

Під час проведення експерименту вчені змінюють умовиперебігуявищЦедаєзмогувсебічновивчитиявищеТакГальванізrsquoєднувавла-пкижаби однимпровідником і використовувавдляцьогопровідникизрізнихматеріалівПотімвінзrsquoєднувавлапкизадопомогоюдвохпро-відниківцідослідипроводилисянавулиціівприміщенніУченийдій-шоввисновкущомrsquoязискорочуютьсязавждиколилапкиконтактувализдвомарізнимиметаламиамісцепроведенняекспериментуневпли-валонайогорезультат

Отжепослідовністьвивченняявищнаступнаспостереженняmdashгіпотезаmdashекспериментmdashвисновок

4 Для проведення експериментувикористовуютьфізичні приладиДеякізнихдужепростіНаприкладлінійкави-сок(тягарецьпідвішенийнанитці)якийдає змогуперевірити наприклад верти-кальністьстін(рис6)вагитаін

ВикористовуютьіскладнішіприладизякимивамдоведетьсяпрацюватиДоних

Луїджі Гальвані

Рис 6

10 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

належатьджереластруму(рис7)електричнийдви-гун(рис8)електромагніт(рис9)таін

Підчаспроведеннянаукових експериментівви-користовуютьсядужескладніприладитаустановки(прискорювачі зарядженихчастинок осцилографиелектроннімікроскопитаін)

Запитання для самоперевірки

1 Чим відрізняються спостереження від експерименту Що між ними спільного2 Наведіть приклад наукового експерименту3 В якій послідовності вивчаються явища природи Відповідь проілюструйте при-

кладом4 Наведіть приклади фізичних приладів не вказаних у параграфі підручника

Рис 7

а) б)

Рис 8

Рис 9

1111 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

Завдання 1е

Проведіть наступний експеримент удома Поставте на плиту невелику каструлю з водою Опишіть свої спостереження за нагріванням води Якщо ви маєте відповід-ний термометр для вимірювання температури води опустіть його у воду і слідкуйте за його показами Медичним термометром користуватися не можна

Будьте обережними Не доводьте воду до кипіння не доторкайтеся до нагрітої каструлі не переверніть її

sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками Назвіть відомі вам технічні пристрої Які фізичні явища лежать в основі їхньої роботи Які наукові відкриття у фізиці вам відомі

1 ЧасвякомумиживемохарактеризуєтьсябурхливимрозвиткомфізикиішвидкимупровадженнямїїдосягненьутехнікупромисловістьсільськегосподарствоіпобутЗіншогобокудосягненнятехнікивплива-ютьнарозвитокнауки

Робота різних технічних пристроїв ґрунту-єтьсянавикористанніфізичнихявищ і законівНаприкладспроектуватиіпобудуватилітакабокорабель(рис10)сталоможливимлишепісляви-вченнязакономірностейрухутілуповітрі іпла-ваннятілурідині

Автомобілі тепловозитеплоходилітакипри-водятьсяврухтепловимидвигунамирізнихтипівПобудова такихдвигунів сталаможливоюпіслявивченнявластивостейгазівтадеякихтепловихявищ Рис 10

12 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ЕлектричніявищалюдиспостерігалищезакількастолітьдонашоїериПротеупромисловостітапобутіелектрикапочалавикористовуватисялишезкінцяXIXстколисталивідоміосновнізакониелектричнихявищ

2 УдосконаленнявимірювальноїтехнікиствореннябільшточнихприладівпризводитьдоновихвідкриттівуфізиціТак створеннямі-кроскопівдаломожливістьвивчатибудовурізнихречовин

Знаннябудовиречовинзалежностівластивостейречовинвідїхньоїбудови вміннязмінюватиці властивостідалиможливість створюватиматеріалияківолодіютьвисокоюміцністютвердістюжаростійкістю

Завдякицьомузrsquoявиласяможливістьсконструюватиспеціальніапа-ратидлядослідженнякосмічногопросторуштучнісупутникиЗемлідлявивченняїїприроднихресурсівкліматуізавбаченняпогодиОтриманізїхньоюдопомогоювідомостісприяютьусвоючергурозвиткунауки

Розвиток електронної технікиmdashпоявакалькуляторів компrsquoютерівмобільнихтелефонівновихмоделейтелевізорів(рис11)автоматичнихпристроївmdashставможливийзавдякиствореннюнапівпровідниковихма-теріалівУсвоючергувикористаннякомпrsquoютерівдаєможливістьрозвrsquoя-зуватибагатонауково-досліднихіпрактичнихзадач

Наприкладкомпrsquoютердаєможливістьдоситьточнорозрахуватитраєк-торіїрухукосмічнихтілікосмічнихкораблів

Досягненняфізикиітехнікидализмогусконструюватитакіскладнітехнічніпристроїякприскорювачізарядженихчастинокщовходятьдо

Рис 11

1313 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

складуатомногоядраВивченнявластивостейатомнихядердалозмогупобудуватиядернийреакторmdashосновуатомних(ядерних)електростан-ційатомнихпідводнихчовніватомнихкриголамів

Нинімистоїмонапорозіновоїнауково-технічноїреволюціїповrsquoязаноїзупровадженнямтакзванихнанотехнологій

Такимчиномфізика і техніка тісно повrsquoязані між собою Розвиток фізики спричиняє подальший розвиток техніки а розвиток техніки сприяє новим досягненням фізики

3 ФізикаповrsquoязаназбагатьманаукамиОсобливотісновонаповrsquoя-заназматематикоютаастрономієюНаведемонапідтвердженняцьогоде-кількаприкладівМатематичнірозрахункичастонадзвичайноскладнідоводитьсяпроводитидлязапускуштучнихсупутниківЗемлііздійснен-няпольотівкосмічнихкораблівприконструюванніядернихреакторівтаприскорювачівелементарнихчастинокутеоріївідносностінадзвичайноважливарольматематикиутеоретичній фізиці

Звrsquoязокфізикийастрономіїпроявляєтьсяпершзавсевєдностізем-них інебеснихявищТакрухМісяцянавколоЗемлі іпадіннятілнаЗемлювідбуваютьсяпідвпливомоднієїітієїсамоїпричиниmdashдіїземно-готяжінняОднаковимиєзасвоєюприродоюпроцесияківідбуваютьсяунадрахСонцяівприскорювачахчастинокщодіютьнаЗемліУсвоючергурозвитокастрономіїсприяєрозвиткуфізикиКосмосявляєсобоюнібигігантськулабораторіюТамречовинаперебуваєутакихстанахякінеможливодосягтивземнихумовахНаприкладвідомітакзваніней-троннізоріречовинавякихстиснутаусотнімільйонівразівбільшеніжповітрянаЗемлі

Запитання для самоперевірки

1 Чому фізику вважають основою техніки2 Наведіть приклади технічних пристроїв На яких фізичних явищах ґрунтується

їхня робота

14 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

3 Які механізми та електричні пристрої використовуються у вашому домі4 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою і математикою Наведіть приклади5 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою й астрономією Наведіть приклади6 Наведіть приклади фізичних пристроїв що використовуються на транспорті7 Наведіть приклади приладів і технічних пристроїв що використовуються в нау-

кових дослідженнях

sect4 Фізика й навколишній світ Що вивчає фізика Як фізика вивчає навколишній світ

УматеріальномусвітіщооточуєнасзустрічаютьсянайрізноманітнішітілаВонимаютьрізнубудовурізнівластивостіірозміриНаприкладрозміриСонцяпланеттаіншихкосмічнихобrsquoєктівнабагатобільшізарозміритілякіоточуютьнаснаЗемлі(машинбудинківдеревітін)Усвоючергучастинкизякихскладаютьсятіладужемаліпорівнянозрозмірамицихтіл

Фізикавивчаєвластивостійповедінкуякдужемалихтіл(обrsquoєктів)такідужевеликихОднізакониєспільнимидляфізичнихтілрізнихрозмірівіншіописуютьповедінкулишемалихтілТомууфізиціобrsquoєктизалежновідїхніхрозмірівподіляютьнатригрупи

Допершої групи належатьскупченнязірmdashгалактикитанавітьскуп-чення галактикВонимаютьнадзвичайно великі розміриЦі обrsquoєктиутворюютьмегасвіт

Друга групаобrsquoєктівстановитьмакросвітЦевсещонасоточуєусещоможнапобачитинеозброєнимокомзоріпланетирізноманітнітіланаЗемліЦіобrsquoєктимаютьрізнірозмірищозначновідрізняютьсяодинвідодногоТакМісяцьмаєрадіус1738кмадовжиналегковогоавтомобі-ляскладає4ndash5мІМісяцьіавтомобільналежатьдообrsquoєктівмакросвіту

Третя група обrsquoєктівmdashмікросвітЦечастинкизякихскладаєтьсяречовинаЇхнірозмірименшівід10ndash8смУцьомусвітівиділеноостаннімчасомособливіобrsquoєктирозміромвід1до100нмтакзванийнаносвіт

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 3: фізика 7 клас (2015)

ДОРОГІ ДРУЗІ

ВирозпочинаєтевивченняновогодляваспредметаmdashфізикиФізикаmdashцецікаванаукапроприродуОднимзосновнихметодіввивченняпри-роднихявищуфізицієекспериментІдлявасекспериментбудеоднимізджерелзнаньВибудетеспостерігатидослідиякіпроводитьучительатакожсамостійноздійснюватиметеекспериментальнізавданняпідчасвиконаннялабораторнихробітнаурокахідеякихзавданьудома

Іншимджерелом знаньдлявас будецейпідручникНові термінивизначенняформулив тексті виділеніжирнимшрифтом Їхпотріб-но запамrsquoятатиПісля того як випрочитаєтепараграфпостарайтесьйогопереказатиівідповістиназапитаннядлясамоперевіркиЧитаючипідручник звертайте увагу на наведені в ньому рисунки які ілюс-труютьвикладенийматеріалСпівставляйтерисунок і його описаннявпідручникуцедопоможевамкращезрозумітинаписане

Щобипереконатисяутомущовизрозумілиматеріалвиконайтезав-данняпоміщеніпісляпараграфівДеякізнихявляютьсязапитаннямивідповідаючинаякіпотрібнопояснитивідповіднеявищеабопроцес

Інші завдання сформульовані у вигляді задач при розвrsquoязуванніякихпотрібновизначититучиіншуфізичнувеличинувикориставшивідповіднізакониіформули

Зустрічаютьсятакожіграфічнізадачівякихтребавиконатиобчисленняіпобудуватиграфікабозподаногографікаотриматипевнуінформацію

ЄзавданняекспериментальногохарактерувиконанняякихпередбачаєпроведеннядослідівіспостереженьТакізавданняпозначенііндексомlaquoеraquo(експеримент)

ЗадачіпідвищеноїскладностіатакожпараграфиобсягматеріалуякихдещовиходитьзамежідіючоїпрограмизфізикипоміченізірочкоюДодеякихзадачукінціпідручниканаведенівідповіді

БажаємовамуспіхівуроботіАвтори

4 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Розділ І ФІЗИКА ЯК ПРИРОДНИЧА НАУКА МЕТОДИ НАУКОВОГО ПІЗНАННЯ

Розпочинаючи вивчення основ фізики перш за все потрібно отримати відповіді на наступні запитання що таке фізика Яку область дійсності вона вивчає Якими методами вона при цьому користується Про це та інше що стосується основ фізики йтиметься у цьому розділі

sect1 Що вивчає фізика Що називають явищами природи Які явища природи вам відомі

1 Природаmdashцевсетещонасоточуєповітряземляводатвари-низоріпланетитаінЛюдинаживесередприродиісамаєїїчастиною

УприродівідбуваютьсярізнізміниНаприкладзмінюютьоднеодногопорирокуденьінічзмінюютьсвоєположенняСонцеМісяцьізорівід-носноЗемліітд(рис1)Вліткупідчасгрозичастоспалахуєблискавка(рис2)ігримитьгрімінодіпіслядощуможнапобачитивеселкупарущопіднімаєтьсявіднагріванняземліабоасфальтуВесноюрозпускають-сянадеревахбрунькивосенинанихжовтієлистяУдеякихмісцевостяхчасвідчасуможнапобачитививерженнявулканів

Зміниякіпостійновідбуваютьсянавколонасназиваютьсяявища-миприроди

2 УнаслідоквивченнялюдиноюнавколишньогосвітувиникланаукаякаобrsquoєдналаусіотриманізнанняПотімумірувідкриттявсеновихінових

55 sect1 Що вивчає фізика

явищвиділилисяокремінаукищовивчалигрупиблизьких за своєю сутністюявищТак зrsquoявилисягеографіябіологіяхіміяфізикаастрономіятаінші

ОднієюзосновнихнаукпроприродуєфізикаСловоlaquoфізикаraquoпоходитьвідгрецькогословаlaquoфю-зісraquoякеуперекладізгрецькоїозначаєlaquoприродаraquo

Цеслововпершезrsquoявилосяупрацяхдавньогрець-коговченогоАристотеля

3 ЩовивчаєфізикаФізикавивчаєявищаприроди а самефізичні явища Прикладамифізичних явищ можуть бути рух автомобілязамерзанняводисвітіннялампочкипритяганнямагнітом деяких металічних предметів та інФізичніявищадужерізноманітніДонихналежатьмеханічнітепловіелектричнімагнітнісвітловітазвуковіявища

Рис 1

Рис 2

6 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Уприроді існують й інші явищаmdashнефізичніВам добре відомібіологічні явища(рістрослинтваринтаін)геологічні (змінивземнійкорі землетруси та ін) хімічні (горіння газу окисленняметалівутворенняхлорофілувлисткахрослинтощо)

ФізичніявищавідбуваютьсязрізнимиобrsquoєктамиУнаведенихвищеприкладахнимиєавтомобільниткарозжаренняелектричноїлампочкиЦіобrsquoєктиназиваютьсяфізичнимитіламиабопростотілами

Тіла складаються зречовини Наприклад склоmdash речовинаасклянкаmdashфізичнетіловодаmdashречовинаакрапляводиmdashфізичнетіло

Речовинаєодним ізвидівматеріїМатерія mdashцевсетещо існуєобrsquoєктивнотобтонезалежновіднашоїсвідомостіІншимвидомматеріїє різніфізичні поля електричне магнітне та інНавколишній світматеріальний

ФізикакрімявищприродививчаєвластивостітіліречовинфізичніполяАджедужеважливознатиякіречовинипроводятьелектричнийструмаякіmdashнепроводятьякоюречовиноюпотрібнопокритифотоплівкудлятогощобнанійможнабулоотриматизображенняякуречовинукращевикористатидлятеплоізоляціїтощоОтжефізикаmdashнаукапроприродуякавивчаєфізичніявищаіполяатакожвластивостіречовин

Запитання для самоперевірки

1 Що називають явищами природи Наведіть приклади явищ природи2 Наведіть приклади фізичних явищ Які з них є прикладами механічних тепло-

вих електричних магнітних звукових світлових явищ3 Наведіть приклади фізичних тіл Назвіть речовини з яких вони складаються4 Назвіть два види матерії5 Що вивчає фізика

77 sect2 Як вивчають явища природи

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect2 Як вивчають явища природи Які прилади використовують при вивченні явищ природи

1 ЗrsquoясуємояклюдиотримуютьзнанняпроприродуТакрозвитокастрономіїрозпочавсязіспостереженьзазорянимнебом(рис3)Видобрезнаєтещовботаніціспостереженнязарозвиткомрослиндаютьзмогувстановити закономірності їхнього розвиткуСпостереженняшироковикористовуютьсяівіншихнаукахутомучисліівфізиці

Рис 3

8 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

СпостереженнязаявищамияківідбуваютьсявнавколишньомусвітідализмогувстановитищоусітілападаютьнаЗемлю(рис4)водаучайникузакипаєприпевнійтемпературіщовідусіхпред-метівусонячнийденьутворюєтьсятінь(рис5)

Отжевивченнябудь-якогоявищарозпочина-єтьсязйогоспостереження

2 Упроцесіпроведенняспостереженьзаяви-щамиприродиотримуютьсяпевнівідомостіпронихЦівідомостіможутьбутирізнимизалежновідзнаньлюдиниїїумінняописуватиявищафіксуватизмі-нищовідбуваютьсятощоРозглянемонаприкладтакепростеявищеякрухавтомобіляОдналюдинаскажещоавтомобільрухавсязмінювавсвоєполо-женнявідноснобудинківДругаскажещоавтомо-більрухавсяійогошвидкістьзмінюваласяТретяза-значитьщошвидкістьавтомобілятозбільшуваласятозменшувалася

Отжепідчасспостереженьзаявищаминеобхід-ноотриматиякомогабільшеінформаціїівиділитиїхніособливості

3 Отримавшизачаспроведенняспостере-женьпевніданіпроявищавченіпрагнутьзrsquoясу-

ватиякціявищавідбуваютьсяіголовнеmdashчомуЩобвідповістинацізапитаннязазвичайвисуваєтьсяприпущення

абогіпотезаПричомуможевисуватисянеоднаадекількагіпотезДляперевіркигіпотезипроводятьспеціальнідослідиmdashексперименти

Гіпотезиякінезнаходятьпідтвердженнявекспериментахуважають-сяхибнимиівідкидаютьсяГіпотезищопідтверджуютьсяексперимен-тамиприймаютьсяістаютьнауковимизнаннями

Рис 4

Рис 5

99 sect2 Як вивчають явища природи

НаприкладіталійськийанатомЛуїджіГальshyвані (1737ndash1798) препаруючижаб виявивщопридотиканнітканинжабдометалічнихпред-метів їхнімrsquoязискорочуютьсяПротецейефектспостерігавсянезавждиГальваніприпустивщоскороченнямrsquoязіввідбуваєтьсятодіколилапкажабидоторкуєтьсядодвохрізнихметалівЩобперевіритицюгіпотезувченийпровівряддослі-дівуходіякихвивчивявищевиявивйогопри-чину і підтвердив свою гіпотезуТакимчиномприпроведенніекспериментунетількиставить-сяпевнаметааленавідмінувідспостереженнявикористовуєтьсяспе-ціальнеобладнанняіприлади

Під час проведення експерименту вчені змінюють умовиперебігуявищЦедаєзмогувсебічновивчитиявищеТакГальванізrsquoєднувавла-пкижаби однимпровідником і використовувавдляцьогопровідникизрізнихматеріалівПотімвінзrsquoєднувавлапкизадопомогоюдвохпро-відниківцідослідипроводилисянавулиціівприміщенніУченийдій-шоввисновкущомrsquoязискорочуютьсязавждиколилапкиконтактувализдвомарізнимиметаламиамісцепроведенняекспериментуневпли-валонайогорезультат

Отжепослідовністьвивченняявищнаступнаспостереженняmdashгіпотезаmdashекспериментmdashвисновок

4 Для проведення експериментувикористовуютьфізичні приладиДеякізнихдужепростіНаприкладлінійкави-сок(тягарецьпідвішенийнанитці)якийдає змогуперевірити наприклад верти-кальністьстін(рис6)вагитаін

ВикористовуютьіскладнішіприладизякимивамдоведетьсяпрацюватиДоних

Луїджі Гальвані

Рис 6

10 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

належатьджереластруму(рис7)електричнийдви-гун(рис8)електромагніт(рис9)таін

Підчаспроведеннянаукових експериментівви-користовуютьсядужескладніприладитаустановки(прискорювачі зарядженихчастинок осцилографиелектроннімікроскопитаін)

Запитання для самоперевірки

1 Чим відрізняються спостереження від експерименту Що між ними спільного2 Наведіть приклад наукового експерименту3 В якій послідовності вивчаються явища природи Відповідь проілюструйте при-

кладом4 Наведіть приклади фізичних приладів не вказаних у параграфі підручника

Рис 7

а) б)

Рис 8

Рис 9

1111 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

Завдання 1е

Проведіть наступний експеримент удома Поставте на плиту невелику каструлю з водою Опишіть свої спостереження за нагріванням води Якщо ви маєте відповід-ний термометр для вимірювання температури води опустіть його у воду і слідкуйте за його показами Медичним термометром користуватися не можна

Будьте обережними Не доводьте воду до кипіння не доторкайтеся до нагрітої каструлі не переверніть її

sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками Назвіть відомі вам технічні пристрої Які фізичні явища лежать в основі їхньої роботи Які наукові відкриття у фізиці вам відомі

1 ЧасвякомумиживемохарактеризуєтьсябурхливимрозвиткомфізикиішвидкимупровадженнямїїдосягненьутехнікупромисловістьсільськегосподарствоіпобутЗіншогобокудосягненнятехнікивплива-ютьнарозвитокнауки

Робота різних технічних пристроїв ґрунту-єтьсянавикористанніфізичнихявищ і законівНаприкладспроектуватиіпобудуватилітакабокорабель(рис10)сталоможливимлишепісляви-вченнязакономірностейрухутілуповітрі іпла-ваннятілурідині

Автомобілі тепловозитеплоходилітакипри-водятьсяврухтепловимидвигунамирізнихтипівПобудова такихдвигунів сталаможливоюпіслявивченнявластивостейгазівтадеякихтепловихявищ Рис 10

12 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ЕлектричніявищалюдиспостерігалищезакількастолітьдонашоїериПротеупромисловостітапобутіелектрикапочалавикористовуватисялишезкінцяXIXстколисталивідоміосновнізакониелектричнихявищ

2 УдосконаленнявимірювальноїтехнікиствореннябільшточнихприладівпризводитьдоновихвідкриттівуфізиціТак створеннямі-кроскопівдаломожливістьвивчатибудовурізнихречовин

Знаннябудовиречовинзалежностівластивостейречовинвідїхньоїбудови вміннязмінюватиці властивостідалиможливість створюватиматеріалияківолодіютьвисокоюміцністютвердістюжаростійкістю

Завдякицьомузrsquoявиласяможливістьсконструюватиспеціальніапа-ратидлядослідженнякосмічногопросторуштучнісупутникиЗемлідлявивченняїїприроднихресурсівкліматуізавбаченняпогодиОтриманізїхньоюдопомогоювідомостісприяютьусвоючергурозвиткунауки

Розвиток електронної технікиmdashпоявакалькуляторів компrsquoютерівмобільнихтелефонівновихмоделейтелевізорів(рис11)автоматичнихпристроївmdashставможливийзавдякиствореннюнапівпровідниковихма-теріалівУсвоючергувикористаннякомпrsquoютерівдаєможливістьрозвrsquoя-зуватибагатонауково-досліднихіпрактичнихзадач

Наприкладкомпrsquoютердаєможливістьдоситьточнорозрахуватитраєк-торіїрухукосмічнихтілікосмічнихкораблів

Досягненняфізикиітехнікидализмогусконструюватитакіскладнітехнічніпристроїякприскорювачізарядженихчастинокщовходятьдо

Рис 11

1313 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

складуатомногоядраВивченнявластивостейатомнихядердалозмогупобудуватиядернийреакторmdashосновуатомних(ядерних)електростан-ційатомнихпідводнихчовніватомнихкриголамів

Нинімистоїмонапорозіновоїнауково-технічноїреволюціїповrsquoязаноїзупровадженнямтакзванихнанотехнологій

Такимчиномфізика і техніка тісно повrsquoязані між собою Розвиток фізики спричиняє подальший розвиток техніки а розвиток техніки сприяє новим досягненням фізики

3 ФізикаповrsquoязаназбагатьманаукамиОсобливотісновонаповrsquoя-заназматематикоютаастрономієюНаведемонапідтвердженняцьогоде-кількаприкладівМатематичнірозрахункичастонадзвичайноскладнідоводитьсяпроводитидлязапускуштучнихсупутниківЗемлііздійснен-няпольотівкосмічнихкораблівприконструюванніядернихреакторівтаприскорювачівелементарнихчастинокутеоріївідносностінадзвичайноважливарольматематикиутеоретичній фізиці

Звrsquoязокфізикийастрономіїпроявляєтьсяпершзавсевєдностізем-них інебеснихявищТакрухМісяцянавколоЗемлі іпадіннятілнаЗемлювідбуваютьсяпідвпливомоднієїітієїсамоїпричиниmdashдіїземно-готяжінняОднаковимиєзасвоєюприродоюпроцесияківідбуваютьсяунадрахСонцяівприскорювачахчастинокщодіютьнаЗемліУсвоючергурозвитокастрономіїсприяєрозвиткуфізикиКосмосявляєсобоюнібигігантськулабораторіюТамречовинаперебуваєутакихстанахякінеможливодосягтивземнихумовахНаприкладвідомітакзваніней-троннізоріречовинавякихстиснутаусотнімільйонівразівбільшеніжповітрянаЗемлі

Запитання для самоперевірки

1 Чому фізику вважають основою техніки2 Наведіть приклади технічних пристроїв На яких фізичних явищах ґрунтується

їхня робота

14 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

3 Які механізми та електричні пристрої використовуються у вашому домі4 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою і математикою Наведіть приклади5 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою й астрономією Наведіть приклади6 Наведіть приклади фізичних пристроїв що використовуються на транспорті7 Наведіть приклади приладів і технічних пристроїв що використовуються в нау-

кових дослідженнях

sect4 Фізика й навколишній світ Що вивчає фізика Як фізика вивчає навколишній світ

УматеріальномусвітіщооточуєнасзустрічаютьсянайрізноманітнішітілаВонимаютьрізнубудовурізнівластивостіірозміриНаприкладрозміриСонцяпланеттаіншихкосмічнихобrsquoєктівнабагатобільшізарозміритілякіоточуютьнаснаЗемлі(машинбудинківдеревітін)Усвоючергучастинкизякихскладаютьсятіладужемаліпорівнянозрозмірамицихтіл

Фізикавивчаєвластивостійповедінкуякдужемалихтіл(обrsquoєктів)такідужевеликихОднізакониєспільнимидляфізичнихтілрізнихрозмірівіншіописуютьповедінкулишемалихтілТомууфізиціобrsquoєктизалежновідїхніхрозмірівподіляютьнатригрупи

Допершої групи належатьскупченнязірmdashгалактикитанавітьскуп-чення галактикВонимаютьнадзвичайно великі розміриЦі обrsquoєктиутворюютьмегасвіт

Друга групаобrsquoєктівстановитьмакросвітЦевсещонасоточуєусещоможнапобачитинеозброєнимокомзоріпланетирізноманітнітіланаЗемліЦіобrsquoєктимаютьрізнірозмірищозначновідрізняютьсяодинвідодногоТакМісяцьмаєрадіус1738кмадовжиналегковогоавтомобі-ляскладає4ndash5мІМісяцьіавтомобільналежатьдообrsquoєктівмакросвіту

Третя група обrsquoєктівmdashмікросвітЦечастинкизякихскладаєтьсяречовинаЇхнірозмірименшівід10ndash8смУцьомусвітівиділеноостаннімчасомособливіобrsquoєктирозміромвід1до100нмтакзванийнаносвіт

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 4: фізика 7 клас (2015)

4 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Розділ І ФІЗИКА ЯК ПРИРОДНИЧА НАУКА МЕТОДИ НАУКОВОГО ПІЗНАННЯ

Розпочинаючи вивчення основ фізики перш за все потрібно отримати відповіді на наступні запитання що таке фізика Яку область дійсності вона вивчає Якими методами вона при цьому користується Про це та інше що стосується основ фізики йтиметься у цьому розділі

sect1 Що вивчає фізика Що називають явищами природи Які явища природи вам відомі

1 Природаmdashцевсетещонасоточуєповітряземляводатвари-низоріпланетитаінЛюдинаживесередприродиісамаєїїчастиною

УприродівідбуваютьсярізнізміниНаприкладзмінюютьоднеодногопорирокуденьінічзмінюютьсвоєположенняСонцеМісяцьізорівід-носноЗемліітд(рис1)Вліткупідчасгрозичастоспалахуєблискавка(рис2)ігримитьгрімінодіпіслядощуможнапобачитивеселкупарущопіднімаєтьсявіднагріванняземліабоасфальтуВесноюрозпускають-сянадеревахбрунькивосенинанихжовтієлистяУдеякихмісцевостяхчасвідчасуможнапобачитививерженнявулканів

Зміниякіпостійновідбуваютьсянавколонасназиваютьсяявища-миприроди

2 УнаслідоквивченнялюдиноюнавколишньогосвітувиникланаукаякаобrsquoєдналаусіотриманізнанняПотімумірувідкриттявсеновихінових

55 sect1 Що вивчає фізика

явищвиділилисяокремінаукищовивчалигрупиблизьких за своєю сутністюявищТак зrsquoявилисягеографіябіологіяхіміяфізикаастрономіятаінші

ОднієюзосновнихнаукпроприродуєфізикаСловоlaquoфізикаraquoпоходитьвідгрецькогословаlaquoфю-зісraquoякеуперекладізгрецькоїозначаєlaquoприродаraquo

Цеслововпершезrsquoявилосяупрацяхдавньогрець-коговченогоАристотеля

3 ЩовивчаєфізикаФізикавивчаєявищаприроди а самефізичні явища Прикладамифізичних явищ можуть бути рух автомобілязамерзанняводисвітіннялампочкипритяганнямагнітом деяких металічних предметів та інФізичніявищадужерізноманітніДонихналежатьмеханічнітепловіелектричнімагнітнісвітловітазвуковіявища

Рис 1

Рис 2

6 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Уприроді існують й інші явищаmdashнефізичніВам добре відомібіологічні явища(рістрослинтваринтаін)геологічні (змінивземнійкорі землетруси та ін) хімічні (горіння газу окисленняметалівутворенняхлорофілувлисткахрослинтощо)

ФізичніявищавідбуваютьсязрізнимиобrsquoєктамиУнаведенихвищеприкладахнимиєавтомобільниткарозжаренняелектричноїлампочкиЦіобrsquoєктиназиваютьсяфізичнимитіламиабопростотілами

Тіла складаються зречовини Наприклад склоmdash речовинаасклянкаmdashфізичнетіловодаmdashречовинаакрапляводиmdashфізичнетіло

Речовинаєодним ізвидівматеріїМатерія mdashцевсетещо існуєобrsquoєктивнотобтонезалежновіднашоїсвідомостіІншимвидомматеріїє різніфізичні поля електричне магнітне та інНавколишній світматеріальний

ФізикакрімявищприродививчаєвластивостітіліречовинфізичніполяАджедужеважливознатиякіречовинипроводятьелектричнийструмаякіmdashнепроводятьякоюречовиноюпотрібнопокритифотоплівкудлятогощобнанійможнабулоотриматизображенняякуречовинукращевикористатидлятеплоізоляціїтощоОтжефізикаmdashнаукапроприродуякавивчаєфізичніявищаіполяатакожвластивостіречовин

Запитання для самоперевірки

1 Що називають явищами природи Наведіть приклади явищ природи2 Наведіть приклади фізичних явищ Які з них є прикладами механічних тепло-

вих електричних магнітних звукових світлових явищ3 Наведіть приклади фізичних тіл Назвіть речовини з яких вони складаються4 Назвіть два види матерії5 Що вивчає фізика

77 sect2 Як вивчають явища природи

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect2 Як вивчають явища природи Які прилади використовують при вивченні явищ природи

1 ЗrsquoясуємояклюдиотримуютьзнанняпроприродуТакрозвитокастрономіїрозпочавсязіспостереженьзазорянимнебом(рис3)Видобрезнаєтещовботаніціспостереженнязарозвиткомрослиндаютьзмогувстановити закономірності їхнього розвиткуСпостереженняшироковикористовуютьсяівіншихнаукахутомучисліівфізиці

Рис 3

8 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

СпостереженнязаявищамияківідбуваютьсявнавколишньомусвітідализмогувстановитищоусітілападаютьнаЗемлю(рис4)водаучайникузакипаєприпевнійтемпературіщовідусіхпред-метівусонячнийденьутворюєтьсятінь(рис5)

Отжевивченнябудь-якогоявищарозпочина-єтьсязйогоспостереження

2 Упроцесіпроведенняспостереженьзаяви-щамиприродиотримуютьсяпевнівідомостіпронихЦівідомостіможутьбутирізнимизалежновідзнаньлюдиниїїумінняописуватиявищафіксуватизмі-нищовідбуваютьсятощоРозглянемонаприкладтакепростеявищеякрухавтомобіляОдналюдинаскажещоавтомобільрухавсязмінювавсвоєполо-женнявідноснобудинківДругаскажещоавтомо-більрухавсяійогошвидкістьзмінюваласяТретяза-значитьщошвидкістьавтомобілятозбільшуваласятозменшувалася

Отжепідчасспостереженьзаявищаминеобхід-ноотриматиякомогабільшеінформаціїівиділитиїхніособливості

3 Отримавшизачаспроведенняспостере-женьпевніданіпроявищавченіпрагнутьзrsquoясу-

ватиякціявищавідбуваютьсяіголовнеmdashчомуЩобвідповістинацізапитаннязазвичайвисуваєтьсяприпущення

абогіпотезаПричомуможевисуватисянеоднаадекількагіпотезДляперевіркигіпотезипроводятьспеціальнідослідиmdashексперименти

Гіпотезиякінезнаходятьпідтвердженнявекспериментахуважають-сяхибнимиівідкидаютьсяГіпотезищопідтверджуютьсяексперимен-тамиприймаютьсяістаютьнауковимизнаннями

Рис 4

Рис 5

99 sect2 Як вивчають явища природи

НаприкладіталійськийанатомЛуїджіГальshyвані (1737ndash1798) препаруючижаб виявивщопридотиканнітканинжабдометалічнихпред-метів їхнімrsquoязискорочуютьсяПротецейефектспостерігавсянезавждиГальваніприпустивщоскороченнямrsquoязіввідбуваєтьсятодіколилапкажабидоторкуєтьсядодвохрізнихметалівЩобперевіритицюгіпотезувченийпровівряддослі-дівуходіякихвивчивявищевиявивйогопри-чину і підтвердив свою гіпотезуТакимчиномприпроведенніекспериментунетількиставить-сяпевнаметааленавідмінувідспостереженнявикористовуєтьсяспе-ціальнеобладнанняіприлади

Під час проведення експерименту вчені змінюють умовиперебігуявищЦедаєзмогувсебічновивчитиявищеТакГальванізrsquoєднувавла-пкижаби однимпровідником і використовувавдляцьогопровідникизрізнихматеріалівПотімвінзrsquoєднувавлапкизадопомогоюдвохпро-відниківцідослідипроводилисянавулиціівприміщенніУченийдій-шоввисновкущомrsquoязискорочуютьсязавждиколилапкиконтактувализдвомарізнимиметаламиамісцепроведенняекспериментуневпли-валонайогорезультат

Отжепослідовністьвивченняявищнаступнаспостереженняmdashгіпотезаmdashекспериментmdashвисновок

4 Для проведення експериментувикористовуютьфізичні приладиДеякізнихдужепростіНаприкладлінійкави-сок(тягарецьпідвішенийнанитці)якийдає змогуперевірити наприклад верти-кальністьстін(рис6)вагитаін

ВикористовуютьіскладнішіприладизякимивамдоведетьсяпрацюватиДоних

Луїджі Гальвані

Рис 6

10 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

належатьджереластруму(рис7)електричнийдви-гун(рис8)електромагніт(рис9)таін

Підчаспроведеннянаукових експериментівви-користовуютьсядужескладніприладитаустановки(прискорювачі зарядженихчастинок осцилографиелектроннімікроскопитаін)

Запитання для самоперевірки

1 Чим відрізняються спостереження від експерименту Що між ними спільного2 Наведіть приклад наукового експерименту3 В якій послідовності вивчаються явища природи Відповідь проілюструйте при-

кладом4 Наведіть приклади фізичних приладів не вказаних у параграфі підручника

Рис 7

а) б)

Рис 8

Рис 9

1111 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

Завдання 1е

Проведіть наступний експеримент удома Поставте на плиту невелику каструлю з водою Опишіть свої спостереження за нагріванням води Якщо ви маєте відповід-ний термометр для вимірювання температури води опустіть його у воду і слідкуйте за його показами Медичним термометром користуватися не можна

Будьте обережними Не доводьте воду до кипіння не доторкайтеся до нагрітої каструлі не переверніть її

sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками Назвіть відомі вам технічні пристрої Які фізичні явища лежать в основі їхньої роботи Які наукові відкриття у фізиці вам відомі

1 ЧасвякомумиживемохарактеризуєтьсябурхливимрозвиткомфізикиішвидкимупровадженнямїїдосягненьутехнікупромисловістьсільськегосподарствоіпобутЗіншогобокудосягненнятехнікивплива-ютьнарозвитокнауки

Робота різних технічних пристроїв ґрунту-єтьсянавикористанніфізичнихявищ і законівНаприкладспроектуватиіпобудуватилітакабокорабель(рис10)сталоможливимлишепісляви-вченнязакономірностейрухутілуповітрі іпла-ваннятілурідині

Автомобілі тепловозитеплоходилітакипри-водятьсяврухтепловимидвигунамирізнихтипівПобудова такихдвигунів сталаможливоюпіслявивченнявластивостейгазівтадеякихтепловихявищ Рис 10

12 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ЕлектричніявищалюдиспостерігалищезакількастолітьдонашоїериПротеупромисловостітапобутіелектрикапочалавикористовуватисялишезкінцяXIXстколисталивідоміосновнізакониелектричнихявищ

2 УдосконаленнявимірювальноїтехнікиствореннябільшточнихприладівпризводитьдоновихвідкриттівуфізиціТак створеннямі-кроскопівдаломожливістьвивчатибудовурізнихречовин

Знаннябудовиречовинзалежностівластивостейречовинвідїхньоїбудови вміннязмінюватиці властивостідалиможливість створюватиматеріалияківолодіютьвисокоюміцністютвердістюжаростійкістю

Завдякицьомузrsquoявиласяможливістьсконструюватиспеціальніапа-ратидлядослідженнякосмічногопросторуштучнісупутникиЗемлідлявивченняїїприроднихресурсівкліматуізавбаченняпогодиОтриманізїхньоюдопомогоювідомостісприяютьусвоючергурозвиткунауки

Розвиток електронної технікиmdashпоявакалькуляторів компrsquoютерівмобільнихтелефонівновихмоделейтелевізорів(рис11)автоматичнихпристроївmdashставможливийзавдякиствореннюнапівпровідниковихма-теріалівУсвоючергувикористаннякомпrsquoютерівдаєможливістьрозвrsquoя-зуватибагатонауково-досліднихіпрактичнихзадач

Наприкладкомпrsquoютердаєможливістьдоситьточнорозрахуватитраєк-торіїрухукосмічнихтілікосмічнихкораблів

Досягненняфізикиітехнікидализмогусконструюватитакіскладнітехнічніпристроїякприскорювачізарядженихчастинокщовходятьдо

Рис 11

1313 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

складуатомногоядраВивченнявластивостейатомнихядердалозмогупобудуватиядернийреакторmdashосновуатомних(ядерних)електростан-ційатомнихпідводнихчовніватомнихкриголамів

Нинімистоїмонапорозіновоїнауково-технічноїреволюціїповrsquoязаноїзупровадженнямтакзванихнанотехнологій

Такимчиномфізика і техніка тісно повrsquoязані між собою Розвиток фізики спричиняє подальший розвиток техніки а розвиток техніки сприяє новим досягненням фізики

3 ФізикаповrsquoязаназбагатьманаукамиОсобливотісновонаповrsquoя-заназматематикоютаастрономієюНаведемонапідтвердженняцьогоде-кількаприкладівМатематичнірозрахункичастонадзвичайноскладнідоводитьсяпроводитидлязапускуштучнихсупутниківЗемлііздійснен-няпольотівкосмічнихкораблівприконструюванніядернихреакторівтаприскорювачівелементарнихчастинокутеоріївідносностінадзвичайноважливарольматематикиутеоретичній фізиці

Звrsquoязокфізикийастрономіїпроявляєтьсяпершзавсевєдностізем-них інебеснихявищТакрухМісяцянавколоЗемлі іпадіннятілнаЗемлювідбуваютьсяпідвпливомоднієїітієїсамоїпричиниmdashдіїземно-готяжінняОднаковимиєзасвоєюприродоюпроцесияківідбуваютьсяунадрахСонцяівприскорювачахчастинокщодіютьнаЗемліУсвоючергурозвитокастрономіїсприяєрозвиткуфізикиКосмосявляєсобоюнібигігантськулабораторіюТамречовинаперебуваєутакихстанахякінеможливодосягтивземнихумовахНаприкладвідомітакзваніней-троннізоріречовинавякихстиснутаусотнімільйонівразівбільшеніжповітрянаЗемлі

Запитання для самоперевірки

1 Чому фізику вважають основою техніки2 Наведіть приклади технічних пристроїв На яких фізичних явищах ґрунтується

їхня робота

14 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

3 Які механізми та електричні пристрої використовуються у вашому домі4 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою і математикою Наведіть приклади5 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою й астрономією Наведіть приклади6 Наведіть приклади фізичних пристроїв що використовуються на транспорті7 Наведіть приклади приладів і технічних пристроїв що використовуються в нау-

кових дослідженнях

sect4 Фізика й навколишній світ Що вивчає фізика Як фізика вивчає навколишній світ

УматеріальномусвітіщооточуєнасзустрічаютьсянайрізноманітнішітілаВонимаютьрізнубудовурізнівластивостіірозміриНаприкладрозміриСонцяпланеттаіншихкосмічнихобrsquoєктівнабагатобільшізарозміритілякіоточуютьнаснаЗемлі(машинбудинківдеревітін)Усвоючергучастинкизякихскладаютьсятіладужемаліпорівнянозрозмірамицихтіл

Фізикавивчаєвластивостійповедінкуякдужемалихтіл(обrsquoєктів)такідужевеликихОднізакониєспільнимидляфізичнихтілрізнихрозмірівіншіописуютьповедінкулишемалихтілТомууфізиціобrsquoєктизалежновідїхніхрозмірівподіляютьнатригрупи

Допершої групи належатьскупченнязірmdashгалактикитанавітьскуп-чення галактикВонимаютьнадзвичайно великі розміриЦі обrsquoєктиутворюютьмегасвіт

Друга групаобrsquoєктівстановитьмакросвітЦевсещонасоточуєусещоможнапобачитинеозброєнимокомзоріпланетирізноманітнітіланаЗемліЦіобrsquoєктимаютьрізнірозмірищозначновідрізняютьсяодинвідодногоТакМісяцьмаєрадіус1738кмадовжиналегковогоавтомобі-ляскладає4ndash5мІМісяцьіавтомобільналежатьдообrsquoєктівмакросвіту

Третя група обrsquoєктівmdashмікросвітЦечастинкизякихскладаєтьсяречовинаЇхнірозмірименшівід10ndash8смУцьомусвітівиділеноостаннімчасомособливіобrsquoєктирозміромвід1до100нмтакзванийнаносвіт

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 5: фізика 7 клас (2015)

55 sect1 Що вивчає фізика

явищвиділилисяокремінаукищовивчалигрупиблизьких за своєю сутністюявищТак зrsquoявилисягеографіябіологіяхіміяфізикаастрономіятаінші

ОднієюзосновнихнаукпроприродуєфізикаСловоlaquoфізикаraquoпоходитьвідгрецькогословаlaquoфю-зісraquoякеуперекладізгрецькоїозначаєlaquoприродаraquo

Цеслововпершезrsquoявилосяупрацяхдавньогрець-коговченогоАристотеля

3 ЩовивчаєфізикаФізикавивчаєявищаприроди а самефізичні явища Прикладамифізичних явищ можуть бути рух автомобілязамерзанняводисвітіннялампочкипритяганнямагнітом деяких металічних предметів та інФізичніявищадужерізноманітніДонихналежатьмеханічнітепловіелектричнімагнітнісвітловітазвуковіявища

Рис 1

Рис 2

6 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Уприроді існують й інші явищаmdashнефізичніВам добре відомібіологічні явища(рістрослинтваринтаін)геологічні (змінивземнійкорі землетруси та ін) хімічні (горіння газу окисленняметалівутворенняхлорофілувлисткахрослинтощо)

ФізичніявищавідбуваютьсязрізнимиобrsquoєктамиУнаведенихвищеприкладахнимиєавтомобільниткарозжаренняелектричноїлампочкиЦіобrsquoєктиназиваютьсяфізичнимитіламиабопростотілами

Тіла складаються зречовини Наприклад склоmdash речовинаасклянкаmdashфізичнетіловодаmdashречовинаакрапляводиmdashфізичнетіло

Речовинаєодним ізвидівматеріїМатерія mdashцевсетещо існуєобrsquoєктивнотобтонезалежновіднашоїсвідомостіІншимвидомматеріїє різніфізичні поля електричне магнітне та інНавколишній світматеріальний

ФізикакрімявищприродививчаєвластивостітіліречовинфізичніполяАджедужеважливознатиякіречовинипроводятьелектричнийструмаякіmdashнепроводятьякоюречовиноюпотрібнопокритифотоплівкудлятогощобнанійможнабулоотриматизображенняякуречовинукращевикористатидлятеплоізоляціїтощоОтжефізикаmdashнаукапроприродуякавивчаєфізичніявищаіполяатакожвластивостіречовин

Запитання для самоперевірки

1 Що називають явищами природи Наведіть приклади явищ природи2 Наведіть приклади фізичних явищ Які з них є прикладами механічних тепло-

вих електричних магнітних звукових світлових явищ3 Наведіть приклади фізичних тіл Назвіть речовини з яких вони складаються4 Назвіть два види матерії5 Що вивчає фізика

77 sect2 Як вивчають явища природи

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect2 Як вивчають явища природи Які прилади використовують при вивченні явищ природи

1 ЗrsquoясуємояклюдиотримуютьзнанняпроприродуТакрозвитокастрономіїрозпочавсязіспостереженьзазорянимнебом(рис3)Видобрезнаєтещовботаніціспостереженнязарозвиткомрослиндаютьзмогувстановити закономірності їхнього розвиткуСпостереженняшироковикористовуютьсяівіншихнаукахутомучисліівфізиці

Рис 3

8 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

СпостереженнязаявищамияківідбуваютьсявнавколишньомусвітідализмогувстановитищоусітілападаютьнаЗемлю(рис4)водаучайникузакипаєприпевнійтемпературіщовідусіхпред-метівусонячнийденьутворюєтьсятінь(рис5)

Отжевивченнябудь-якогоявищарозпочина-єтьсязйогоспостереження

2 Упроцесіпроведенняспостереженьзаяви-щамиприродиотримуютьсяпевнівідомостіпронихЦівідомостіможутьбутирізнимизалежновідзнаньлюдиниїїумінняописуватиявищафіксуватизмі-нищовідбуваютьсятощоРозглянемонаприкладтакепростеявищеякрухавтомобіляОдналюдинаскажещоавтомобільрухавсязмінювавсвоєполо-женнявідноснобудинківДругаскажещоавтомо-більрухавсяійогошвидкістьзмінюваласяТретяза-значитьщошвидкістьавтомобілятозбільшуваласятозменшувалася

Отжепідчасспостереженьзаявищаминеобхід-ноотриматиякомогабільшеінформаціїівиділитиїхніособливості

3 Отримавшизачаспроведенняспостере-женьпевніданіпроявищавченіпрагнутьзrsquoясу-

ватиякціявищавідбуваютьсяіголовнеmdashчомуЩобвідповістинацізапитаннязазвичайвисуваєтьсяприпущення

абогіпотезаПричомуможевисуватисянеоднаадекількагіпотезДляперевіркигіпотезипроводятьспеціальнідослідиmdashексперименти

Гіпотезиякінезнаходятьпідтвердженнявекспериментахуважають-сяхибнимиівідкидаютьсяГіпотезищопідтверджуютьсяексперимен-тамиприймаютьсяістаютьнауковимизнаннями

Рис 4

Рис 5

99 sect2 Як вивчають явища природи

НаприкладіталійськийанатомЛуїджіГальshyвані (1737ndash1798) препаруючижаб виявивщопридотиканнітканинжабдометалічнихпред-метів їхнімrsquoязискорочуютьсяПротецейефектспостерігавсянезавждиГальваніприпустивщоскороченнямrsquoязіввідбуваєтьсятодіколилапкажабидоторкуєтьсядодвохрізнихметалівЩобперевіритицюгіпотезувченийпровівряддослі-дівуходіякихвивчивявищевиявивйогопри-чину і підтвердив свою гіпотезуТакимчиномприпроведенніекспериментунетількиставить-сяпевнаметааленавідмінувідспостереженнявикористовуєтьсяспе-ціальнеобладнанняіприлади

Під час проведення експерименту вчені змінюють умовиперебігуявищЦедаєзмогувсебічновивчитиявищеТакГальванізrsquoєднувавла-пкижаби однимпровідником і використовувавдляцьогопровідникизрізнихматеріалівПотімвінзrsquoєднувавлапкизадопомогоюдвохпро-відниківцідослідипроводилисянавулиціівприміщенніУченийдій-шоввисновкущомrsquoязискорочуютьсязавждиколилапкиконтактувализдвомарізнимиметаламиамісцепроведенняекспериментуневпли-валонайогорезультат

Отжепослідовністьвивченняявищнаступнаспостереженняmdashгіпотезаmdashекспериментmdashвисновок

4 Для проведення експериментувикористовуютьфізичні приладиДеякізнихдужепростіНаприкладлінійкави-сок(тягарецьпідвішенийнанитці)якийдає змогуперевірити наприклад верти-кальністьстін(рис6)вагитаін

ВикористовуютьіскладнішіприладизякимивамдоведетьсяпрацюватиДоних

Луїджі Гальвані

Рис 6

10 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

належатьджереластруму(рис7)електричнийдви-гун(рис8)електромагніт(рис9)таін

Підчаспроведеннянаукових експериментівви-користовуютьсядужескладніприладитаустановки(прискорювачі зарядженихчастинок осцилографиелектроннімікроскопитаін)

Запитання для самоперевірки

1 Чим відрізняються спостереження від експерименту Що між ними спільного2 Наведіть приклад наукового експерименту3 В якій послідовності вивчаються явища природи Відповідь проілюструйте при-

кладом4 Наведіть приклади фізичних приладів не вказаних у параграфі підручника

Рис 7

а) б)

Рис 8

Рис 9

1111 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

Завдання 1е

Проведіть наступний експеримент удома Поставте на плиту невелику каструлю з водою Опишіть свої спостереження за нагріванням води Якщо ви маєте відповід-ний термометр для вимірювання температури води опустіть його у воду і слідкуйте за його показами Медичним термометром користуватися не можна

Будьте обережними Не доводьте воду до кипіння не доторкайтеся до нагрітої каструлі не переверніть її

sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками Назвіть відомі вам технічні пристрої Які фізичні явища лежать в основі їхньої роботи Які наукові відкриття у фізиці вам відомі

1 ЧасвякомумиживемохарактеризуєтьсябурхливимрозвиткомфізикиішвидкимупровадженнямїїдосягненьутехнікупромисловістьсільськегосподарствоіпобутЗіншогобокудосягненнятехнікивплива-ютьнарозвитокнауки

Робота різних технічних пристроїв ґрунту-єтьсянавикористанніфізичнихявищ і законівНаприкладспроектуватиіпобудуватилітакабокорабель(рис10)сталоможливимлишепісляви-вченнязакономірностейрухутілуповітрі іпла-ваннятілурідині

Автомобілі тепловозитеплоходилітакипри-водятьсяврухтепловимидвигунамирізнихтипівПобудова такихдвигунів сталаможливоюпіслявивченнявластивостейгазівтадеякихтепловихявищ Рис 10

12 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ЕлектричніявищалюдиспостерігалищезакількастолітьдонашоїериПротеупромисловостітапобутіелектрикапочалавикористовуватисялишезкінцяXIXстколисталивідоміосновнізакониелектричнихявищ

2 УдосконаленнявимірювальноїтехнікиствореннябільшточнихприладівпризводитьдоновихвідкриттівуфізиціТак створеннямі-кроскопівдаломожливістьвивчатибудовурізнихречовин

Знаннябудовиречовинзалежностівластивостейречовинвідїхньоїбудови вміннязмінюватиці властивостідалиможливість створюватиматеріалияківолодіютьвисокоюміцністютвердістюжаростійкістю

Завдякицьомузrsquoявиласяможливістьсконструюватиспеціальніапа-ратидлядослідженнякосмічногопросторуштучнісупутникиЗемлідлявивченняїїприроднихресурсівкліматуізавбаченняпогодиОтриманізїхньоюдопомогоювідомостісприяютьусвоючергурозвиткунауки

Розвиток електронної технікиmdashпоявакалькуляторів компrsquoютерівмобільнихтелефонівновихмоделейтелевізорів(рис11)автоматичнихпристроївmdashставможливийзавдякиствореннюнапівпровідниковихма-теріалівУсвоючергувикористаннякомпrsquoютерівдаєможливістьрозвrsquoя-зуватибагатонауково-досліднихіпрактичнихзадач

Наприкладкомпrsquoютердаєможливістьдоситьточнорозрахуватитраєк-торіїрухукосмічнихтілікосмічнихкораблів

Досягненняфізикиітехнікидализмогусконструюватитакіскладнітехнічніпристроїякприскорювачізарядженихчастинокщовходятьдо

Рис 11

1313 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

складуатомногоядраВивченнявластивостейатомнихядердалозмогупобудуватиядернийреакторmdashосновуатомних(ядерних)електростан-ційатомнихпідводнихчовніватомнихкриголамів

Нинімистоїмонапорозіновоїнауково-технічноїреволюціїповrsquoязаноїзупровадженнямтакзванихнанотехнологій

Такимчиномфізика і техніка тісно повrsquoязані між собою Розвиток фізики спричиняє подальший розвиток техніки а розвиток техніки сприяє новим досягненням фізики

3 ФізикаповrsquoязаназбагатьманаукамиОсобливотісновонаповrsquoя-заназматематикоютаастрономієюНаведемонапідтвердженняцьогоде-кількаприкладівМатематичнірозрахункичастонадзвичайноскладнідоводитьсяпроводитидлязапускуштучнихсупутниківЗемлііздійснен-няпольотівкосмічнихкораблівприконструюванніядернихреакторівтаприскорювачівелементарнихчастинокутеоріївідносностінадзвичайноважливарольматематикиутеоретичній фізиці

Звrsquoязокфізикийастрономіїпроявляєтьсяпершзавсевєдностізем-них інебеснихявищТакрухМісяцянавколоЗемлі іпадіннятілнаЗемлювідбуваютьсяпідвпливомоднієїітієїсамоїпричиниmdashдіїземно-готяжінняОднаковимиєзасвоєюприродоюпроцесияківідбуваютьсяунадрахСонцяівприскорювачахчастинокщодіютьнаЗемліУсвоючергурозвитокастрономіїсприяєрозвиткуфізикиКосмосявляєсобоюнібигігантськулабораторіюТамречовинаперебуваєутакихстанахякінеможливодосягтивземнихумовахНаприкладвідомітакзваніней-троннізоріречовинавякихстиснутаусотнімільйонівразівбільшеніжповітрянаЗемлі

Запитання для самоперевірки

1 Чому фізику вважають основою техніки2 Наведіть приклади технічних пристроїв На яких фізичних явищах ґрунтується

їхня робота

14 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

3 Які механізми та електричні пристрої використовуються у вашому домі4 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою і математикою Наведіть приклади5 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою й астрономією Наведіть приклади6 Наведіть приклади фізичних пристроїв що використовуються на транспорті7 Наведіть приклади приладів і технічних пристроїв що використовуються в нау-

кових дослідженнях

sect4 Фізика й навколишній світ Що вивчає фізика Як фізика вивчає навколишній світ

УматеріальномусвітіщооточуєнасзустрічаютьсянайрізноманітнішітілаВонимаютьрізнубудовурізнівластивостіірозміриНаприкладрозміриСонцяпланеттаіншихкосмічнихобrsquoєктівнабагатобільшізарозміритілякіоточуютьнаснаЗемлі(машинбудинківдеревітін)Усвоючергучастинкизякихскладаютьсятіладужемаліпорівнянозрозмірамицихтіл

Фізикавивчаєвластивостійповедінкуякдужемалихтіл(обrsquoєктів)такідужевеликихОднізакониєспільнимидляфізичнихтілрізнихрозмірівіншіописуютьповедінкулишемалихтілТомууфізиціобrsquoєктизалежновідїхніхрозмірівподіляютьнатригрупи

Допершої групи належатьскупченнязірmdashгалактикитанавітьскуп-чення галактикВонимаютьнадзвичайно великі розміриЦі обrsquoєктиутворюютьмегасвіт

Друга групаобrsquoєктівстановитьмакросвітЦевсещонасоточуєусещоможнапобачитинеозброєнимокомзоріпланетирізноманітнітіланаЗемліЦіобrsquoєктимаютьрізнірозмірищозначновідрізняютьсяодинвідодногоТакМісяцьмаєрадіус1738кмадовжиналегковогоавтомобі-ляскладає4ndash5мІМісяцьіавтомобільналежатьдообrsquoєктівмакросвіту

Третя група обrsquoєктівmdashмікросвітЦечастинкизякихскладаєтьсяречовинаЇхнірозмірименшівід10ndash8смУцьомусвітівиділеноостаннімчасомособливіобrsquoєктирозміромвід1до100нмтакзванийнаносвіт

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 6: фізика 7 клас (2015)

6 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Уприроді існують й інші явищаmdashнефізичніВам добре відомібіологічні явища(рістрослинтваринтаін)геологічні (змінивземнійкорі землетруси та ін) хімічні (горіння газу окисленняметалівутворенняхлорофілувлисткахрослинтощо)

ФізичніявищавідбуваютьсязрізнимиобrsquoєктамиУнаведенихвищеприкладахнимиєавтомобільниткарозжаренняелектричноїлампочкиЦіобrsquoєктиназиваютьсяфізичнимитіламиабопростотілами

Тіла складаються зречовини Наприклад склоmdash речовинаасклянкаmdashфізичнетіловодаmdashречовинаакрапляводиmdashфізичнетіло

Речовинаєодним ізвидівматеріїМатерія mdashцевсетещо існуєобrsquoєктивнотобтонезалежновіднашоїсвідомостіІншимвидомматеріїє різніфізичні поля електричне магнітне та інНавколишній світматеріальний

ФізикакрімявищприродививчаєвластивостітіліречовинфізичніполяАджедужеважливознатиякіречовинипроводятьелектричнийструмаякіmdashнепроводятьякоюречовиноюпотрібнопокритифотоплівкудлятогощобнанійможнабулоотриматизображенняякуречовинукращевикористатидлятеплоізоляціїтощоОтжефізикаmdashнаукапроприродуякавивчаєфізичніявищаіполяатакожвластивостіречовин

Запитання для самоперевірки

1 Що називають явищами природи Наведіть приклади явищ природи2 Наведіть приклади фізичних явищ Які з них є прикладами механічних тепло-

вих електричних магнітних звукових світлових явищ3 Наведіть приклади фізичних тіл Назвіть речовини з яких вони складаються4 Назвіть два види матерії5 Що вивчає фізика

77 sect2 Як вивчають явища природи

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect2 Як вивчають явища природи Які прилади використовують при вивченні явищ природи

1 ЗrsquoясуємояклюдиотримуютьзнанняпроприродуТакрозвитокастрономіїрозпочавсязіспостереженьзазорянимнебом(рис3)Видобрезнаєтещовботаніціспостереженнязарозвиткомрослиндаютьзмогувстановити закономірності їхнього розвиткуСпостереженняшироковикористовуютьсяівіншихнаукахутомучисліівфізиці

Рис 3

8 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

СпостереженнязаявищамияківідбуваютьсявнавколишньомусвітідализмогувстановитищоусітілападаютьнаЗемлю(рис4)водаучайникузакипаєприпевнійтемпературіщовідусіхпред-метівусонячнийденьутворюєтьсятінь(рис5)

Отжевивченнябудь-якогоявищарозпочина-єтьсязйогоспостереження

2 Упроцесіпроведенняспостереженьзаяви-щамиприродиотримуютьсяпевнівідомостіпронихЦівідомостіможутьбутирізнимизалежновідзнаньлюдиниїїумінняописуватиявищафіксуватизмі-нищовідбуваютьсятощоРозглянемонаприкладтакепростеявищеякрухавтомобіляОдналюдинаскажещоавтомобільрухавсязмінювавсвоєполо-женнявідноснобудинківДругаскажещоавтомо-більрухавсяійогошвидкістьзмінюваласяТретяза-значитьщошвидкістьавтомобілятозбільшуваласятозменшувалася

Отжепідчасспостереженьзаявищаминеобхід-ноотриматиякомогабільшеінформаціїівиділитиїхніособливості

3 Отримавшизачаспроведенняспостере-женьпевніданіпроявищавченіпрагнутьзrsquoясу-

ватиякціявищавідбуваютьсяіголовнеmdashчомуЩобвідповістинацізапитаннязазвичайвисуваєтьсяприпущення

абогіпотезаПричомуможевисуватисянеоднаадекількагіпотезДляперевіркигіпотезипроводятьспеціальнідослідиmdashексперименти

Гіпотезиякінезнаходятьпідтвердженнявекспериментахуважають-сяхибнимиівідкидаютьсяГіпотезищопідтверджуютьсяексперимен-тамиприймаютьсяістаютьнауковимизнаннями

Рис 4

Рис 5

99 sect2 Як вивчають явища природи

НаприкладіталійськийанатомЛуїджіГальshyвані (1737ndash1798) препаруючижаб виявивщопридотиканнітканинжабдометалічнихпред-метів їхнімrsquoязискорочуютьсяПротецейефектспостерігавсянезавждиГальваніприпустивщоскороченнямrsquoязіввідбуваєтьсятодіколилапкажабидоторкуєтьсядодвохрізнихметалівЩобперевіритицюгіпотезувченийпровівряддослі-дівуходіякихвивчивявищевиявивйогопри-чину і підтвердив свою гіпотезуТакимчиномприпроведенніекспериментунетількиставить-сяпевнаметааленавідмінувідспостереженнявикористовуєтьсяспе-ціальнеобладнанняіприлади

Під час проведення експерименту вчені змінюють умовиперебігуявищЦедаєзмогувсебічновивчитиявищеТакГальванізrsquoєднувавла-пкижаби однимпровідником і використовувавдляцьогопровідникизрізнихматеріалівПотімвінзrsquoєднувавлапкизадопомогоюдвохпро-відниківцідослідипроводилисянавулиціівприміщенніУченийдій-шоввисновкущомrsquoязискорочуютьсязавждиколилапкиконтактувализдвомарізнимиметаламиамісцепроведенняекспериментуневпли-валонайогорезультат

Отжепослідовністьвивченняявищнаступнаспостереженняmdashгіпотезаmdashекспериментmdashвисновок

4 Для проведення експериментувикористовуютьфізичні приладиДеякізнихдужепростіНаприкладлінійкави-сок(тягарецьпідвішенийнанитці)якийдає змогуперевірити наприклад верти-кальністьстін(рис6)вагитаін

ВикористовуютьіскладнішіприладизякимивамдоведетьсяпрацюватиДоних

Луїджі Гальвані

Рис 6

10 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

належатьджереластруму(рис7)електричнийдви-гун(рис8)електромагніт(рис9)таін

Підчаспроведеннянаукових експериментівви-користовуютьсядужескладніприладитаустановки(прискорювачі зарядженихчастинок осцилографиелектроннімікроскопитаін)

Запитання для самоперевірки

1 Чим відрізняються спостереження від експерименту Що між ними спільного2 Наведіть приклад наукового експерименту3 В якій послідовності вивчаються явища природи Відповідь проілюструйте при-

кладом4 Наведіть приклади фізичних приладів не вказаних у параграфі підручника

Рис 7

а) б)

Рис 8

Рис 9

1111 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

Завдання 1е

Проведіть наступний експеримент удома Поставте на плиту невелику каструлю з водою Опишіть свої спостереження за нагріванням води Якщо ви маєте відповід-ний термометр для вимірювання температури води опустіть його у воду і слідкуйте за його показами Медичним термометром користуватися не можна

Будьте обережними Не доводьте воду до кипіння не доторкайтеся до нагрітої каструлі не переверніть її

sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками Назвіть відомі вам технічні пристрої Які фізичні явища лежать в основі їхньої роботи Які наукові відкриття у фізиці вам відомі

1 ЧасвякомумиживемохарактеризуєтьсябурхливимрозвиткомфізикиішвидкимупровадженнямїїдосягненьутехнікупромисловістьсільськегосподарствоіпобутЗіншогобокудосягненнятехнікивплива-ютьнарозвитокнауки

Робота різних технічних пристроїв ґрунту-єтьсянавикористанніфізичнихявищ і законівНаприкладспроектуватиіпобудуватилітакабокорабель(рис10)сталоможливимлишепісляви-вченнязакономірностейрухутілуповітрі іпла-ваннятілурідині

Автомобілі тепловозитеплоходилітакипри-водятьсяврухтепловимидвигунамирізнихтипівПобудова такихдвигунів сталаможливоюпіслявивченнявластивостейгазівтадеякихтепловихявищ Рис 10

12 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ЕлектричніявищалюдиспостерігалищезакількастолітьдонашоїериПротеупромисловостітапобутіелектрикапочалавикористовуватисялишезкінцяXIXстколисталивідоміосновнізакониелектричнихявищ

2 УдосконаленнявимірювальноїтехнікиствореннябільшточнихприладівпризводитьдоновихвідкриттівуфізиціТак створеннямі-кроскопівдаломожливістьвивчатибудовурізнихречовин

Знаннябудовиречовинзалежностівластивостейречовинвідїхньоїбудови вміннязмінюватиці властивостідалиможливість створюватиматеріалияківолодіютьвисокоюміцністютвердістюжаростійкістю

Завдякицьомузrsquoявиласяможливістьсконструюватиспеціальніапа-ратидлядослідженнякосмічногопросторуштучнісупутникиЗемлідлявивченняїїприроднихресурсівкліматуізавбаченняпогодиОтриманізїхньоюдопомогоювідомостісприяютьусвоючергурозвиткунауки

Розвиток електронної технікиmdashпоявакалькуляторів компrsquoютерівмобільнихтелефонівновихмоделейтелевізорів(рис11)автоматичнихпристроївmdashставможливийзавдякиствореннюнапівпровідниковихма-теріалівУсвоючергувикористаннякомпrsquoютерівдаєможливістьрозвrsquoя-зуватибагатонауково-досліднихіпрактичнихзадач

Наприкладкомпrsquoютердаєможливістьдоситьточнорозрахуватитраєк-торіїрухукосмічнихтілікосмічнихкораблів

Досягненняфізикиітехнікидализмогусконструюватитакіскладнітехнічніпристроїякприскорювачізарядженихчастинокщовходятьдо

Рис 11

1313 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

складуатомногоядраВивченнявластивостейатомнихядердалозмогупобудуватиядернийреакторmdashосновуатомних(ядерних)електростан-ційатомнихпідводнихчовніватомнихкриголамів

Нинімистоїмонапорозіновоїнауково-технічноїреволюціїповrsquoязаноїзупровадженнямтакзванихнанотехнологій

Такимчиномфізика і техніка тісно повrsquoязані між собою Розвиток фізики спричиняє подальший розвиток техніки а розвиток техніки сприяє новим досягненням фізики

3 ФізикаповrsquoязаназбагатьманаукамиОсобливотісновонаповrsquoя-заназматематикоютаастрономієюНаведемонапідтвердженняцьогоде-кількаприкладівМатематичнірозрахункичастонадзвичайноскладнідоводитьсяпроводитидлязапускуштучнихсупутниківЗемлііздійснен-няпольотівкосмічнихкораблівприконструюванніядернихреакторівтаприскорювачівелементарнихчастинокутеоріївідносностінадзвичайноважливарольматематикиутеоретичній фізиці

Звrsquoязокфізикийастрономіїпроявляєтьсяпершзавсевєдностізем-них інебеснихявищТакрухМісяцянавколоЗемлі іпадіннятілнаЗемлювідбуваютьсяпідвпливомоднієїітієїсамоїпричиниmdashдіїземно-готяжінняОднаковимиєзасвоєюприродоюпроцесияківідбуваютьсяунадрахСонцяівприскорювачахчастинокщодіютьнаЗемліУсвоючергурозвитокастрономіїсприяєрозвиткуфізикиКосмосявляєсобоюнібигігантськулабораторіюТамречовинаперебуваєутакихстанахякінеможливодосягтивземнихумовахНаприкладвідомітакзваніней-троннізоріречовинавякихстиснутаусотнімільйонівразівбільшеніжповітрянаЗемлі

Запитання для самоперевірки

1 Чому фізику вважають основою техніки2 Наведіть приклади технічних пристроїв На яких фізичних явищах ґрунтується

їхня робота

14 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

3 Які механізми та електричні пристрої використовуються у вашому домі4 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою і математикою Наведіть приклади5 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою й астрономією Наведіть приклади6 Наведіть приклади фізичних пристроїв що використовуються на транспорті7 Наведіть приклади приладів і технічних пристроїв що використовуються в нау-

кових дослідженнях

sect4 Фізика й навколишній світ Що вивчає фізика Як фізика вивчає навколишній світ

УматеріальномусвітіщооточуєнасзустрічаютьсянайрізноманітнішітілаВонимаютьрізнубудовурізнівластивостіірозміриНаприкладрозміриСонцяпланеттаіншихкосмічнихобrsquoєктівнабагатобільшізарозміритілякіоточуютьнаснаЗемлі(машинбудинківдеревітін)Усвоючергучастинкизякихскладаютьсятіладужемаліпорівнянозрозмірамицихтіл

Фізикавивчаєвластивостійповедінкуякдужемалихтіл(обrsquoєктів)такідужевеликихОднізакониєспільнимидляфізичнихтілрізнихрозмірівіншіописуютьповедінкулишемалихтілТомууфізиціобrsquoєктизалежновідїхніхрозмірівподіляютьнатригрупи

Допершої групи належатьскупченнязірmdashгалактикитанавітьскуп-чення галактикВонимаютьнадзвичайно великі розміриЦі обrsquoєктиутворюютьмегасвіт

Друга групаобrsquoєктівстановитьмакросвітЦевсещонасоточуєусещоможнапобачитинеозброєнимокомзоріпланетирізноманітнітіланаЗемліЦіобrsquoєктимаютьрізнірозмірищозначновідрізняютьсяодинвідодногоТакМісяцьмаєрадіус1738кмадовжиналегковогоавтомобі-ляскладає4ndash5мІМісяцьіавтомобільналежатьдообrsquoєктівмакросвіту

Третя група обrsquoєктівmdashмікросвітЦечастинкизякихскладаєтьсяречовинаЇхнірозмірименшівід10ndash8смУцьомусвітівиділеноостаннімчасомособливіобrsquoєктирозміромвід1до100нмтакзванийнаносвіт

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 7: фізика 7 клас (2015)

77 sect2 Як вивчають явища природи

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect2 Як вивчають явища природи Які прилади використовують при вивченні явищ природи

1 ЗrsquoясуємояклюдиотримуютьзнанняпроприродуТакрозвитокастрономіїрозпочавсязіспостереженьзазорянимнебом(рис3)Видобрезнаєтещовботаніціспостереженнязарозвиткомрослиндаютьзмогувстановити закономірності їхнього розвиткуСпостереженняшироковикористовуютьсяівіншихнаукахутомучисліівфізиці

Рис 3

8 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

СпостереженнязаявищамияківідбуваютьсявнавколишньомусвітідализмогувстановитищоусітілападаютьнаЗемлю(рис4)водаучайникузакипаєприпевнійтемпературіщовідусіхпред-метівусонячнийденьутворюєтьсятінь(рис5)

Отжевивченнябудь-якогоявищарозпочина-єтьсязйогоспостереження

2 Упроцесіпроведенняспостереженьзаяви-щамиприродиотримуютьсяпевнівідомостіпронихЦівідомостіможутьбутирізнимизалежновідзнаньлюдиниїїумінняописуватиявищафіксуватизмі-нищовідбуваютьсятощоРозглянемонаприкладтакепростеявищеякрухавтомобіляОдналюдинаскажещоавтомобільрухавсязмінювавсвоєполо-женнявідноснобудинківДругаскажещоавтомо-більрухавсяійогошвидкістьзмінюваласяТретяза-значитьщошвидкістьавтомобілятозбільшуваласятозменшувалася

Отжепідчасспостереженьзаявищаминеобхід-ноотриматиякомогабільшеінформаціїівиділитиїхніособливості

3 Отримавшизачаспроведенняспостере-женьпевніданіпроявищавченіпрагнутьзrsquoясу-

ватиякціявищавідбуваютьсяіголовнеmdashчомуЩобвідповістинацізапитаннязазвичайвисуваєтьсяприпущення

абогіпотезаПричомуможевисуватисянеоднаадекількагіпотезДляперевіркигіпотезипроводятьспеціальнідослідиmdashексперименти

Гіпотезиякінезнаходятьпідтвердженнявекспериментахуважають-сяхибнимиівідкидаютьсяГіпотезищопідтверджуютьсяексперимен-тамиприймаютьсяістаютьнауковимизнаннями

Рис 4

Рис 5

99 sect2 Як вивчають явища природи

НаприкладіталійськийанатомЛуїджіГальshyвані (1737ndash1798) препаруючижаб виявивщопридотиканнітканинжабдометалічнихпред-метів їхнімrsquoязискорочуютьсяПротецейефектспостерігавсянезавждиГальваніприпустивщоскороченнямrsquoязіввідбуваєтьсятодіколилапкажабидоторкуєтьсядодвохрізнихметалівЩобперевіритицюгіпотезувченийпровівряддослі-дівуходіякихвивчивявищевиявивйогопри-чину і підтвердив свою гіпотезуТакимчиномприпроведенніекспериментунетількиставить-сяпевнаметааленавідмінувідспостереженнявикористовуєтьсяспе-ціальнеобладнанняіприлади

Під час проведення експерименту вчені змінюють умовиперебігуявищЦедаєзмогувсебічновивчитиявищеТакГальванізrsquoєднувавла-пкижаби однимпровідником і використовувавдляцьогопровідникизрізнихматеріалівПотімвінзrsquoєднувавлапкизадопомогоюдвохпро-відниківцідослідипроводилисянавулиціівприміщенніУченийдій-шоввисновкущомrsquoязискорочуютьсязавждиколилапкиконтактувализдвомарізнимиметаламиамісцепроведенняекспериментуневпли-валонайогорезультат

Отжепослідовністьвивченняявищнаступнаспостереженняmdashгіпотезаmdashекспериментmdashвисновок

4 Для проведення експериментувикористовуютьфізичні приладиДеякізнихдужепростіНаприкладлінійкави-сок(тягарецьпідвішенийнанитці)якийдає змогуперевірити наприклад верти-кальністьстін(рис6)вагитаін

ВикористовуютьіскладнішіприладизякимивамдоведетьсяпрацюватиДоних

Луїджі Гальвані

Рис 6

10 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

належатьджереластруму(рис7)електричнийдви-гун(рис8)електромагніт(рис9)таін

Підчаспроведеннянаукових експериментівви-користовуютьсядужескладніприладитаустановки(прискорювачі зарядженихчастинок осцилографиелектроннімікроскопитаін)

Запитання для самоперевірки

1 Чим відрізняються спостереження від експерименту Що між ними спільного2 Наведіть приклад наукового експерименту3 В якій послідовності вивчаються явища природи Відповідь проілюструйте при-

кладом4 Наведіть приклади фізичних приладів не вказаних у параграфі підручника

Рис 7

а) б)

Рис 8

Рис 9

1111 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

Завдання 1е

Проведіть наступний експеримент удома Поставте на плиту невелику каструлю з водою Опишіть свої спостереження за нагріванням води Якщо ви маєте відповід-ний термометр для вимірювання температури води опустіть його у воду і слідкуйте за його показами Медичним термометром користуватися не можна

Будьте обережними Не доводьте воду до кипіння не доторкайтеся до нагрітої каструлі не переверніть її

sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками Назвіть відомі вам технічні пристрої Які фізичні явища лежать в основі їхньої роботи Які наукові відкриття у фізиці вам відомі

1 ЧасвякомумиживемохарактеризуєтьсябурхливимрозвиткомфізикиішвидкимупровадженнямїїдосягненьутехнікупромисловістьсільськегосподарствоіпобутЗіншогобокудосягненнятехнікивплива-ютьнарозвитокнауки

Робота різних технічних пристроїв ґрунту-єтьсянавикористанніфізичнихявищ і законівНаприкладспроектуватиіпобудуватилітакабокорабель(рис10)сталоможливимлишепісляви-вченнязакономірностейрухутілуповітрі іпла-ваннятілурідині

Автомобілі тепловозитеплоходилітакипри-водятьсяврухтепловимидвигунамирізнихтипівПобудова такихдвигунів сталаможливоюпіслявивченнявластивостейгазівтадеякихтепловихявищ Рис 10

12 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ЕлектричніявищалюдиспостерігалищезакількастолітьдонашоїериПротеупромисловостітапобутіелектрикапочалавикористовуватисялишезкінцяXIXстколисталивідоміосновнізакониелектричнихявищ

2 УдосконаленнявимірювальноїтехнікиствореннябільшточнихприладівпризводитьдоновихвідкриттівуфізиціТак створеннямі-кроскопівдаломожливістьвивчатибудовурізнихречовин

Знаннябудовиречовинзалежностівластивостейречовинвідїхньоїбудови вміннязмінюватиці властивостідалиможливість створюватиматеріалияківолодіютьвисокоюміцністютвердістюжаростійкістю

Завдякицьомузrsquoявиласяможливістьсконструюватиспеціальніапа-ратидлядослідженнякосмічногопросторуштучнісупутникиЗемлідлявивченняїїприроднихресурсівкліматуізавбаченняпогодиОтриманізїхньоюдопомогоювідомостісприяютьусвоючергурозвиткунауки

Розвиток електронної технікиmdashпоявакалькуляторів компrsquoютерівмобільнихтелефонівновихмоделейтелевізорів(рис11)автоматичнихпристроївmdashставможливийзавдякиствореннюнапівпровідниковихма-теріалівУсвоючергувикористаннякомпrsquoютерівдаєможливістьрозвrsquoя-зуватибагатонауково-досліднихіпрактичнихзадач

Наприкладкомпrsquoютердаєможливістьдоситьточнорозрахуватитраєк-торіїрухукосмічнихтілікосмічнихкораблів

Досягненняфізикиітехнікидализмогусконструюватитакіскладнітехнічніпристроїякприскорювачізарядженихчастинокщовходятьдо

Рис 11

1313 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

складуатомногоядраВивченнявластивостейатомнихядердалозмогупобудуватиядернийреакторmdashосновуатомних(ядерних)електростан-ційатомнихпідводнихчовніватомнихкриголамів

Нинімистоїмонапорозіновоїнауково-технічноїреволюціїповrsquoязаноїзупровадженнямтакзванихнанотехнологій

Такимчиномфізика і техніка тісно повrsquoязані між собою Розвиток фізики спричиняє подальший розвиток техніки а розвиток техніки сприяє новим досягненням фізики

3 ФізикаповrsquoязаназбагатьманаукамиОсобливотісновонаповrsquoя-заназматематикоютаастрономієюНаведемонапідтвердженняцьогоде-кількаприкладівМатематичнірозрахункичастонадзвичайноскладнідоводитьсяпроводитидлязапускуштучнихсупутниківЗемлііздійснен-няпольотівкосмічнихкораблівприконструюванніядернихреакторівтаприскорювачівелементарнихчастинокутеоріївідносностінадзвичайноважливарольматематикиутеоретичній фізиці

Звrsquoязокфізикийастрономіїпроявляєтьсяпершзавсевєдностізем-них інебеснихявищТакрухМісяцянавколоЗемлі іпадіннятілнаЗемлювідбуваютьсяпідвпливомоднієїітієїсамоїпричиниmdashдіїземно-готяжінняОднаковимиєзасвоєюприродоюпроцесияківідбуваютьсяунадрахСонцяівприскорювачахчастинокщодіютьнаЗемліУсвоючергурозвитокастрономіїсприяєрозвиткуфізикиКосмосявляєсобоюнібигігантськулабораторіюТамречовинаперебуваєутакихстанахякінеможливодосягтивземнихумовахНаприкладвідомітакзваніней-троннізоріречовинавякихстиснутаусотнімільйонівразівбільшеніжповітрянаЗемлі

Запитання для самоперевірки

1 Чому фізику вважають основою техніки2 Наведіть приклади технічних пристроїв На яких фізичних явищах ґрунтується

їхня робота

14 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

3 Які механізми та електричні пристрої використовуються у вашому домі4 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою і математикою Наведіть приклади5 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою й астрономією Наведіть приклади6 Наведіть приклади фізичних пристроїв що використовуються на транспорті7 Наведіть приклади приладів і технічних пристроїв що використовуються в нау-

кових дослідженнях

sect4 Фізика й навколишній світ Що вивчає фізика Як фізика вивчає навколишній світ

УматеріальномусвітіщооточуєнасзустрічаютьсянайрізноманітнішітілаВонимаютьрізнубудовурізнівластивостіірозміриНаприкладрозміриСонцяпланеттаіншихкосмічнихобrsquoєктівнабагатобільшізарозміритілякіоточуютьнаснаЗемлі(машинбудинківдеревітін)Усвоючергучастинкизякихскладаютьсятіладужемаліпорівнянозрозмірамицихтіл

Фізикавивчаєвластивостійповедінкуякдужемалихтіл(обrsquoєктів)такідужевеликихОднізакониєспільнимидляфізичнихтілрізнихрозмірівіншіописуютьповедінкулишемалихтілТомууфізиціобrsquoєктизалежновідїхніхрозмірівподіляютьнатригрупи

Допершої групи належатьскупченнязірmdashгалактикитанавітьскуп-чення галактикВонимаютьнадзвичайно великі розміриЦі обrsquoєктиутворюютьмегасвіт

Друга групаобrsquoєктівстановитьмакросвітЦевсещонасоточуєусещоможнапобачитинеозброєнимокомзоріпланетирізноманітнітіланаЗемліЦіобrsquoєктимаютьрізнірозмірищозначновідрізняютьсяодинвідодногоТакМісяцьмаєрадіус1738кмадовжиналегковогоавтомобі-ляскладає4ndash5мІМісяцьіавтомобільналежатьдообrsquoєктівмакросвіту

Третя група обrsquoєктівmdashмікросвітЦечастинкизякихскладаєтьсяречовинаЇхнірозмірименшівід10ndash8смУцьомусвітівиділеноостаннімчасомособливіобrsquoєктирозміромвід1до100нмтакзванийнаносвіт

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 8: фізика 7 клас (2015)

8 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

СпостереженнязаявищамияківідбуваютьсявнавколишньомусвітідализмогувстановитищоусітілападаютьнаЗемлю(рис4)водаучайникузакипаєприпевнійтемпературіщовідусіхпред-метівусонячнийденьутворюєтьсятінь(рис5)

Отжевивченнябудь-якогоявищарозпочина-єтьсязйогоспостереження

2 Упроцесіпроведенняспостереженьзаяви-щамиприродиотримуютьсяпевнівідомостіпронихЦівідомостіможутьбутирізнимизалежновідзнаньлюдиниїїумінняописуватиявищафіксуватизмі-нищовідбуваютьсятощоРозглянемонаприкладтакепростеявищеякрухавтомобіляОдналюдинаскажещоавтомобільрухавсязмінювавсвоєполо-женнявідноснобудинківДругаскажещоавтомо-більрухавсяійогошвидкістьзмінюваласяТретяза-значитьщошвидкістьавтомобілятозбільшуваласятозменшувалася

Отжепідчасспостереженьзаявищаминеобхід-ноотриматиякомогабільшеінформаціїівиділитиїхніособливості

3 Отримавшизачаспроведенняспостере-женьпевніданіпроявищавченіпрагнутьзrsquoясу-

ватиякціявищавідбуваютьсяіголовнеmdashчомуЩобвідповістинацізапитаннязазвичайвисуваєтьсяприпущення

абогіпотезаПричомуможевисуватисянеоднаадекількагіпотезДляперевіркигіпотезипроводятьспеціальнідослідиmdashексперименти

Гіпотезиякінезнаходятьпідтвердженнявекспериментахуважають-сяхибнимиівідкидаютьсяГіпотезищопідтверджуютьсяексперимен-тамиприймаютьсяістаютьнауковимизнаннями

Рис 4

Рис 5

99 sect2 Як вивчають явища природи

НаприкладіталійськийанатомЛуїджіГальshyвані (1737ndash1798) препаруючижаб виявивщопридотиканнітканинжабдометалічнихпред-метів їхнімrsquoязискорочуютьсяПротецейефектспостерігавсянезавждиГальваніприпустивщоскороченнямrsquoязіввідбуваєтьсятодіколилапкажабидоторкуєтьсядодвохрізнихметалівЩобперевіритицюгіпотезувченийпровівряддослі-дівуходіякихвивчивявищевиявивйогопри-чину і підтвердив свою гіпотезуТакимчиномприпроведенніекспериментунетількиставить-сяпевнаметааленавідмінувідспостереженнявикористовуєтьсяспе-ціальнеобладнанняіприлади

Під час проведення експерименту вчені змінюють умовиперебігуявищЦедаєзмогувсебічновивчитиявищеТакГальванізrsquoєднувавла-пкижаби однимпровідником і використовувавдляцьогопровідникизрізнихматеріалівПотімвінзrsquoєднувавлапкизадопомогоюдвохпро-відниківцідослідипроводилисянавулиціівприміщенніУченийдій-шоввисновкущомrsquoязискорочуютьсязавждиколилапкиконтактувализдвомарізнимиметаламиамісцепроведенняекспериментуневпли-валонайогорезультат

Отжепослідовністьвивченняявищнаступнаспостереженняmdashгіпотезаmdashекспериментmdashвисновок

4 Для проведення експериментувикористовуютьфізичні приладиДеякізнихдужепростіНаприкладлінійкави-сок(тягарецьпідвішенийнанитці)якийдає змогуперевірити наприклад верти-кальністьстін(рис6)вагитаін

ВикористовуютьіскладнішіприладизякимивамдоведетьсяпрацюватиДоних

Луїджі Гальвані

Рис 6

10 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

належатьджереластруму(рис7)електричнийдви-гун(рис8)електромагніт(рис9)таін

Підчаспроведеннянаукових експериментівви-користовуютьсядужескладніприладитаустановки(прискорювачі зарядженихчастинок осцилографиелектроннімікроскопитаін)

Запитання для самоперевірки

1 Чим відрізняються спостереження від експерименту Що між ними спільного2 Наведіть приклад наукового експерименту3 В якій послідовності вивчаються явища природи Відповідь проілюструйте при-

кладом4 Наведіть приклади фізичних приладів не вказаних у параграфі підручника

Рис 7

а) б)

Рис 8

Рис 9

1111 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

Завдання 1е

Проведіть наступний експеримент удома Поставте на плиту невелику каструлю з водою Опишіть свої спостереження за нагріванням води Якщо ви маєте відповід-ний термометр для вимірювання температури води опустіть його у воду і слідкуйте за його показами Медичним термометром користуватися не можна

Будьте обережними Не доводьте воду до кипіння не доторкайтеся до нагрітої каструлі не переверніть її

sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками Назвіть відомі вам технічні пристрої Які фізичні явища лежать в основі їхньої роботи Які наукові відкриття у фізиці вам відомі

1 ЧасвякомумиживемохарактеризуєтьсябурхливимрозвиткомфізикиішвидкимупровадженнямїїдосягненьутехнікупромисловістьсільськегосподарствоіпобутЗіншогобокудосягненнятехнікивплива-ютьнарозвитокнауки

Робота різних технічних пристроїв ґрунту-єтьсянавикористанніфізичнихявищ і законівНаприкладспроектуватиіпобудуватилітакабокорабель(рис10)сталоможливимлишепісляви-вченнязакономірностейрухутілуповітрі іпла-ваннятілурідині

Автомобілі тепловозитеплоходилітакипри-водятьсяврухтепловимидвигунамирізнихтипівПобудова такихдвигунів сталаможливоюпіслявивченнявластивостейгазівтадеякихтепловихявищ Рис 10

12 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ЕлектричніявищалюдиспостерігалищезакількастолітьдонашоїериПротеупромисловостітапобутіелектрикапочалавикористовуватисялишезкінцяXIXстколисталивідоміосновнізакониелектричнихявищ

2 УдосконаленнявимірювальноїтехнікиствореннябільшточнихприладівпризводитьдоновихвідкриттівуфізиціТак створеннямі-кроскопівдаломожливістьвивчатибудовурізнихречовин

Знаннябудовиречовинзалежностівластивостейречовинвідїхньоїбудови вміннязмінюватиці властивостідалиможливість створюватиматеріалияківолодіютьвисокоюміцністютвердістюжаростійкістю

Завдякицьомузrsquoявиласяможливістьсконструюватиспеціальніапа-ратидлядослідженнякосмічногопросторуштучнісупутникиЗемлідлявивченняїїприроднихресурсівкліматуізавбаченняпогодиОтриманізїхньоюдопомогоювідомостісприяютьусвоючергурозвиткунауки

Розвиток електронної технікиmdashпоявакалькуляторів компrsquoютерівмобільнихтелефонівновихмоделейтелевізорів(рис11)автоматичнихпристроївmdashставможливийзавдякиствореннюнапівпровідниковихма-теріалівУсвоючергувикористаннякомпrsquoютерівдаєможливістьрозвrsquoя-зуватибагатонауково-досліднихіпрактичнихзадач

Наприкладкомпrsquoютердаєможливістьдоситьточнорозрахуватитраєк-торіїрухукосмічнихтілікосмічнихкораблів

Досягненняфізикиітехнікидализмогусконструюватитакіскладнітехнічніпристроїякприскорювачізарядженихчастинокщовходятьдо

Рис 11

1313 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

складуатомногоядраВивченнявластивостейатомнихядердалозмогупобудуватиядернийреакторmdashосновуатомних(ядерних)електростан-ційатомнихпідводнихчовніватомнихкриголамів

Нинімистоїмонапорозіновоїнауково-технічноїреволюціїповrsquoязаноїзупровадженнямтакзванихнанотехнологій

Такимчиномфізика і техніка тісно повrsquoязані між собою Розвиток фізики спричиняє подальший розвиток техніки а розвиток техніки сприяє новим досягненням фізики

3 ФізикаповrsquoязаназбагатьманаукамиОсобливотісновонаповrsquoя-заназматематикоютаастрономієюНаведемонапідтвердженняцьогоде-кількаприкладівМатематичнірозрахункичастонадзвичайноскладнідоводитьсяпроводитидлязапускуштучнихсупутниківЗемлііздійснен-няпольотівкосмічнихкораблівприконструюванніядернихреакторівтаприскорювачівелементарнихчастинокутеоріївідносностінадзвичайноважливарольматематикиутеоретичній фізиці

Звrsquoязокфізикийастрономіїпроявляєтьсяпершзавсевєдностізем-них інебеснихявищТакрухМісяцянавколоЗемлі іпадіннятілнаЗемлювідбуваютьсяпідвпливомоднієїітієїсамоїпричиниmdashдіїземно-готяжінняОднаковимиєзасвоєюприродоюпроцесияківідбуваютьсяунадрахСонцяівприскорювачахчастинокщодіютьнаЗемліУсвоючергурозвитокастрономіїсприяєрозвиткуфізикиКосмосявляєсобоюнібигігантськулабораторіюТамречовинаперебуваєутакихстанахякінеможливодосягтивземнихумовахНаприкладвідомітакзваніней-троннізоріречовинавякихстиснутаусотнімільйонівразівбільшеніжповітрянаЗемлі

Запитання для самоперевірки

1 Чому фізику вважають основою техніки2 Наведіть приклади технічних пристроїв На яких фізичних явищах ґрунтується

їхня робота

14 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

3 Які механізми та електричні пристрої використовуються у вашому домі4 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою і математикою Наведіть приклади5 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою й астрономією Наведіть приклади6 Наведіть приклади фізичних пристроїв що використовуються на транспорті7 Наведіть приклади приладів і технічних пристроїв що використовуються в нау-

кових дослідженнях

sect4 Фізика й навколишній світ Що вивчає фізика Як фізика вивчає навколишній світ

УматеріальномусвітіщооточуєнасзустрічаютьсянайрізноманітнішітілаВонимаютьрізнубудовурізнівластивостіірозміриНаприкладрозміриСонцяпланеттаіншихкосмічнихобrsquoєктівнабагатобільшізарозміритілякіоточуютьнаснаЗемлі(машинбудинківдеревітін)Усвоючергучастинкизякихскладаютьсятіладужемаліпорівнянозрозмірамицихтіл

Фізикавивчаєвластивостійповедінкуякдужемалихтіл(обrsquoєктів)такідужевеликихОднізакониєспільнимидляфізичнихтілрізнихрозмірівіншіописуютьповедінкулишемалихтілТомууфізиціобrsquoєктизалежновідїхніхрозмірівподіляютьнатригрупи

Допершої групи належатьскупченнязірmdashгалактикитанавітьскуп-чення галактикВонимаютьнадзвичайно великі розміриЦі обrsquoєктиутворюютьмегасвіт

Друга групаобrsquoєктівстановитьмакросвітЦевсещонасоточуєусещоможнапобачитинеозброєнимокомзоріпланетирізноманітнітіланаЗемліЦіобrsquoєктимаютьрізнірозмірищозначновідрізняютьсяодинвідодногоТакМісяцьмаєрадіус1738кмадовжиналегковогоавтомобі-ляскладає4ndash5мІМісяцьіавтомобільналежатьдообrsquoєктівмакросвіту

Третя група обrsquoєктівmdashмікросвітЦечастинкизякихскладаєтьсяречовинаЇхнірозмірименшівід10ndash8смУцьомусвітівиділеноостаннімчасомособливіобrsquoєктирозміромвід1до100нмтакзванийнаносвіт

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 9: фізика 7 клас (2015)

99 sect2 Як вивчають явища природи

НаприкладіталійськийанатомЛуїджіГальshyвані (1737ndash1798) препаруючижаб виявивщопридотиканнітканинжабдометалічнихпред-метів їхнімrsquoязискорочуютьсяПротецейефектспостерігавсянезавждиГальваніприпустивщоскороченнямrsquoязіввідбуваєтьсятодіколилапкажабидоторкуєтьсядодвохрізнихметалівЩобперевіритицюгіпотезувченийпровівряддослі-дівуходіякихвивчивявищевиявивйогопри-чину і підтвердив свою гіпотезуТакимчиномприпроведенніекспериментунетількиставить-сяпевнаметааленавідмінувідспостереженнявикористовуєтьсяспе-ціальнеобладнанняіприлади

Під час проведення експерименту вчені змінюють умовиперебігуявищЦедаєзмогувсебічновивчитиявищеТакГальванізrsquoєднувавла-пкижаби однимпровідником і використовувавдляцьогопровідникизрізнихматеріалівПотімвінзrsquoєднувавлапкизадопомогоюдвохпро-відниківцідослідипроводилисянавулиціівприміщенніУченийдій-шоввисновкущомrsquoязискорочуютьсязавждиколилапкиконтактувализдвомарізнимиметаламиамісцепроведенняекспериментуневпли-валонайогорезультат

Отжепослідовністьвивченняявищнаступнаспостереженняmdashгіпотезаmdashекспериментmdashвисновок

4 Для проведення експериментувикористовуютьфізичні приладиДеякізнихдужепростіНаприкладлінійкави-сок(тягарецьпідвішенийнанитці)якийдає змогуперевірити наприклад верти-кальністьстін(рис6)вагитаін

ВикористовуютьіскладнішіприладизякимивамдоведетьсяпрацюватиДоних

Луїджі Гальвані

Рис 6

10 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

належатьджереластруму(рис7)електричнийдви-гун(рис8)електромагніт(рис9)таін

Підчаспроведеннянаукових експериментівви-користовуютьсядужескладніприладитаустановки(прискорювачі зарядженихчастинок осцилографиелектроннімікроскопитаін)

Запитання для самоперевірки

1 Чим відрізняються спостереження від експерименту Що між ними спільного2 Наведіть приклад наукового експерименту3 В якій послідовності вивчаються явища природи Відповідь проілюструйте при-

кладом4 Наведіть приклади фізичних приладів не вказаних у параграфі підручника

Рис 7

а) б)

Рис 8

Рис 9

1111 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

Завдання 1е

Проведіть наступний експеримент удома Поставте на плиту невелику каструлю з водою Опишіть свої спостереження за нагріванням води Якщо ви маєте відповід-ний термометр для вимірювання температури води опустіть його у воду і слідкуйте за його показами Медичним термометром користуватися не можна

Будьте обережними Не доводьте воду до кипіння не доторкайтеся до нагрітої каструлі не переверніть її

sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками Назвіть відомі вам технічні пристрої Які фізичні явища лежать в основі їхньої роботи Які наукові відкриття у фізиці вам відомі

1 ЧасвякомумиживемохарактеризуєтьсябурхливимрозвиткомфізикиішвидкимупровадженнямїїдосягненьутехнікупромисловістьсільськегосподарствоіпобутЗіншогобокудосягненнятехнікивплива-ютьнарозвитокнауки

Робота різних технічних пристроїв ґрунту-єтьсянавикористанніфізичнихявищ і законівНаприкладспроектуватиіпобудуватилітакабокорабель(рис10)сталоможливимлишепісляви-вченнязакономірностейрухутілуповітрі іпла-ваннятілурідині

Автомобілі тепловозитеплоходилітакипри-водятьсяврухтепловимидвигунамирізнихтипівПобудова такихдвигунів сталаможливоюпіслявивченнявластивостейгазівтадеякихтепловихявищ Рис 10

12 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ЕлектричніявищалюдиспостерігалищезакількастолітьдонашоїериПротеупромисловостітапобутіелектрикапочалавикористовуватисялишезкінцяXIXстколисталивідоміосновнізакониелектричнихявищ

2 УдосконаленнявимірювальноїтехнікиствореннябільшточнихприладівпризводитьдоновихвідкриттівуфізиціТак створеннямі-кроскопівдаломожливістьвивчатибудовурізнихречовин

Знаннябудовиречовинзалежностівластивостейречовинвідїхньоїбудови вміннязмінюватиці властивостідалиможливість створюватиматеріалияківолодіютьвисокоюміцністютвердістюжаростійкістю

Завдякицьомузrsquoявиласяможливістьсконструюватиспеціальніапа-ратидлядослідженнякосмічногопросторуштучнісупутникиЗемлідлявивченняїїприроднихресурсівкліматуізавбаченняпогодиОтриманізїхньоюдопомогоювідомостісприяютьусвоючергурозвиткунауки

Розвиток електронної технікиmdashпоявакалькуляторів компrsquoютерівмобільнихтелефонівновихмоделейтелевізорів(рис11)автоматичнихпристроївmdashставможливийзавдякиствореннюнапівпровідниковихма-теріалівУсвоючергувикористаннякомпrsquoютерівдаєможливістьрозвrsquoя-зуватибагатонауково-досліднихіпрактичнихзадач

Наприкладкомпrsquoютердаєможливістьдоситьточнорозрахуватитраєк-торіїрухукосмічнихтілікосмічнихкораблів

Досягненняфізикиітехнікидализмогусконструюватитакіскладнітехнічніпристроїякприскорювачізарядженихчастинокщовходятьдо

Рис 11

1313 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

складуатомногоядраВивченнявластивостейатомнихядердалозмогупобудуватиядернийреакторmdashосновуатомних(ядерних)електростан-ційатомнихпідводнихчовніватомнихкриголамів

Нинімистоїмонапорозіновоїнауково-технічноїреволюціїповrsquoязаноїзупровадженнямтакзванихнанотехнологій

Такимчиномфізика і техніка тісно повrsquoязані між собою Розвиток фізики спричиняє подальший розвиток техніки а розвиток техніки сприяє новим досягненням фізики

3 ФізикаповrsquoязаназбагатьманаукамиОсобливотісновонаповrsquoя-заназматематикоютаастрономієюНаведемонапідтвердженняцьогоде-кількаприкладівМатематичнірозрахункичастонадзвичайноскладнідоводитьсяпроводитидлязапускуштучнихсупутниківЗемлііздійснен-няпольотівкосмічнихкораблівприконструюванніядернихреакторівтаприскорювачівелементарнихчастинокутеоріївідносностінадзвичайноважливарольматематикиутеоретичній фізиці

Звrsquoязокфізикийастрономіїпроявляєтьсяпершзавсевєдностізем-них інебеснихявищТакрухМісяцянавколоЗемлі іпадіннятілнаЗемлювідбуваютьсяпідвпливомоднієїітієїсамоїпричиниmdashдіїземно-готяжінняОднаковимиєзасвоєюприродоюпроцесияківідбуваютьсяунадрахСонцяівприскорювачахчастинокщодіютьнаЗемліУсвоючергурозвитокастрономіїсприяєрозвиткуфізикиКосмосявляєсобоюнібигігантськулабораторіюТамречовинаперебуваєутакихстанахякінеможливодосягтивземнихумовахНаприкладвідомітакзваніней-троннізоріречовинавякихстиснутаусотнімільйонівразівбільшеніжповітрянаЗемлі

Запитання для самоперевірки

1 Чому фізику вважають основою техніки2 Наведіть приклади технічних пристроїв На яких фізичних явищах ґрунтується

їхня робота

14 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

3 Які механізми та електричні пристрої використовуються у вашому домі4 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою і математикою Наведіть приклади5 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою й астрономією Наведіть приклади6 Наведіть приклади фізичних пристроїв що використовуються на транспорті7 Наведіть приклади приладів і технічних пристроїв що використовуються в нау-

кових дослідженнях

sect4 Фізика й навколишній світ Що вивчає фізика Як фізика вивчає навколишній світ

УматеріальномусвітіщооточуєнасзустрічаютьсянайрізноманітнішітілаВонимаютьрізнубудовурізнівластивостіірозміриНаприкладрозміриСонцяпланеттаіншихкосмічнихобrsquoєктівнабагатобільшізарозміритілякіоточуютьнаснаЗемлі(машинбудинківдеревітін)Усвоючергучастинкизякихскладаютьсятіладужемаліпорівнянозрозмірамицихтіл

Фізикавивчаєвластивостійповедінкуякдужемалихтіл(обrsquoєктів)такідужевеликихОднізакониєспільнимидляфізичнихтілрізнихрозмірівіншіописуютьповедінкулишемалихтілТомууфізиціобrsquoєктизалежновідїхніхрозмірівподіляютьнатригрупи

Допершої групи належатьскупченнязірmdashгалактикитанавітьскуп-чення галактикВонимаютьнадзвичайно великі розміриЦі обrsquoєктиутворюютьмегасвіт

Друга групаобrsquoєктівстановитьмакросвітЦевсещонасоточуєусещоможнапобачитинеозброєнимокомзоріпланетирізноманітнітіланаЗемліЦіобrsquoєктимаютьрізнірозмірищозначновідрізняютьсяодинвідодногоТакМісяцьмаєрадіус1738кмадовжиналегковогоавтомобі-ляскладає4ndash5мІМісяцьіавтомобільналежатьдообrsquoєктівмакросвіту

Третя група обrsquoєктівmdashмікросвітЦечастинкизякихскладаєтьсяречовинаЇхнірозмірименшівід10ndash8смУцьомусвітівиділеноостаннімчасомособливіобrsquoєктирозміромвід1до100нмтакзванийнаносвіт

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 10: фізика 7 клас (2015)

10 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

належатьджереластруму(рис7)електричнийдви-гун(рис8)електромагніт(рис9)таін

Підчаспроведеннянаукових експериментівви-користовуютьсядужескладніприладитаустановки(прискорювачі зарядженихчастинок осцилографиелектроннімікроскопитаін)

Запитання для самоперевірки

1 Чим відрізняються спостереження від експерименту Що між ними спільного2 Наведіть приклад наукового експерименту3 В якій послідовності вивчаються явища природи Відповідь проілюструйте при-

кладом4 Наведіть приклади фізичних приладів не вказаних у параграфі підручника

Рис 7

а) б)

Рис 8

Рис 9

1111 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

Завдання 1е

Проведіть наступний експеримент удома Поставте на плиту невелику каструлю з водою Опишіть свої спостереження за нагріванням води Якщо ви маєте відповід-ний термометр для вимірювання температури води опустіть його у воду і слідкуйте за його показами Медичним термометром користуватися не можна

Будьте обережними Не доводьте воду до кипіння не доторкайтеся до нагрітої каструлі не переверніть її

sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками Назвіть відомі вам технічні пристрої Які фізичні явища лежать в основі їхньої роботи Які наукові відкриття у фізиці вам відомі

1 ЧасвякомумиживемохарактеризуєтьсябурхливимрозвиткомфізикиішвидкимупровадженнямїїдосягненьутехнікупромисловістьсільськегосподарствоіпобутЗіншогобокудосягненнятехнікивплива-ютьнарозвитокнауки

Робота різних технічних пристроїв ґрунту-єтьсянавикористанніфізичнихявищ і законівНаприкладспроектуватиіпобудуватилітакабокорабель(рис10)сталоможливимлишепісляви-вченнязакономірностейрухутілуповітрі іпла-ваннятілурідині

Автомобілі тепловозитеплоходилітакипри-водятьсяврухтепловимидвигунамирізнихтипівПобудова такихдвигунів сталаможливоюпіслявивченнявластивостейгазівтадеякихтепловихявищ Рис 10

12 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ЕлектричніявищалюдиспостерігалищезакількастолітьдонашоїериПротеупромисловостітапобутіелектрикапочалавикористовуватисялишезкінцяXIXстколисталивідоміосновнізакониелектричнихявищ

2 УдосконаленнявимірювальноїтехнікиствореннябільшточнихприладівпризводитьдоновихвідкриттівуфізиціТак створеннямі-кроскопівдаломожливістьвивчатибудовурізнихречовин

Знаннябудовиречовинзалежностівластивостейречовинвідїхньоїбудови вміннязмінюватиці властивостідалиможливість створюватиматеріалияківолодіютьвисокоюміцністютвердістюжаростійкістю

Завдякицьомузrsquoявиласяможливістьсконструюватиспеціальніапа-ратидлядослідженнякосмічногопросторуштучнісупутникиЗемлідлявивченняїїприроднихресурсівкліматуізавбаченняпогодиОтриманізїхньоюдопомогоювідомостісприяютьусвоючергурозвиткунауки

Розвиток електронної технікиmdashпоявакалькуляторів компrsquoютерівмобільнихтелефонівновихмоделейтелевізорів(рис11)автоматичнихпристроївmdashставможливийзавдякиствореннюнапівпровідниковихма-теріалівУсвоючергувикористаннякомпrsquoютерівдаєможливістьрозвrsquoя-зуватибагатонауково-досліднихіпрактичнихзадач

Наприкладкомпrsquoютердаєможливістьдоситьточнорозрахуватитраєк-торіїрухукосмічнихтілікосмічнихкораблів

Досягненняфізикиітехнікидализмогусконструюватитакіскладнітехнічніпристроїякприскорювачізарядженихчастинокщовходятьдо

Рис 11

1313 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

складуатомногоядраВивченнявластивостейатомнихядердалозмогупобудуватиядернийреакторmdashосновуатомних(ядерних)електростан-ційатомнихпідводнихчовніватомнихкриголамів

Нинімистоїмонапорозіновоїнауково-технічноїреволюціїповrsquoязаноїзупровадженнямтакзванихнанотехнологій

Такимчиномфізика і техніка тісно повrsquoязані між собою Розвиток фізики спричиняє подальший розвиток техніки а розвиток техніки сприяє новим досягненням фізики

3 ФізикаповrsquoязаназбагатьманаукамиОсобливотісновонаповrsquoя-заназматематикоютаастрономієюНаведемонапідтвердженняцьогоде-кількаприкладівМатематичнірозрахункичастонадзвичайноскладнідоводитьсяпроводитидлязапускуштучнихсупутниківЗемлііздійснен-няпольотівкосмічнихкораблівприконструюванніядернихреакторівтаприскорювачівелементарнихчастинокутеоріївідносностінадзвичайноважливарольматематикиутеоретичній фізиці

Звrsquoязокфізикийастрономіїпроявляєтьсяпершзавсевєдностізем-них інебеснихявищТакрухМісяцянавколоЗемлі іпадіннятілнаЗемлювідбуваютьсяпідвпливомоднієїітієїсамоїпричиниmdashдіїземно-готяжінняОднаковимиєзасвоєюприродоюпроцесияківідбуваютьсяунадрахСонцяівприскорювачахчастинокщодіютьнаЗемліУсвоючергурозвитокастрономіїсприяєрозвиткуфізикиКосмосявляєсобоюнібигігантськулабораторіюТамречовинаперебуваєутакихстанахякінеможливодосягтивземнихумовахНаприкладвідомітакзваніней-троннізоріречовинавякихстиснутаусотнімільйонівразівбільшеніжповітрянаЗемлі

Запитання для самоперевірки

1 Чому фізику вважають основою техніки2 Наведіть приклади технічних пристроїв На яких фізичних явищах ґрунтується

їхня робота

14 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

3 Які механізми та електричні пристрої використовуються у вашому домі4 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою і математикою Наведіть приклади5 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою й астрономією Наведіть приклади6 Наведіть приклади фізичних пристроїв що використовуються на транспорті7 Наведіть приклади приладів і технічних пристроїв що використовуються в нау-

кових дослідженнях

sect4 Фізика й навколишній світ Що вивчає фізика Як фізика вивчає навколишній світ

УматеріальномусвітіщооточуєнасзустрічаютьсянайрізноманітнішітілаВонимаютьрізнубудовурізнівластивостіірозміриНаприкладрозміриСонцяпланеттаіншихкосмічнихобrsquoєктівнабагатобільшізарозміритілякіоточуютьнаснаЗемлі(машинбудинківдеревітін)Усвоючергучастинкизякихскладаютьсятіладужемаліпорівнянозрозмірамицихтіл

Фізикавивчаєвластивостійповедінкуякдужемалихтіл(обrsquoєктів)такідужевеликихОднізакониєспільнимидляфізичнихтілрізнихрозмірівіншіописуютьповедінкулишемалихтілТомууфізиціобrsquoєктизалежновідїхніхрозмірівподіляютьнатригрупи

Допершої групи належатьскупченнязірmdashгалактикитанавітьскуп-чення галактикВонимаютьнадзвичайно великі розміриЦі обrsquoєктиутворюютьмегасвіт

Друга групаобrsquoєктівстановитьмакросвітЦевсещонасоточуєусещоможнапобачитинеозброєнимокомзоріпланетирізноманітнітіланаЗемліЦіобrsquoєктимаютьрізнірозмірищозначновідрізняютьсяодинвідодногоТакМісяцьмаєрадіус1738кмадовжиналегковогоавтомобі-ляскладає4ndash5мІМісяцьіавтомобільналежатьдообrsquoєктівмакросвіту

Третя група обrsquoєктівmdashмікросвітЦечастинкизякихскладаєтьсяречовинаЇхнірозмірименшівід10ndash8смУцьомусвітівиділеноостаннімчасомособливіобrsquoєктирозміромвід1до100нмтакзванийнаносвіт

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 11: фізика 7 клас (2015)

1111 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

Завдання 1е

Проведіть наступний експеримент удома Поставте на плиту невелику каструлю з водою Опишіть свої спостереження за нагріванням води Якщо ви маєте відповід-ний термометр для вимірювання температури води опустіть його у воду і слідкуйте за його показами Медичним термометром користуватися не можна

Будьте обережними Не доводьте воду до кипіння не доторкайтеся до нагрітої каструлі не переверніть її

sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками Назвіть відомі вам технічні пристрої Які фізичні явища лежать в основі їхньої роботи Які наукові відкриття у фізиці вам відомі

1 ЧасвякомумиживемохарактеризуєтьсябурхливимрозвиткомфізикиішвидкимупровадженнямїїдосягненьутехнікупромисловістьсільськегосподарствоіпобутЗіншогобокудосягненнятехнікивплива-ютьнарозвитокнауки

Робота різних технічних пристроїв ґрунту-єтьсянавикористанніфізичнихявищ і законівНаприкладспроектуватиіпобудуватилітакабокорабель(рис10)сталоможливимлишепісляви-вченнязакономірностейрухутілуповітрі іпла-ваннятілурідині

Автомобілі тепловозитеплоходилітакипри-водятьсяврухтепловимидвигунамирізнихтипівПобудова такихдвигунів сталаможливоюпіслявивченнявластивостейгазівтадеякихтепловихявищ Рис 10

12 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ЕлектричніявищалюдиспостерігалищезакількастолітьдонашоїериПротеупромисловостітапобутіелектрикапочалавикористовуватисялишезкінцяXIXстколисталивідоміосновнізакониелектричнихявищ

2 УдосконаленнявимірювальноїтехнікиствореннябільшточнихприладівпризводитьдоновихвідкриттівуфізиціТак створеннямі-кроскопівдаломожливістьвивчатибудовурізнихречовин

Знаннябудовиречовинзалежностівластивостейречовинвідїхньоїбудови вміннязмінюватиці властивостідалиможливість створюватиматеріалияківолодіютьвисокоюміцністютвердістюжаростійкістю

Завдякицьомузrsquoявиласяможливістьсконструюватиспеціальніапа-ратидлядослідженнякосмічногопросторуштучнісупутникиЗемлідлявивченняїїприроднихресурсівкліматуізавбаченняпогодиОтриманізїхньоюдопомогоювідомостісприяютьусвоючергурозвиткунауки

Розвиток електронної технікиmdashпоявакалькуляторів компrsquoютерівмобільнихтелефонівновихмоделейтелевізорів(рис11)автоматичнихпристроївmdashставможливийзавдякиствореннюнапівпровідниковихма-теріалівУсвоючергувикористаннякомпrsquoютерівдаєможливістьрозвrsquoя-зуватибагатонауково-досліднихіпрактичнихзадач

Наприкладкомпrsquoютердаєможливістьдоситьточнорозрахуватитраєк-торіїрухукосмічнихтілікосмічнихкораблів

Досягненняфізикиітехнікидализмогусконструюватитакіскладнітехнічніпристроїякприскорювачізарядженихчастинокщовходятьдо

Рис 11

1313 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

складуатомногоядраВивченнявластивостейатомнихядердалозмогупобудуватиядернийреакторmdashосновуатомних(ядерних)електростан-ційатомнихпідводнихчовніватомнихкриголамів

Нинімистоїмонапорозіновоїнауково-технічноїреволюціїповrsquoязаноїзупровадженнямтакзванихнанотехнологій

Такимчиномфізика і техніка тісно повrsquoязані між собою Розвиток фізики спричиняє подальший розвиток техніки а розвиток техніки сприяє новим досягненням фізики

3 ФізикаповrsquoязаназбагатьманаукамиОсобливотісновонаповrsquoя-заназматематикоютаастрономієюНаведемонапідтвердженняцьогоде-кількаприкладівМатематичнірозрахункичастонадзвичайноскладнідоводитьсяпроводитидлязапускуштучнихсупутниківЗемлііздійснен-няпольотівкосмічнихкораблівприконструюванніядернихреакторівтаприскорювачівелементарнихчастинокутеоріївідносностінадзвичайноважливарольматематикиутеоретичній фізиці

Звrsquoязокфізикийастрономіїпроявляєтьсяпершзавсевєдностізем-них інебеснихявищТакрухМісяцянавколоЗемлі іпадіннятілнаЗемлювідбуваютьсяпідвпливомоднієїітієїсамоїпричиниmdashдіїземно-готяжінняОднаковимиєзасвоєюприродоюпроцесияківідбуваютьсяунадрахСонцяівприскорювачахчастинокщодіютьнаЗемліУсвоючергурозвитокастрономіїсприяєрозвиткуфізикиКосмосявляєсобоюнібигігантськулабораторіюТамречовинаперебуваєутакихстанахякінеможливодосягтивземнихумовахНаприкладвідомітакзваніней-троннізоріречовинавякихстиснутаусотнімільйонівразівбільшеніжповітрянаЗемлі

Запитання для самоперевірки

1 Чому фізику вважають основою техніки2 Наведіть приклади технічних пристроїв На яких фізичних явищах ґрунтується

їхня робота

14 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

3 Які механізми та електричні пристрої використовуються у вашому домі4 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою і математикою Наведіть приклади5 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою й астрономією Наведіть приклади6 Наведіть приклади фізичних пристроїв що використовуються на транспорті7 Наведіть приклади приладів і технічних пристроїв що використовуються в нау-

кових дослідженнях

sect4 Фізика й навколишній світ Що вивчає фізика Як фізика вивчає навколишній світ

УматеріальномусвітіщооточуєнасзустрічаютьсянайрізноманітнішітілаВонимаютьрізнубудовурізнівластивостіірозміриНаприкладрозміриСонцяпланеттаіншихкосмічнихобrsquoєктівнабагатобільшізарозміритілякіоточуютьнаснаЗемлі(машинбудинківдеревітін)Усвоючергучастинкизякихскладаютьсятіладужемаліпорівнянозрозмірамицихтіл

Фізикавивчаєвластивостійповедінкуякдужемалихтіл(обrsquoєктів)такідужевеликихОднізакониєспільнимидляфізичнихтілрізнихрозмірівіншіописуютьповедінкулишемалихтілТомууфізиціобrsquoєктизалежновідїхніхрозмірівподіляютьнатригрупи

Допершої групи належатьскупченнязірmdashгалактикитанавітьскуп-чення галактикВонимаютьнадзвичайно великі розміриЦі обrsquoєктиутворюютьмегасвіт

Друга групаобrsquoєктівстановитьмакросвітЦевсещонасоточуєусещоможнапобачитинеозброєнимокомзоріпланетирізноманітнітіланаЗемліЦіобrsquoєктимаютьрізнірозмірищозначновідрізняютьсяодинвідодногоТакМісяцьмаєрадіус1738кмадовжиналегковогоавтомобі-ляскладає4ndash5мІМісяцьіавтомобільналежатьдообrsquoєктівмакросвіту

Третя група обrsquoєктівmdashмікросвітЦечастинкизякихскладаєтьсяречовинаЇхнірозмірименшівід10ndash8смУцьомусвітівиділеноостаннімчасомособливіобrsquoєктирозміромвід1до100нмтакзванийнаносвіт

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 12: фізика 7 клас (2015)

12 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ЕлектричніявищалюдиспостерігалищезакількастолітьдонашоїериПротеупромисловостітапобутіелектрикапочалавикористовуватисялишезкінцяXIXстколисталивідоміосновнізакониелектричнихявищ

2 УдосконаленнявимірювальноїтехнікиствореннябільшточнихприладівпризводитьдоновихвідкриттівуфізиціТак створеннямі-кроскопівдаломожливістьвивчатибудовурізнихречовин

Знаннябудовиречовинзалежностівластивостейречовинвідїхньоїбудови вміннязмінюватиці властивостідалиможливість створюватиматеріалияківолодіютьвисокоюміцністютвердістюжаростійкістю

Завдякицьомузrsquoявиласяможливістьсконструюватиспеціальніапа-ратидлядослідженнякосмічногопросторуштучнісупутникиЗемлідлявивченняїїприроднихресурсівкліматуізавбаченняпогодиОтриманізїхньоюдопомогоювідомостісприяютьусвоючергурозвиткунауки

Розвиток електронної технікиmdashпоявакалькуляторів компrsquoютерівмобільнихтелефонівновихмоделейтелевізорів(рис11)автоматичнихпристроївmdashставможливийзавдякиствореннюнапівпровідниковихма-теріалівУсвоючергувикористаннякомпrsquoютерівдаєможливістьрозвrsquoя-зуватибагатонауково-досліднихіпрактичнихзадач

Наприкладкомпrsquoютердаєможливістьдоситьточнорозрахуватитраєк-торіїрухукосмічнихтілікосмічнихкораблів

Досягненняфізикиітехнікидализмогусконструюватитакіскладнітехнічніпристроїякприскорювачізарядженихчастинокщовходятьдо

Рис 11

1313 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

складуатомногоядраВивченнявластивостейатомнихядердалозмогупобудуватиядернийреакторmdashосновуатомних(ядерних)електростан-ційатомнихпідводнихчовніватомнихкриголамів

Нинімистоїмонапорозіновоїнауково-технічноїреволюціїповrsquoязаноїзупровадженнямтакзванихнанотехнологій

Такимчиномфізика і техніка тісно повrsquoязані між собою Розвиток фізики спричиняє подальший розвиток техніки а розвиток техніки сприяє новим досягненням фізики

3 ФізикаповrsquoязаназбагатьманаукамиОсобливотісновонаповrsquoя-заназматематикоютаастрономієюНаведемонапідтвердженняцьогоде-кількаприкладівМатематичнірозрахункичастонадзвичайноскладнідоводитьсяпроводитидлязапускуштучнихсупутниківЗемлііздійснен-няпольотівкосмічнихкораблівприконструюванніядернихреакторівтаприскорювачівелементарнихчастинокутеоріївідносностінадзвичайноважливарольматематикиутеоретичній фізиці

Звrsquoязокфізикийастрономіїпроявляєтьсяпершзавсевєдностізем-них інебеснихявищТакрухМісяцянавколоЗемлі іпадіннятілнаЗемлювідбуваютьсяпідвпливомоднієїітієїсамоїпричиниmdashдіїземно-готяжінняОднаковимиєзасвоєюприродоюпроцесияківідбуваютьсяунадрахСонцяівприскорювачахчастинокщодіютьнаЗемліУсвоючергурозвитокастрономіїсприяєрозвиткуфізикиКосмосявляєсобоюнібигігантськулабораторіюТамречовинаперебуваєутакихстанахякінеможливодосягтивземнихумовахНаприкладвідомітакзваніней-троннізоріречовинавякихстиснутаусотнімільйонівразівбільшеніжповітрянаЗемлі

Запитання для самоперевірки

1 Чому фізику вважають основою техніки2 Наведіть приклади технічних пристроїв На яких фізичних явищах ґрунтується

їхня робота

14 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

3 Які механізми та електричні пристрої використовуються у вашому домі4 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою і математикою Наведіть приклади5 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою й астрономією Наведіть приклади6 Наведіть приклади фізичних пристроїв що використовуються на транспорті7 Наведіть приклади приладів і технічних пристроїв що використовуються в нау-

кових дослідженнях

sect4 Фізика й навколишній світ Що вивчає фізика Як фізика вивчає навколишній світ

УматеріальномусвітіщооточуєнасзустрічаютьсянайрізноманітнішітілаВонимаютьрізнубудовурізнівластивостіірозміриНаприкладрозміриСонцяпланеттаіншихкосмічнихобrsquoєктівнабагатобільшізарозміритілякіоточуютьнаснаЗемлі(машинбудинківдеревітін)Усвоючергучастинкизякихскладаютьсятіладужемаліпорівнянозрозмірамицихтіл

Фізикавивчаєвластивостійповедінкуякдужемалихтіл(обrsquoєктів)такідужевеликихОднізакониєспільнимидляфізичнихтілрізнихрозмірівіншіописуютьповедінкулишемалихтілТомууфізиціобrsquoєктизалежновідїхніхрозмірівподіляютьнатригрупи

Допершої групи належатьскупченнязірmdashгалактикитанавітьскуп-чення галактикВонимаютьнадзвичайно великі розміриЦі обrsquoєктиутворюютьмегасвіт

Друга групаобrsquoєктівстановитьмакросвітЦевсещонасоточуєусещоможнапобачитинеозброєнимокомзоріпланетирізноманітнітіланаЗемліЦіобrsquoєктимаютьрізнірозмірищозначновідрізняютьсяодинвідодногоТакМісяцьмаєрадіус1738кмадовжиналегковогоавтомобі-ляскладає4ndash5мІМісяцьіавтомобільналежатьдообrsquoєктівмакросвіту

Третя група обrsquoєктівmdashмікросвітЦечастинкизякихскладаєтьсяречовинаЇхнірозмірименшівід10ndash8смУцьомусвітівиділеноостаннімчасомособливіобrsquoєктирозміромвід1до100нмтакзванийнаносвіт

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 13: фізика 7 клас (2015)

1313 sect3 Звrsquoязок фізики з іншими науками

складуатомногоядраВивченнявластивостейатомнихядердалозмогупобудуватиядернийреакторmdashосновуатомних(ядерних)електростан-ційатомнихпідводнихчовніватомнихкриголамів

Нинімистоїмонапорозіновоїнауково-технічноїреволюціїповrsquoязаноїзупровадженнямтакзванихнанотехнологій

Такимчиномфізика і техніка тісно повrsquoязані між собою Розвиток фізики спричиняє подальший розвиток техніки а розвиток техніки сприяє новим досягненням фізики

3 ФізикаповrsquoязаназбагатьманаукамиОсобливотісновонаповrsquoя-заназматематикоютаастрономієюНаведемонапідтвердженняцьогоде-кількаприкладівМатематичнірозрахункичастонадзвичайноскладнідоводитьсяпроводитидлязапускуштучнихсупутниківЗемлііздійснен-няпольотівкосмічнихкораблівприконструюванніядернихреакторівтаприскорювачівелементарнихчастинокутеоріївідносностінадзвичайноважливарольматематикиутеоретичній фізиці

Звrsquoязокфізикийастрономіїпроявляєтьсяпершзавсевєдностізем-них інебеснихявищТакрухМісяцянавколоЗемлі іпадіннятілнаЗемлювідбуваютьсяпідвпливомоднієїітієїсамоїпричиниmdashдіїземно-готяжінняОднаковимиєзасвоєюприродоюпроцесияківідбуваютьсяунадрахСонцяівприскорювачахчастинокщодіютьнаЗемліУсвоючергурозвитокастрономіїсприяєрозвиткуфізикиКосмосявляєсобоюнібигігантськулабораторіюТамречовинаперебуваєутакихстанахякінеможливодосягтивземнихумовахНаприкладвідомітакзваніней-троннізоріречовинавякихстиснутаусотнімільйонівразівбільшеніжповітрянаЗемлі

Запитання для самоперевірки

1 Чому фізику вважають основою техніки2 Наведіть приклади технічних пристроїв На яких фізичних явищах ґрунтується

їхня робота

14 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

3 Які механізми та електричні пристрої використовуються у вашому домі4 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою і математикою Наведіть приклади5 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою й астрономією Наведіть приклади6 Наведіть приклади фізичних пристроїв що використовуються на транспорті7 Наведіть приклади приладів і технічних пристроїв що використовуються в нау-

кових дослідженнях

sect4 Фізика й навколишній світ Що вивчає фізика Як фізика вивчає навколишній світ

УматеріальномусвітіщооточуєнасзустрічаютьсянайрізноманітнішітілаВонимаютьрізнубудовурізнівластивостіірозміриНаприкладрозміриСонцяпланеттаіншихкосмічнихобrsquoєктівнабагатобільшізарозміритілякіоточуютьнаснаЗемлі(машинбудинківдеревітін)Усвоючергучастинкизякихскладаютьсятіладужемаліпорівнянозрозмірамицихтіл

Фізикавивчаєвластивостійповедінкуякдужемалихтіл(обrsquoєктів)такідужевеликихОднізакониєспільнимидляфізичнихтілрізнихрозмірівіншіописуютьповедінкулишемалихтілТомууфізиціобrsquoєктизалежновідїхніхрозмірівподіляютьнатригрупи

Допершої групи належатьскупченнязірmdashгалактикитанавітьскуп-чення галактикВонимаютьнадзвичайно великі розміриЦі обrsquoєктиутворюютьмегасвіт

Друга групаобrsquoєктівстановитьмакросвітЦевсещонасоточуєусещоможнапобачитинеозброєнимокомзоріпланетирізноманітнітіланаЗемліЦіобrsquoєктимаютьрізнірозмірищозначновідрізняютьсяодинвідодногоТакМісяцьмаєрадіус1738кмадовжиналегковогоавтомобі-ляскладає4ndash5мІМісяцьіавтомобільналежатьдообrsquoєктівмакросвіту

Третя група обrsquoєктівmdashмікросвітЦечастинкизякихскладаєтьсяречовинаЇхнірозмірименшівід10ndash8смУцьомусвітівиділеноостаннімчасомособливіобrsquoєктирозміромвід1до100нмтакзванийнаносвіт

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 14: фізика 7 клас (2015)

14 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

3 Які механізми та електричні пристрої використовуються у вашому домі4 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою і математикою Наведіть приклади5 У чому проявляється звrsquoязок між фізикою й астрономією Наведіть приклади6 Наведіть приклади фізичних пристроїв що використовуються на транспорті7 Наведіть приклади приладів і технічних пристроїв що використовуються в нау-

кових дослідженнях

sect4 Фізика й навколишній світ Що вивчає фізика Як фізика вивчає навколишній світ

УматеріальномусвітіщооточуєнасзустрічаютьсянайрізноманітнішітілаВонимаютьрізнубудовурізнівластивостіірозміриНаприкладрозміриСонцяпланеттаіншихкосмічнихобrsquoєктівнабагатобільшізарозміритілякіоточуютьнаснаЗемлі(машинбудинківдеревітін)Усвоючергучастинкизякихскладаютьсятіладужемаліпорівнянозрозмірамицихтіл

Фізикавивчаєвластивостійповедінкуякдужемалихтіл(обrsquoєктів)такідужевеликихОднізакониєспільнимидляфізичнихтілрізнихрозмірівіншіописуютьповедінкулишемалихтілТомууфізиціобrsquoєктизалежновідїхніхрозмірівподіляютьнатригрупи

Допершої групи належатьскупченнязірmdashгалактикитанавітьскуп-чення галактикВонимаютьнадзвичайно великі розміриЦі обrsquoєктиутворюютьмегасвіт

Друга групаобrsquoєктівстановитьмакросвітЦевсещонасоточуєусещоможнапобачитинеозброєнимокомзоріпланетирізноманітнітіланаЗемліЦіобrsquoєктимаютьрізнірозмірищозначновідрізняютьсяодинвідодногоТакМісяцьмаєрадіус1738кмадовжиналегковогоавтомобі-ляскладає4ndash5мІМісяцьіавтомобільналежатьдообrsquoєктівмакросвіту

Третя група обrsquoєктівmdashмікросвітЦечастинкизякихскладаєтьсяречовинаЇхнірозмірименшівід10ndash8смУцьомусвітівиділеноостаннімчасомособливіобrsquoєктирозміромвід1до100нмтакзванийнаносвіт

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 15: фізика 7 клас (2015)

1515 sect4 Фізика й навколишній світ

Префікснано-означаєрозмір10mdash9мДотакихобrsquoєктівякіназиваютьнаноструктурами належать надтонкі плівки нанонитки нанотруб-киДослідженняпоказалищоусіціматеріаливолодіютьунікальнимивластивостямияківжезнайшлиширокезастосуваннявтехніціірізнихтехнологіях(нанотехнології)Знатиякповодятьсямікрочастинкидужеважливодлярозуміннябудовиівластивостейрізнихтіл

Фізика вивчає властивості тіл і явища що відбуваються в мікро- макро- та мегасвіті Знання про навколишній світ можна отримати як під час проведення спостережень та експерименту так і теоретич-но Закони установлені в ході експерименту пояснюються за допомо-гою фізичних теорій

Якщознанняпроявищаівластивостітілбулиотриманітеоретичнимшляхомтоїхняправильністьперевіряєтьсяекспериментом

Усізнанняпропевнеколофізичнихявищїхнійописвеличинияки-мивонихарактеризуютьсярезультатиекспериментівзакониmdashвходятьдофізичноїтеорії

Нарис12наведенасхеманаякійпоказанощовивчаєфізикаяквонавивчаєнавколишнійсвіттавякійформісистематизуютьсяотри-манізнання

ЩО ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

ЯК ВИВЧАЄ

ФІЗИКА

мікросвіт

макросвіт

мегасвіт

явища

властивостіобrsquoєктів

спостереження

експеримент

теоретичнідослідження

величини

закони

теорія

Рис 12

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 16: фізика 7 клас (2015)

16 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Які ви знаєте обrsquoєкти мегасвіту2 Наведіть приклади обrsquoєктів макросвіту3 Назвіть відомі вам обrsquoєкти мікросвіту4 Що називається наносвітом

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропонований в електронному додатку тест 1

sect5 Видатні вчені-фізики Назвіть відомих вам фізиків

Вивченняісторіїрозвиткуфізикиознайомленняздіяльністютворцівцієїнаукибезумовносприяєглибшомурозуміннюзаконівфізикиїїпо-нятьітеорійЗвичайнонавітьперелічитивидатнихучених-фізиківяківнеслисвійвкладурозвитокцієїнаукищоналічуєбільшніждвітися-чіроківнеможливоТомунаведенийнижчеперелікбезумовнодалеконеповний

Аристотель(384ndash322ррдоне)давньогрецькийученийузагальниввідомінатойчасзнанняпроприроду

Архімед(287ndash212ррдоне)давньогрецькийфізикіматематиквід-кривзакониплаваннятілурідині

ГалілеоГалілей(1564ndash1642)італійськийфізиквідкривзаконінер-ції

ІсаакНьютон(1643ndash1727)англійськийфізикіматематиктворецькласичноїмеханікивідкривзаконвсесвітньоготяжіння

МаксвеллДжеймсКларк(1831ndash1879)англійськийфізикстворивтеоріюелектромагнітногополя

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 17: фізика 7 клас (2015)

1717 sect5 Видатні вчені-фізики

АльбертЕйнштейн(1879ndash1955)народивсяуНімеччиніостаннірокисвогожиттяпрацювавуСШАстворивтеоріювідносностіmdashсучаснуфі-зичнутеоріючасупросторуігравітаційногополя

ЕрнестРезерфорд(1871ndash1937)англійськийфізикзасновникядер-ноїфізики

НільсБор(1885ndash1962)данськийфізик-теоретикодинізтворцівсу-часноїквантовоїмеханіки

ЛевЛандау(1908ndash1968)радянськийфізик-теоретику1932-1937ррпрацювавуХарковіДіапазоннауковоїдіяльностідоситьширокийmdashвідфізикитвердоготіладотеоріїполяіядерноїфізики

СергійКорольов(1906ndash1966)народивсяуЖитомиріголовнийкон-структоррадянськихракетно-космічнихсистем

Архімед

Ісаак Ньютон

Аристотель

Джеймс Максвелл

Галілео Галілей

Альберт Ейнштейн

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 18: фізика 7 клас (2015)

18 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

БорисПатон(нару1918р)народивсявКиєвідослідивпроцесиав-томатичногозварюваннятазварюванняувідкритомукосмосіз1962рmdashПрезидентНаціональноїакадеміїнаукУкраїни

Слідвідзначитирядукраїнськихфізиківякимдовелосяпрацюватизакордоном

ІванПулюй(1845ndash1918)народивсяумГримайлівпрацювавуга-лузідослідженнягазорозряднихпроцесівелектротехнікитарентгенів-ськихпроменів

Ернест Резерфорд

Іван Пулюй

Нільс Бор

Борис Патон

Лев Ландау

Олександр Смакула

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 19: фізика 7 клас (2015)

1919 sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

ОлександрСмакула(1900ndash1983)народивсяусДобриводивидат-нийукраїнськийфізиквідомийсвоїмироботамивоптицітавивченнікристалів

Запитання для самоперевірки

1 Яких фізиків ви знаєте В яких галузях науки вони працювали2 Яких українських фізиків ви знаєте

sect6 Фізичні величини Одиниці фізичних величин

Що називають температурою Що таке швидкість тіла

1 Длятогощобкількісноохарактеризуватифізичнеявищенеоб-хідноввестипевніфізичнівеличини

БудемоспостерігатизанагріваннямводиучайникуСтупіньнагрітостіводихарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюяканазиваєтьсятемпера-туроюТемператураєзагальноюхарактеристикоюусіхявищповrsquoязанихзнагріваннямабоохолодженнямтілівкожномуконкретномувипадкувонамаєцілкомпевнезначення

Рухтілхарактеризуєтьсяфізичноювеличиноюякуназиваютьшвид-кістюМиговоримощоавтомобільрухаєтьсязішвидкістю60кмгодве-лосипедистmdashзішвидкістю20кмгодтобтошвидкістьхарактеризуючирухмаєрізнізначеннядляавтомобіляівелосипедиста

2 Деякіфізичнівеличинихарактеризуютьвластивостітіліречо-винУсітілапритягуютьсядоЗемліВеличинуякахарактеризуєвлас-тивість тілпритягуватисядоЗемліназиваютьмасоютілаМаса тіламаєпевнезначеннявонорізнеурізнихтілТакнаприкладмасаяблу-ка100 гмасаавтомобіляАвтоЗАЗЛаносmdash1182кгмасаМісяцяmdash735middot1022кг

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 20: фізика 7 клас (2015)

20 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Отжефізичнівеличиникількіснохарактеризуютьфізичніяви-щаівластивостітілтаречовин

Щобувестифізичнувеличинупотрібнопершзавсевстановитиякеявищечивластивістьвонахарактеризує

3 ФізичнівеличинимаютьпевнізначенняПідзначеннямфізич-ноївеличинирозуміютьдеякечислотаодиницюфізичноївеличини

Наприкладвідомощодовжинастоластановить2мЗаписуютьцетакl=2мУцьомувиразіl mdashумовнепозначеннядовжини2mdashчис-ловезначеннядовжинистолам(метр)mdashодиницядовжини2мmdashзна-ченнядовжинистола

БільшістьфізичнихвеличинмаютьпевніодиницівимірюванняУМіжнародній системі одиниць (скороченопишутьСІmdash система

інтернаціональна)заосновнуодиницюдовжиниприйнятометр (1м)Заосновнуодиницюмасиприйнятокілограм (1кг)Основноюодини-цеючасуєсекунда (1с)основноюодиницеюсилиструмуєампер (1А)

4 Відвиборуодиницізалежитьчисловезначенняфізичноївеличи-нивонозмінюєтьсяпривикористаннііншоїодиниціНаприкладдовжи-настоладорівнює2мабо200смЧисловізначенняфізичноївеличини(довжинистола)різніоскількирізніодиниціцієївеличини

КрімосновнихіснуютькратніічастинніодиниціТаккратноюоди-ницеюдовжиниявляєтьсякілометрачастиннимиодиницямиmdashдеци-метрсантиметрміліметрКратніодиницімасиmdashтоннацентнерча-стинніmdashграмміліграмтаіншіЩобпереходитивідодниходиницьдоіншихпотрібнознатиспіввідношенняміжнимТак

1м=100см=102см1км=1000м=103м1мм=0001м=10mdash3м1кг=1000г=103г1мг=10ndash3г=10ndash6кг

1год=3600с=36middot103с

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 21: фізика 7 клас (2015)

2121 sect7 Вимірювання фізичних величин

Запитання для самоперевірки

1 Які фізичні величини характеризують наступні явища а) охолодження повітря в кімнаті б) рух автомобіля

2 Які фізичні величини наведено в параграфі Наведіть приклади відомих вам фі-зичних величин що не вказані в тексті параграфа

3 Назвіть одиниці довжини і часу які не вказані в тексті параграфа

Завдання 2

1 Довжина кімнати 4 м Виразіть її довжину в см в дм2 Маса автомобіля 2 т Виразіть його масу в кг в г3 Учень виконав завдання за 1 год 20 хв Виразіть цей час у хв у с4 Обrsquoєм води в акваріумі 5 л Виразіть цей обrsquoєм у м3 дм3 у см3

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

sect7 Вимірювання фізичних величин Що називають фізичною величиною Які вимірювальні прилади ви знаєте

1 Джереломнашихзнаньпроприродуєспостереженняйекспери-ментиПідчаспроведенняфізичнихдослідівдоводитьсявимірюватинай-різноманітнішівеличини

НаприкладспостереженнятачисленніекспериментипоказуютьщообrsquoємтілазбільшуєтьсязпідвищеннямйоготемпературиДлятогощоб

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 22: фізика 7 клас (2015)

22 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

дізнатисяпротеяксамеобrsquoємтілазалежитьвідтемпературипотрібнопідчасдослідупроводитивимірюванняцихдвохвеличин

2 ЩоозначаєвимірятифізичнувеличинуНаприкладми хочемо вимірятидовжину олівцяЩобце зробити

візьмемовідрізокзавдовжки1смізrsquoясуємоскількиразівцейвідрізокукладетьсянадовжиніолівцяІншимисловамимипорівняємодовжинуолівцяздовжиноювідрізка1см

Щобвимірятипроміжокчасуміжпочаткомрухуавтомобіляійогозу-пинкоюпотрібнозrsquoясуватискількисекундміститьсявцьомупроміжкуМипорівнюємоцейпроміжокчасузпроміжкомщодорівнює1с

Такимчиномщобвимірятифізичнувеличинупотрібнопорів-нятиїїзоднорідноювеличиноюякуприйнятозаодиницю

Урезультатівимірюваннявеличиниотримуютьїїзначеннявираже-неупевниходиницях

3 ФізичнівеличинивимірюютьзадопомогоюспеціальнихприладівОднимізнайпростішихвимірювальнихприла-дівєлінійка(рис13)

Використовуючи їїможнавимірятидовжинуширинуівисотутілатобтойоголінійнірозміри

Фізичнимиприладамияківамдобревідомієтакожсекундомірзадопомогоюякоговимірюютьчас(рис14)вагиаботерезиякідаютьзмогувизначитимасутіла(рис15)Приладомзадопомогоюякоговимірюютьобrsquoємрідиниєвимірювальнийциліндрmdashмензурка(рис16)

4 Розглянемоприладизображенінарисунках13ndash16НаприладахнанесеніштрихиапорядздеякимиштрихамистоятьчислаШтрихи (поділки) і числа поряд з ними утворюють шкалу приладуЗашкалоюприладувизначаютьзначеннявимірюваноївеличини

Наприладікрімшкалипозначаютьодиницювимірюваноївеличини

Рис 13

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9см

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 23: фізика 7 клас (2015)

2323 sect7 Вимірювання фізичних величин

5 Щеразпоглянемонашкалиприладів(диврис13ndash16)Миба-чимощочисластоятьлишебілядеякихштрихівапорядізбільшістюштрихівчиселнемає

Виникаєзапитанняякдізнатисяпрозначеннявимірюваноївеличи-ниякщойогонеможнапрочитатибезпосередньонашкаліприладуДляцьогопотрібнознатицінуподілкишкали

Цінаподілкиmdashцезначеннянайменшоїподілки(відстаніміждвомаштрихами)шкаливимірювальногоприладу

Щобвизначитицінуподілкишкалиприладунеобхіднопослідовновиконатинаступнідії

1Знайтирізницюміждвоманайближчимизначеннямипозначени-минашкаліприладу

2Знайтикількістьподілокміжцимизначеннями3Знайтицінуподілкишкалиприладуподіливширізницюзначень

величининакількістьподілокміжцимизначеннямиВизначимоцінуподілкишкалилінійки(диврис13)Дляцього1)знайдеморізницюдвохбудь-якихзначеньпозначенихналінійці

наприклад6смndash5см=1см2)знайдемокількістьподілокшкалиміжцимизначеннямивонадо-

рівнює23)знайдемозначенняоднієїподілкидляцього1смподілимонадві

поділки1см2=05см

Рис 14

30

25

20

15

10

515

11

9 6

3

Рис 15

14 5 6 732

Рис 16

200

150

100

50

мл

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 24: фізика 7 клас (2015)

24 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

ОтриманезначенняієціноюподілкишкалилінійкиОтжецінапо-ділкистановить

6 52

см смminus=05см

ТеперзнаючицінуподілкишкаливизначимозначеннявимірюваноївеличиниmdashдовжинибрускаДляцього

1) розмістимолівийкінець брускапротинульовоїподілкилінійкизнайдемонайближчийштрихпередправимкінцембрускабіляякогонанесенозначеннявимірюваноївеличинивонодорівнює5см

2)визначимокількістьподілокрозташованихміжцимзначеннямдов-жиниіправимкінцембрускавонадорівнює1

3)помножимоцінуподілкинакількістьподілок05см1=05см

4)додамоотриманезначеннядо5см5см+05см=55см

Цеієзначеннявимірюваноївеличинитобтоуцьомувипадкудовжи-набрускастановить55см

Запитання для самоперевірки

1 З якою метою проводять вимірювання в фізиці2 Що означає виміряти фізичну величину Поясніть на прикладі3 Що називається шкалою вимірювального приладу4 Що таке ціна поділки шкали приладу і як її можна визначити

Завдання 3

1 Визначте ціну поділки і покази приладів зображених на рисунках 14ndash16 Одержані результати занесіть у таблицю 1 перемалювавши її в зошит

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 25: фізика 7 клас (2015)

2525 sect8 Точність вимірювань

Таблиця 1пп

Назва приладу

Вимірювана величина Цінаподілки Значення

величини1 Секундомір

2 Ваги

3 Мензурка

2e Визначте ціну поділки вашої лінійки Виміряйте нею довжину олівця3e Виміряйте вдома довжину і ширину стола за допомогою вимірювальної стрічки

(побутового сантиметра) визначивши попередньо ціну поділки її шкали4e Визначте обrsquoєм води в каструлі методом оцінювання15e Виміряйте час витікання води з пляшки

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте завдання запропоновані в електронному до-датку до підручника

sect8 Точність вимірювань Що означає виміряти фізичну величину Що називають ціною поділки шкали вимірювального приладу Як її визначити

1 Привимірюванніфізичнихвеличинчастопотрібноодержатияко-могаточнішийрезультатоскількивідцьогозалежитьобґрунтованістьвисновківякіроблятьсязарезультатамипроведенихекспериментів

Зrsquoясуємовідчогозалежитьточністьвимірювань

1 Метод оцінювання використовують тоді колиневимагається точневимірюваннявеличиниВосновіцьогометодулежитьпорівняннявеличинищовизначаєтьсязвідомоювеличиноюТакможнавизначитивисотупrsquoятиповерховогобудинкупомножившивисотуодногоповерху(біля3м)на5Отримаємоприблизно15м

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 26: фізика 7 клас (2015)

26 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Виміряємодовжинуодногоітогосамогобрусказадопомогоюдвохліні-йок(рис17і18)Цінаподілкишкалипершоїлінійки05смдругоїmdash1мм

Значеннядовжинибрускаотриманезадопомогоюпершоїлінійкидо-рівнює4смазадопомогоюдругоїmdash41ммЯкщовикористатилінійкузіщеменшоюціноюподілкишкалиотримаємощеточнішийрезультатОтжеточністьвимірюваньзалежитьвідціниподілкишкалиприладуЧим менша ціна поділки тим більша точність вимірювання

ТакимчиномфізичнувеличинунеможнавимірятиточноПриїїви-мірюваннієневідворотнимипомилкиабоякговорятьпохибкивимі-рюванняПохибкивиникаютьунаслідокнедосконалостівимірювальнихприладівповrsquoязанихзособливостямиїхньоїконструкціїВміруудоско-наленнявимірювальнихприладівпідвищуєтьсяточністьвимірювань

Можнавважатищопохибка вимірювань дорівнює половині ціни по-ділки шкали вимірювального приладуЦюпохибкуназиваютьабсолютshyноюпохибкоювимірювань

Підчасвикористаннявимірювальнихприладівпотрібнодотримува-тисяпевнихправилщобневноситидодатковупохибкуТакпризніман-ніпоказівшкалаприладуповинназнаходитисяпрямопередочимапривимірюваннітемпературирідинитермометрнеможнавийматизнеїпідчасзважуваннятілпотрібнослідкуватищобвагибулигоризонтальнорозташованимичашівагбулисухимиітін

2 Якправильнозаписатирезультатвимірюваньзурахуваннямаб-солютноїпохибки

ДлявідповідінацезапитаннярозглянемоприкладВиміряємодов-жинустолаlзадопомогоюдемонстраційногометрацінаподілкиякого

Рис 17

0 1 2 3 4 5 6см

Рис 18

0 1 2 3 4 5 6см

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 27: фізика 7 клас (2015)

2727 sect8 Точність вимірювань

1смНехайвонастановить231смАбсолютнапохибкавимірюванняста-новитьполовинуціниподілкиотжевонадорівнює05смТодірезультатвимірюваннядовжинистолазапишетьсяувигляді

l=(2310plusmn05)смЦеозначаєщоістиннезначеннявимірюваноївеличинилежитьуме-

жах2305смlelle2315см

Начисловомупромені(рис19)виділеноінтервалвякомулежитьіс-тиннезначеннядовжинистолаширинацьогоінтервалудорівнює1см

ТакимчиномякщозначенняфізичноївеличиниАотриманеврезуль-татівимірюванняпозначитичерезаабсолютнупохибкувимірюваннячерезΔа(Δmdashвеликагрецькалітераlaquoдельтаraquo)торезультатвимірюван-нязапишетьсятак

А=аplusmnΔаЗазначимощовимірюваннярозмірівмалихтілєзавданнямнезлег-

кихНаприкладякщовимірюватидіаметрпшонинизадопомогоюліній-кизціноюподілкиїїшкали1ммтоабсолютнапохибкатакоговимірю-ваннябудеприблизнотакоюсамоюякідіаметрпшонини

ДлязменшенняпохибоквимірюванькористуютьсяметодомрядівДляцьоговкладаютьщільновряддекількапшонин(п)івимірюютьдовжину

ряду(L)Тодідіаметрпшониниd=LnПрицьомуабсолютнапохибкави-

мірюваннядіаметрапшонинидорівнюватимеабсолютнійпохибцівимі-рюваннялінійкою(05мм)поділенійнакількістьпшонинурядіОтжечимбільшакількістьмалихтілурядітимменшаабсолютнапохибкавимірюваннятобтоодержуєтьсяточнішийрезультат

Рис 19

2305 231 2315 l см

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 28: фізика 7 клас (2015)

28 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Для тогощоб узнати наскільки великою є похибка вимірюванняукожномувипадкуобчислюютьвідносну похибку δа(δmdashмалагрець-калітераlaquoдельтаraquo)ВонадорівнюєвідношеннюабсолютноїпохибкиΔадозначенняафізичноївеличиниодержаноговрезультатівимірювання

δa aa

= sdot∆ 100

Відноснупохибкувиражаютьувідсотках

Запитання для самоперевірки

1e Чи можна фізичну величину виміряти точно Відповідь поясніть2 Назвіть причини похибок при вимірюваннях3 Як повrsquoязана точність вимірювань із ціною поділки шкали приладу4 Як записати результат вимірювання з урахуванням похибки5 У чому полягає метод рядів6 Що таке відносна похибка

Завдання 4

1e Виміряйте лінійкою довжину зошита і запишіть результат з урахуванням похибки вимірювання

2 Запишіть покази приладів зображених на рисунках 13ndash16 з урахуванням похи-бок вимірювань

Робота з компrsquoютером

Вивчіть матеріал уроку і виконайте запропоновані в електронному додатку завдання

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 29: фізика 7 клас (2015)

2929 sect8 Точність вимірювань

Лабораторна робота 1ndash2

Визначення ціни поділки шкали приладу Вимірювання обrsquoєму твердих тіл рідин і сипких матеріалів

Мета роботи Навчитися 1) визначати ціну поділки приладу і знімати його по-кази 2) проводити вимірювання за допомогою найпростіших вимірю-вальних засобів 3) оформляти звіт про виконання лабораторної роботи

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка або мірний циліндр 3 Фотографії шкал кімнатного і медичного термометрів 4 Паперова стрічка завдовжки 15ndash20 см 5 Брусок у формі паралелепіпеда або куба 6 Склянка з во-дою 7 Нитка 8 Невелике тіло неправильної форми

Хід роботи1 Удома напередодні виконання роботи повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshy

йомтеся з вказівками до лабораторної роботи 12 Уважно розгляньте засоби вимірювань і обладнання до лабораторної

роботи Вивчіть шкали лінійки мензурки термометрів та визначте ціну по-ділки кожного приладу занесіть дані в таблицю

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 30: фізика 7 клас (2015)

30 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

пп

Вимірювальнийприлад

Одиницівимірювання

Межівимірювання

Цінаподілки

1 Лінійка

2 Кімнатнийтермометр

3 Медичнийтермометр

4 Мензурка

3 Ознайомтеся з інструкцією і визначте як правильно знімати покази при-ладів Коротко запишіть у зошит основні правила проведення вимірювань За потреби звертайтеся за розrsquoясненнями до вчителя

4 Виготовіть з паперу мірну стрічку з ціною поділки 2 мм і за допомогою неї виміряйте довжину олівця й авторучки Занесіть результати вимірювань у таблицю

пп Вимірюванавеличина Показизасобувимірювання

1 Довжинаолівця2 Довжинаавторучки

5 Проведіть вимірювання обrsquoєму води за допомогою мензурки (або мір-ного циліндра) провівши три досліди

Дослід 1 Налийте у мензурку певну кількість води (більше половини обrsquoє-му) і визначте її обrsquoєм V1

Дослід 2 Відлийте з мензурки 10shy20 мл води і виміряйте обrsquoєм води V2 що залишилася у мензурці

Дослід 3 Долийте у мензурку 10shy50 мл води і виміряйте її обrsquoєм V3 Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємводиумензурціV1 V2 V3

6 Визначте обrsquoєм бруска Для цього налийте у мензурку певну кількість води і виміряйте її обrsquoєм V1 Потім прикріпіть брусок до нитки і повністю за-нурте його у воду Визначте який обrsquoєм V2 займають вода і брусок разом

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 31: фізика 7 клас (2015)

3131 sect8 Точність вимірювань

Шуканий обrsquoєм бруска дорівнює V = V2 ndash V1 Дані вимірювань занесіть у та-блицю виразивши обrsquoєм у різних одиницях

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = V2 ndash V1)V1 V2 см3 мм3 дм3 м3

7 Знайдіть обrsquoєм бруска V за відомою вам математичною формулою ви-мірявши лінійкою його довжину (l) ширину (b) і висоту (h) V = l middot b middot h На основі даних вимірювань і розрахунків заповніть відповідну таблицю

Вимірюванавеличина Обrsquoємбруска(V = l middot b middot h)l b h см3 мм3 дм3 м3

8 Порівняйте значення обrsquoєму бруска знайденого за допомогою мензур-ки і його обrsquoєму обчисленого за математичною формулою Поясніть причи-ну можливої розбіжності у результатах

9 Додаткове завдання Визначте обrsquoєм тіла неправильної форми за до-помогою мензурки Дані занесіть у таблицю

ОбrsquoємV1водидозанурення

ОбrsquoємV2водипіслязанурення

ОбrsquoємтілаV = V2 ndash V1

10 Вимірювання обrsquoєму сипких речовин за допомогою мензурки Насипте у мензурку невелику кількість сипучої речовини (пісок або гречка)Легкими потрушуваннями мензурки встановіть поверхню сипкої речовини

горизонтальною За шкалою мензурки (вимірювального циліндра) визначте обrsquoєм сипкої

речовини що знаходиться в ній Результат запишіть із врахуванням похибки вимірювання V = V plusmn ∆V = ______________

10 Зробіть висновки

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 32: фізика 7 клас (2015)

32 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Лабораторна робота 3

Визначення розмірів малих тіл різними способамиМета роботи 1 Ознайомитися з методами вимірювання розмірів малих тіл

2 Навчитися визначати лінійні розміри малих тіл якщо ці розміри менші за ціну поділки шкали приладу

Обладнання 1 Лінійка 2 Мензурка 3 Посудина з водою 4 Швацька нитка або тонка дротина 5 Набір тіл малих розмірів (горох пшоно дріб) 6 Олівець 7 Мікрофотографія

Хід роботи

1 Удома напередодні виконання ро-боти повторіть sect7 sect8 підручника й ознаshyйомтеся з вказівками до лабораторної роботи 2

2 Зrsquoясуйте у чому полягає метод ря-дів який використовують при вимірю-ванні різних характеристик малих тіл (діаметра обrsquoєму маси тощо)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 33: фізика 7 клас (2015)

3333 sect8 Точність вимірювань

3 Скориставшись методом рядів виміряйте за допомогою звичайної лі-нійки з міліметровими поділками діаметр горошини пшонини і мисливської дробини Результати вимірювань занесіть у таблицю

пп Назвамалоготіла ДовжинаL

ряду

Кількістьn частинок уряду

Діаметр

l Ln

=

1 Горошина2 Пшонина3 Дробина

4 Визначте товщину нитки (дротини) щільно намотавши її на олівець в один шар Результати вимірювань занесіть у таблицю

ДовжинаL ряду Кількістьn витківТовщинанитки

l Ln

=

5 За допомогою мензурки визначте середній обrsquoєм однієї мисливської дробини Для цього налийте з посудини воду в мензурку і визначте обrsquoєм V1

цієї води Тоді обережно вкиньте у мензурку 5ndash10 дробин та визначте обrsquoєм V2 води і дробин Дані вимірювань занесіть у таблицю Проведіть відповідні обчислення Дослід повторіть 2ndash3 рази з різною кількістю дробин

пп

Початковийобrsquoємводи умензурці

V1

Обrsquoємводи ідробу

V2

ОбrsquoємдробуV2ndash V1

Кількістьдробин

n

Середнійобrsquoємоднієїдробини

V V Vn

=minus2 1

123

6 Додаткове завдання Якщо є мікрофотографія то розгляньте її Зrsquoясуйте що на ній зображено та при якому збільшенні було зроблено знімок Визначте реальний розмір частинки Дані вимірювань занесіть у таблицю

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 34: фізика 7 клас (2015)

34 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Назвамал

оготіла

(части

нки)

Довжин

аL ря

ду

Кількістьn

ча

стин

окуряд

у

Діаметрча

стин

ки

нафотогра

фії

lL n

=

Збільш

ення

N при

фотогра

фуван

ні

Реаль

нийро

змір

частин

ки

ll N

0=

7 Зробіть висновки

Домашнє завдання

Користуючись лінійкою з міліметровими поділками виміряйте товщину аркуша паперу з якого виготовлено підручник фізики

sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

Що називають фізичною величиною Наведіть приклади взаємозвrsquoязку фізичних величин

1 Яквизнаєтедляописуфізичнихявищтавластивостейтіліре-човинвикористовуютьфізичнівеличини

Проводячиекспериментиученіпомітилищовеличиниякіхаракте-ризуютьоднеітесамеявищевзаємноповrsquoязані

Наприкладпризмінітемпературитілїхніобrsquoємідовжинатакожзмі-нюютьсяВонизбільшуютьсявнаслідокпідвищеннятемпературиізмен-шуютьсязїїзниженнямТемператураводивчайникупринагріванніза-лежитьвідчасунагрівання

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 35: фізика 7 клас (2015)

3535 sect9 Звrsquoязок між фізичними величинамиФізичні теорії

2 Щобзробитивисновокпротещовзаємозвrsquoязокміжвеличинаминевипадковиййогосправедливістьперевіряютьдлябагатьохподібнихявищ

Якщозвrsquoязкиміжвеличинамищохарактеризуютьявищевиявляють-сяпостійнотоїхназиваютьфізичнимизаконами

Існуютьфізичнізаконищостосуютьсявідношеннятількипевнихфізич-нихявищНаприкладіснуютьзакониякіописуютьмеханічніявищаабозакониякимпідлягаютьтепловіявищаОкрімцьогоіснуютьбільшзагаль-нізакониякісправедливідляусіхфізичнихявищСукупністьявищякіописуютьсязаконамивизначаєтьсямежамиїхньоїзастосовності

Звичайнофізичнийзаконзаписуютьувиглядіформули

3 Пізнаннянавколишньогосвітубулобнеповнимякбилюдитіль-киспостерігалийописувалиявищаустановлювализакониПотрібнощейумітипояснюватиявищаприродиЛюдинавивчаючиприродузавждипрагневідповістинетількиназапитанняlaquoЩовідбуваєтьсяraquoалейназапитанняlaquoЧомутаквідбуваєтьсяraquo

ВідповідьназапитанняlaquoЧомувідбуваєтьсятечиіншеявищеraquoмож-наодержатизадопомогоютеоретичнихзнаньякієосновоюфізичноїтеоріїТакмеханічніявищанаприкладхарактеррухутранспортнихзасобівчисупутниківЗемліпояснюютьтеорієюяканазиваєтьсямехані-коюПояснитичомутілазанагріваннярозширюютьсячомунагріваєтьсяложкаопущенавсклянкузгарячимчаємдаєзмогумолекулярно-кіне-тична теорія будови речовиниІснуютьтеоріїщопояснюютьелектрич-ніоптичніімагнітніявища

Такимчиномфізичні явищаmdashмеханічні теплові електричні таіншіmdashпояснюютьсявідповіднимифізичнимитеоріямиТеоріяміститьзагальнісистематизованізнанняпрофізичніявища

Теоріядає змогунетількипояснитичомувідбуваєтьсяявищеалейпередбачитийогоперебіг

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 36: фізика 7 клас (2015)

36 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

Запитання для самоперевірки

1 Що виражає фізичний закон2 Чи можна вважати фізичним законом звrsquoязки між величинами які не повторю-

ються в експериментах3 Яка роль фізичної теорії4 Які явища пояснює механіка

sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

Якщо шматок крейди розламати навпіл отримані уламки ще раз роз-ламати і тд то чи існує межа поділу

Як ви вважаєте чи існують проміжки між частинками з яких склада-ються різні тіла

1 Існуєбагатоявищприродиякіможнапояснитийзрозумітилишезнаючибудовуречовини

ПитанняпробудовуречовиницікавиловченихщевстародавнічасиТакуVстдонедавньогрецькийученийДемокріт(460ndash370ррдоне)висловивдумкупротещоречовинаскладаєтьсязневидимихнайдрібні-

Демокріт Епікур Лукрецій Кар

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 37: фізика 7 клас (2015)

3737 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

шихчастинокрозділенихпевнимипроміжкамиЦюнайменшучастинкуречовинивінназваватомомСловоlaquoатомraquomdashгрецькещоозначаєlaquoнепо-дільнийraquoІншийдавньогрецькийученийЕпікур(341ndash270ррдоне)далірозвинувідеїДемокрітаВінуважавщоатомибезперервнорухаютьсяістикаютьсяміжсобоюПоглядиДемокрітатаЕпікурабуливикладеніупоеміримськогофілософаіпоетаЛукреціяКараlaquoПроприродуречейraquoАлездогадкицихученихневідразуперетворилисявнауковутеорію

Босправедливістьтієїчиіншоїгіпотезимігпідтвердитилишеекспе-риментякийутідалекічасипровестибулонеможливо

ТомуідеїДемокрітатаЕпікуранабагатостолітьбулизабутіДонихповернулисялишевXVIIndashXVIIIстколибуластворенатеоріягазівібулизробленііншівідкриттявнауці

2 Атомизасвоїмирозміраминастількималіщопобачитиїхнео-зброєнимокомінавітьзадопомогоюнайкращогооптичногомікроскопанеможливоВстановленощоатомимаютьрозмірприблизно10ndash10мабо00000000001мЩобуявитицейрозміррозглянемоатоміпорядзнимгоріхЯкщоуявнозбільшитиціобrsquoєктитакщобатоммавтакийсамийрозмірякгоріхтогоріхбудерозміромякЗемля

Зокремихатомівскладаютьсярізніхімічніеле-ментиГідрогенОксигенУранітдНасьогоднівідомобільше110різниххімічнихелементівїхніатомивідрізняютьсяміжсобоюрозмірамимасоютаіншимивластивостямиЗацієюознакоюросій-ськийхімікДМенделєєв(1834ndash1907)склавпе-ріодичнусистемухімічнихелементів

АтомmdashценайменшачастинкахімічногоелементаяканеділитьсяпідчасхімічнихреакційізберігаєйоговластивостіОстаннєозначаєщоколивзятикраплюртутііокремоатомМеркуріютовонибудутьповодитисебеоднаковоурізниххімічнихреакціях

Дмитро Менделєєв

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 38: фізика 7 клас (2015)

38 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

АтомиможутьсполучатисяумолекулиlaquoМолекулаraquomdashлатинськесловоозначаєlaquoмаленькамасаraquoМолекулоюназиваютьнайменшучастинкуречовинияказберігаєусіїїхімічнівластивостіРозумітицеслідтакНаприкладвізьмемокрейдуmdashречовинумолекулиякоїскладаютьсязодногоатомаКальціюодногоатомаКарбонутатрьохатомівОксигену(CaCO3)Доскладумолекулибензолувходять6атомівКарбонуі6ато-мівГідрогену(рис20)Молекуливітамінівбілківскладаютьсязсотеньтисячімільйоніврізнихатомів

3 Численніексперименти ітеоретичніміркуванняпоказалищоатомиімолекулиєнайдрібнішимичастинкамизякихскладаєтьсяре-човинаДрібнішихчастинокякібвизначалихімічнівластивостіречо-виннеіснуєПротенапочаткуХХстбуловстановленощоатомтежмаєскладнуструктурууцентріатомазнаходитьсяатомнеядронавколоякогорухаютьсяелектрониРозрахункианглійськогофізикаЕрнестаРезерфордапоказалищорозмірядраатомаприблизноустотисячразівменшийвідрозміруатомаТобтоякщорозміриатомазбільшитидороз-мірівбудинкутоядробулобмаковимзерняткомуцьомубудинкуЯдроатомаусвоючергускладаєтьсязчастинокякіназиваютьсяпротона-миінейтронамиаостанніскладаютьсязкварківЧикваркиужеємежеюподілуічивонискладаютьсязякихосьструктурнихчастинокmdashнасьогодніневідомо

Атомякийвтративабоприєднаводинабодекількаелектронівназива-єтьсяйономТакметалискладаютьсязйонівякіколиваютьсявідносно

С

H

СO

Ca

Рис 20

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 39: фізика 7 клас (2015)

3939 sect10 Початкові відомості про будову речовини Атоми й молекули

деякихположеньрівновагиmdashвузлівкристалічноїґраткиmdashтавільнихелектронівщохаотичнорухаютьсяутворюючиелектроннийгаз

Запитання для самоперевірки

1 Чи існує межа поділу речовини2 Що таке атом3 Які приблизно розміри атомів4 Що називають молекулою5 Чи можна поділити атом на дрібніші частинки у ході хімічної реакції А mdash моле-

кулу6 З яких атомів складається молекула води бензолу7 Чи можете ви навести порівняння що дає змогу уявити розмір атома8 Чому різні речовини mdash вода мідь скло mdash здаються нам суцільними9 До яких пір буде розтікатися крапля олії поміщена на поверхню води у широкій

посудині Відповідь обґрунтуйте

Завдання 5

1e Як знаючи обrsquoєм краплі олії визначити розмір молекули олії Проведіть відпо-відний експеримент

2 Скільки приблизно атомів уміщається на відрізку завдовжки 1 м якщо їх розта-шувати впритул один до одного

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 40: фізика 7 клас (2015)

40 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

sect11 Основні положення молекулярно- кінетичної теорії та їхнє дослідне обґрунтування

Як ви думаєте чи можна побачити атоми речовини

Молекулярно-кінетичнатеоріяmdashцесучасневченняпробудовуівла-стивостірізнихречовинВосновіцієїтеоріїлежатьтриосновніположення

1)усітіласкладаютьсяздрібнихчастинокmdashатомівтамолекул2)атомитамолекулиперебуваютьубезперервномубезладному(хао-

тичному)русі3)міжатомамитамолекуламидіютьсилипритяганнятавідштовху-

ванняНижче будутьрозглянуті експериментальніпідтвердженняцихпо-

ложень

1 НиніуженіхтонесумніваєтьсявіснуванніатомівтамолекулУ70-хрокахХХстзадопомогоюспеціальногоелектронногомікроскопаякийдаєзбільшенняусотнітисячімільйониразівудалосярозгледітиокреміатомитамолекулиінавітьсфотографуватиїхДоцьогочасуісну-валилишенепрямідоказиїхньогоіснуванняНарис21наведенофото-графіювістрявольфрамовоїголкизробленоїзадопомогоюелектронногомікроскопаНаційфотографіїкругліплямиmdashцезображенняокремихатомівВольфраму

Рис 21

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 41: фізика 7 клас (2015)

4141 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

2 ДалірозглянемотакийдослідУмензуркуналлєморозчинмідно-гокупоросуЦейрозчинмаєтемно-блакитнийколірвінважчийзаводуПоверхньогообережнощобнезмішатирідинидоливаємошарчистоїводищобміжрідинамибулачіткамежа(рис22а)ПосудинузалишимоуспокійномумісціЧерездва-триднімипомітимощомежаміжрідина-мирозмивається(рис22б)Ачерездва-тритижніусярідинаупробірцінабуваєблідо-блакитногокольору(рис22в)

Уцьомудослідімолекулимідногокупоросупроникаютьупроміжкиміжмолекуламиводиамолекуливодиmdashупроміжкиміжмолекуламимідногокупоросу

Явищесамовільноговзаємногопроникненняконтактуючихміжсобоюречовинназиваєтьсядифузією

Дифузія є дослідним підтвердженням хаотичного руху молекулВонаспостерігаєтьсяівгазахЯкщовкімнатівідкритифлаконзодеколономточерездеякийчасйогозапахпоширитьсяповсійкімнатіЦепоясню-єтьсятимщомолекулиодеколонувнаслідоксвогохаотичногорухупро-никаютьупроміжкиміжмолекуламиповітряінавпакиДифузіявгазахвідбуваєтьсянавітьшвидшеніжурідинах

ДифузіявідбуваєтьсяівтвердихтілаххочатамвонавідбуваєтьсядужеповільнооскількивідстаніміжатомамитвердихтілзначноменшініжурідинахатимбільшевгазахБулопроведенотакийдослідДвідобревідполірованіплиткиmdashсвинцевуізолотуmdashпритискалиоднадоодної

а) б) в)

Рис 22

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 42: фізика 7 клас (2015)

42 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

іпоміщаливпічзвисокоютемпературоюаленижчоюніжтемператураплавленнясвинцюПриблизночерезрікрозглядалипідмікроскопомшарнамежістиканняплитокУньомубуловиявленоякнаявністьзолотатакінаявністьсвинцю(рис23)

ВиникаєзапитаннявідчогозалежитьшвидкістьдифузіїЗнаведенихвищеприкладіввипливаєщодифузіязалежитьвідагрегатногостануре-човинигазрідиначитвердетілоКрімцьоговиявляєтьсящовонаістотнозалежитьівідтемпературичимвищатемпературатимшвидшевідбуваєть-сядифузіяПереконатисяуцьомуможнанатакомудослідіПриготуймодвіпосудинизрозчиноммідногокупоросуіналлємонаньогошарчистоїводиякописановищеОднупосудинузалишимовкімнатіаіншупоставимоухолодильникПомітимощозатойчаспокиупосудинівкімнатівесьроз-чиннабудеодноманітногозабарвленняупосудинівхолодильникурівеньрозчинукупоросуледведосягнеполовинипосудиниОскількиявищедифу-зіїповrsquoязанезхаотичнимрухомтоможнасказатищотемператураmdashцефізичнавеличинаякахарактеризуєінтенсивністьтепловогорухуатомівчимолекултілаЧимтемпературавищатимшвидкістьрухумо-лекулбільшаінавпакиТакзакімнатноїтемпературишвидкістьрухумо-лекулгазустановитьсотніметрівзасекунду

Уприродітехніційпобутіможнавиявитичи-малоявищповrsquoязанихздифузієюприфарбуваннітканиничастинкифарбипроникаютьупроміжкиміжчастинкамитканиниприсклеюванніпаяннітощоДифузіявідіграєважливурольужиттірос-линтваринілюдейТаккисеньпридиханніпро-никаєворганізмлюдиничерезповерхнюлегеньпо-живніречовинизкишківникадифундуютьукровпоживніречовинизґрунтучерезповерхнюкоренівнадходятьдорослин

Підтвердженням існування та безперервно-горухумолекулєітакзванийброунівський рух

Рис 23

Au

Pb

Роберт Броун

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 43: фізика 7 клас (2015)

4343 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

У1827ранглійськийботанікРБроун(1773ndash1858)спостерігавпідмі-кроскопомрухспорукрапліводивонибезладнорухалися(рис24mdashспоразположення1зчасомпереходитьуположення2)РухспордовгопояснитиневдавалосяСамБроунприпускавщоспорирухаютьсятомущовониживіАлепізнішедослідибулиповтореніздрібнорозмеленоюфарбоюітушшюІтількизгодомзрозумілисправжнюпричинуброунів-ськогорухуЦяпричинаmdashрезультатрухумолекулводиМолекуливодивякійзнаходитьсяброунівськачастинкаmdashспорачичастинкафарбиmdashрухаютьсяйударяютьїїзрізнихбоківПричомузрізнихбоківобчастин-кувдаряєтьсянеоднаковакількістьмолекулізрізнимишвидкостямищойпризводитьдохаотичногорухуброунівськоїчастинки

МирозглянулидослідиякіпідтверджуютьтойфактщомолекуливесьчасперебуваютьухаотичномурусіПротеособливостіцьогорухузалежатьвідагрегатногостануречовиниУгазахрухмолекулцілкомхаотичнийТомугазинезберігаютьніформиніобrsquoємувонизаймаютьувесьобrsquoємпосудиниМолекулирідиниколиваютьсявідноснодеякихположеньрів-новагиічасвідчасустрибкоподібнопереміщаютьсяуновістабільніпо-ложеннявідносноякихпродовжуютьколиванняТомурідиназберігаєсвійобrsquoємаленабуваєформипосудинивякувонаналитаУтвердомутіліатоми(молекулийони)настількисильновзаємодіютьміжсобоющопереважноколиваютьсявідноснодеякихположеньрівновагиаlaquoпере-

Рис 24

1 2

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 44: фізика 7 клас (2015)

44 Розділ І Фізика як природнича наука Методи наукового пізнання

скакуванняraquoуновеположеннявідбуваєтьсядужерідкоТомутвердітілазберігаютьіформуіобrsquoєм

3 СпостереженняпоказуютьщотіланерозпадаютьсянаокремімолекулидеякізнихважкопомітнорозтягнутиабостиснутиЯкмож-напояснитиціфактиОчевиднощомолекули притягуються одна до одної

Проведемо такийдослідВізьмемодва свинцевіциліндристиснемоїхосновамиапотімвідпустимоЦиліндрирозrsquoєдна-ютьсяДалі зачистимо основициліндрів і дослідповторимоЦиліндризлипнутьсяВонинерозrsquoєднаютьсяякщонавітьдонижньогоциліндрапідвіситивантажмасоюукількакілограмів(рис25)Цейдослідможнапояснититакциліндриутримують-сяразомунаслідоктогощоміжїхнімичастинкамидіютьсилипритяганняЧомуцісилинепроявлялисяпокимициліндринезачистилиОчевидноповерхніциліндрівмалинерівностіякібулиусунутіпризачищенніідозачищенняминезмоглиїхзблизитинамалівідстаніЗвідсиможназробитивисновокщосилипритяганняміжатомамиречовинипроявляютьсятількинамалихвідстанях

Чомужтодіхочаміжатомамиймолекуламидіютьсилипритяган-нятіланесуцільнііміжчастинкамиіснуютьпроміжкиЧомутвердітілайрідиниважкостиснутиВізьмітьолівецьабометалевийстер-женьіпопробуйтейогопомітностиснутиЦезробитивамневдастьсяПричинаmdashміжчастинкамиречовиникрімсилпритяганнядіютьта-кожсиливідштовхуванняЦісиливзаємнозрівноважуютьсяякщонатілонедіютьзовнішнісилиВзаємодіяміжатомамиімолекуламиmdashсилипритягання і силивідштовхуванняmdashпроявляютьсятількинамалихвідстаняхприблизнотакихякрозміратомаТомунеможназrsquoєднавшиуламкирозбитоїчашкиотриматицілучашкувідстаніміжуламкамивсеоднобудутьвеликими

5

5

Рис 25

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 45: фізика 7 клас (2015)

4545 sect11 Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Запитання для самоперевірки

1 Які основні положення молекулярноshyкінетичної теорії2 Чи можна побачити окремі атоми та молекули3 Яке явище називається дифузією Наведіть приклади дифузії4 Порівняйте швидкість дифузії в газах рідинах і твердих тілах5 Чи повrsquoязана швидкість дифузії з температурою Що характеризує температура6 Що таке броунівський рух7 Про що свідчать дифузія і броунівський рух8 Чому тіла самовільно не розпадаються на окремі атоми чи молекули9 Наведіть приклади дослідів на яких можна спостерігати прояв сил притягання

і сил відштовхування що діють між частинками речовини10 Чому неможливо відновити розбиту чашку якщо просто прикласти її уламки один

до одного Чому її можна склеїти

Завдання 6

1 Чому дитячі повітряні кульки з часом зменшуються в обrsquoємі2 В якій воді mdash холодній чи гарячій mdash цукор розчиняється швидше Чому3 Поясніть чому частинки крейди які залишилися на класній дошці після прове-

дення записів не відпадають від її поверхні4е Проведіть наступний дослід Налийте воду у склянку і опустіть на дно кристалик

марганцівки Спостерігайте за процесом дифузії Вимірюйте щодня висоту за-барвленого стовпа води Дані спостережень заносьте у зошит Визначте через який час забарвиться верхній шар води

5е Проведіть спостереження дифузії у твердих тілах Для цього візьміть невелику скляну пластинку покладіть на неї кристалик марганцівки і покрийте його роз-плавленим парафіном Помістіть пластинку в тепле місце і щодня спостерігайте за нею Визначте через який інтервал часу буде помітним результат дифузії

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 46: фізика 7 клас (2015)

46 Розділ ІІ Механічний рух

Розділ І І МЕХАНІЧНИЙ РУХ

Питання про те як і чому рухаються тіла хвилювало людей з давніх часів Де опиниться тіло через певний час після початку руху Що по-трібно знати щоб визначити його положення Які вимірювання і як їх потрібно провести для того щоб описати і пояснити laquoповедінкуraquo тіла Ці та багато інших питань що стосуються руху тіла будуть обговорені у цьому розділі де ви познайомитеся з різними механічними рухами

sect12 Механічний рух та його види Наведіть приклади руху фізичних тіл

1 ПогляньтенавколоВипомітитещопредметиякіоточуютьвасповодятьсебепо-різномуДеякізнихперебуваютьустаніспокоюстілзаякимвисидитедошкапортретивченихнастінікласутощоІншіру-хаютьсяучительщодемонструєдослідстрілкигодинниківкнигащопадаєзпартиПоглянувшиувікновипобачитещебільшерухомихтілавтомобілівелосипедипішоходитаінУявітьщовизнаходитесьулісіТутздаєтьсярухаєтьсявселистянадеревахінавітьїхністовбуритра-важукибабкихмаринанебіУсіцірухидужерізніТаобrsquoєднуєїходнаспільнавластивістьусі тіла змінюють своє положення у просторі

Змінаположеннятіла(абойогоокремихчастин)упросторівід-носноіншихтілзплиномчасуназиваєтьсямеханічним рухом

2 Розгляньтерисунок26КулькаприкріпленадониткиуточціСздійснюєрізнірухиВідмітимонаповерхнікулькиточкиАйСіпрослід-куємоякбудутьзмінюватисяїхніположенняпідчасрізнихрухівУви-

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 47: фізика 7 клас (2015)

4747 sect12 Механічний рух та його види

падкуа)всіточкирухаютьсяоднаковобудь-якапряма(АС)проведенав тілі зміщуєтьсяпаралельно сама собіТакийрухназиваютьпосту-пальнимУвипадкуб)кулька(їїцентр)рухаєтьсяпоколуаувипадкув)mdashколиваєтьсяЦеприкладиіншихвидівмеханічногорухуmdashобер-тальногоіколивальноговідповідно

МожнанавестидужебагатоприкладівмеханічногорухуАвтомобільщорухаєтьсяпошосесанчатащозісковзуютьзльодяноїгіркилітакпідчасзльотуабопосадкиmdashусецеприкладипоступальногорухуОбертальнийрухздійснюютьгодиннаіхвилиннастрілкигодинникалюдинанакарусе-ліМісяцьнавколоЗемліПрикладамиколивальногорухуєрухмаятниканастінногогодинникахлопчиканагойдалціструнигітарищозвучить

МеханічнийрухmdashнайпростішийвидрухуЗіншимискладнішимивидамирухувиознайомитесянаурокахфізикипізніше

Запитання для самоперевірки

1 Що називають механічним рухом2 Які види механічного руху ви знаєте3 До якого виду механічного руху mdash поступального обертального чи коливально-

го mdash належать рухи наступних тіл mdash поїзд у метро

Рис 26

D

D

C

A

A

C

D

A

C

C

A

D

A

CC

C

A A

а) б) в)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 48: фізика 7 клас (2015)

48 Розділ ІІ Механічний рух

mdash листок осики на вітрі mdash лопаті вентилятора mdash крила метелика що летить Відповідаючи на запитання намалюйте таблицю з трьох стовпчиків відповідно

до трьох різних видів рухів і заповніть її Доповніть таблицю своїми прикладами4 Які прилади потрібні для вивчення руху5 Наведіть приклади рухів що відрізняються від механічного руху

sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Які види механічного руху вам відомі

1 Головнаособливістьбудь-якогорухуmdashйоговідносністьУявітьсобіщовисидитеучовнііди-

витесьнаводуврічці(рис27)ЧиможнавпевненосказатищочовенрухаєтьсяЩовизробитедлятогощобперекона-тисявцьомуЗвичайножподивитесьнаберегітодіскажетерухаєтьсячовенчистоїтьнамісці

ІншийприкладВизнаходитесяува-гоніпоїздаіпідчасзупинкидивитесяувікнонапоїздщостоїтьпорядПотімви бачитещо вашпоїзд починає по-

вільнорухатисяічерездеякийчасізздивуваннямбачитеякмимоваспроїхавlaquoхвістraquoіншогопоїздаавашвиявляєтьсяпродовжувавувесьчасстоятибілятієїсамоїплатформи

2 Ціприкладисвідчатьпротещоробитивисновокпрорухтіламожнатількиспівставившийогоположеннязположеннямякогосьін-шоготіланазиваютьтіломвідліку

Отжетілоякеумовновважаєтьсянерухомимівідносноякоговивчаєтьсярухдосліджуваноготіланазиваєтьсятілом відліку

Рис 27

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 49: фізика 7 клас (2015)

4949 sect13 Відносність механічного руху Тіло відліку

Автомобільрухаєтьсявідносношосеабобудинківнаузбіччіптахmdashвідноснодеревавізокізвантажем(рис28)mdashвідносностолаАчируха-єтьсявантажщознаходитьсянавізку

ТакякщорозглядатийогорухвідносностолаНіякщорозглядатийогорухвідносновізка

3 Виявляєтьсяоднеітесаметіломожеводночасірухатисяіпере-буватиустаніспокоюЦезалежитьвідтоговідносноякоготілавідлікурозглядаєтьсяйогорух

ЯкщоупершомуприкладізатіловідлікуприйнятичовенвякомувисидитетовідносноньоговиперебуваєтеуспокоїЯкщожзатіловідлікуприйнятидеревонабeacuteрезірічкитовідносноньоговирухаєтесь

Запитання для самоперевірки

1 Наведіть приклади що ілюструють відносність руху тіл2 Що називається тілом відліку3 Як ви розумієте твердження laquoРух і спокій відносніraquo

Завдання 7

1 Мотоцикліст рухається по шосе Відносно якого тіла він перебуває у спокої а) будинку біля дороги б) собаки що вискочив із підrsquoїзду будинку в) автомобіля який їде поряд з тією самою швидкістю що й мотоцикліст г) пасажира у колясці мотоцикла Виберіть правильні відповіді

Рис 28

v

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 50: фізика 7 клас (2015)

50 Розділ ІІ Механічний рух

2 Придумайте ситуацію в якій одне й те саме тіло знаходилося б водночас і в русі і в спокої

3 Чи зможе космонавт дати відповідь на запитання рухається космічний корабель чи ні Як він учинить розвrsquoязуючи цю проблему

4е Проведіть такий дослід Візьміть широку лінійку поставте її на котки (два олів-ці або дві ручки) Потім маленький візок поставте на цю лінійку На стіл лінійку і візок установіть по прапорцю (рис 29) Продемонструйте рух і спокій візка від-носно стола і лінійки лінійки відносно стола і візка Назвіть в усіх випадках тіло відліку

sect14 Матеріальна точка Система відліку Чи завжди при визначенні положення тіла у просторі необхідно вказу-вати положення усіх його точок

1 Підчасмеханічногорухутілайогоположеннявідноснотілавід-лікузмінюєтьсяПричомурізніточкитіламаютьрізніположенняАлеубагатьохвипадкахнемаєпотребивказуватиположенняусіхточоктілатаописуватиїхнірухиЗокремазапоступальногорухулітакаавтомобі-лякораблятаінусіточкикожногозцихтілрухаютьсяоднаковоатомудостатньоописатирухякоїсьоднієїточки

ОкрімцьогоубагатьохвипадкахможназнехтуватигеометричнимирозмірамитілаУзвrsquoязкузцимуводятьпоняттяматеріальноїточкиірозглядаютьїїрух

Матеріальною точкою називаютьфізичнетілорозмірамияко-гоіформоюзаумовзадачіможназнехтувати

Рис 29

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 51: фізика 7 клас (2015)

5151 sect14 Матеріальна точка Система відліку

Наприкладрозглядаючирухспортсменаякийпробігаємарафонськудистанціюспортсменаможнавважатиматеріальноюточкою(йогороз-міризначноменшівідвідстаніякувінпробігає)ЯкщожцейспортсменвиконуєвправивранішньоїфіззарядкитовважатийогоматеріальноюточкоюнеможнаУразіпоступальногорухубудь-якетіломожнавважа-тиматеріальноюточкою

Длявизначенняположенняматеріальноїточкиупросторіпотрібноз тіломвідлікуповrsquoязати систему координатЯкщоматеріальнаточ-карухаєтьсявздовждеякоїпрямоїтоїїположеннявизначаєтьсяоднієюкоординатоюх(рис30а)Якщоматеріальнаточкарухаєтьсяумежахдеякоїплощининаприкладшматоккрейдипідчаспроведеннязаписівнадошцітосистемакоординатскладаєтьсяздвохвзаємноперпенди-кулярнихосейіположенняматеріальноїточкихарактеризуєтьсядвомакоординатамихтау(рис30б)Якщожнаприкладпідчаспольотулі-таказмінюєтьсяйоговисотавідносноЗемліінапрямрухутодоводитьсязтіломвідлікуповrsquoязуватитривзаємноперпендикулярніосікоординатівводититрикоординатих у z (рис30в)

ПідчасрухутілайогокоординатизчасомзмінюютьсяЩобописатицюзмінупотрібнозтіломвідлікукрімсистемикоординатповrsquoязатищейприладдлявимірюваннячасуmdashгодинникІншимисловаминеобхід-новвестисистему відліку

XO x

а)

XO x

б)

Y

y

XO

x

в)Y

y

Z

zM x y( )

M x( )

M x y z( )

Рис 30

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 52: фізика 7 клас (2015)

52 Розділ ІІ Механічний рух

Під системою відліку розуміютьповrsquoязанізтіломвідлікусистемуко-ординатщослужитьдлявизначенняположеннятілаупросторітагодин-ник який слугує для вимірюваннячасу(рис31)

Описатирухтілаmdashозначаєзrsquoясуватияк змінюються зчасомйогокоординативідноснообраноїсистемивідліку

Запитання для самоперевірки

1 Що називається матеріальною точкою2 Які з тіл можна вважати матеріальними точками у наступних випадках рухів mdash Юпітер рухається навколо Сонця по орбіті mdash поїзд їде зі Львова до Києва mdash спортсмен виконує різні вправи на турніку mdash Земля обертається навколо власної осі3 Наведіть приклади різних годинників4 Дайте визначення системи відліку

sect15 Траєкторія Шлях Переміщення Чи всі фізичні тіла при русі залишають за собою видимі сліди

1 Якужезазначалосяпрививченнірухутілаважливознатиякзмінюєтьсяйогоположення(координати)зчасом

ДеякітілапідчасрухузалишаютьзасобоювидимийслідЦенапри-кладслідлижникащобіжитьпосвіжомуснігу(рис32)слідметеоращопролетівпонебі(рис33)слідкінчикаолівцящорухаєтьсяпочи-стомуаркушіпаперу(рис34)Такийслідточнішелініювздовжякоїрухаєтьсятілоназиваютьтраєкторією рухуЗалежновідформи

X

O

Y

Z

Рис 31

s ( )переміщення

l ( )шлях

траєкторія

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 53: фізика 7 клас (2015)

5353 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

траєкторіїрухиподіляютьнапрямолінійнітакриволінійніОчевиднощоубільшостівипадківтраєкторіюпобачитинеможливо

Траєкторіявідноснаїїформазалежитьвідвиборусистемивідлікувід-носноякоїрозглядаєтьсярухТаквідносносистемивідлікуповrsquoязаноїзвіссюколесавелосипеда(Kprime)щорухаєтьсявздовжпрямолінійноїділянкидорогибудь-якаточкаободуйогоколесаописуєколоавідносносистемивідлікуповrsquoязаноїізЗемлею(K)mdashскладнішулінію(циклоїду)(рис35)

2 Знаючи траєкторіюрухуматеріальної точкиможнавизначи-типройденийнеюшляхДляцьогопотрібновимірятидовжинуділянкитраєкторіїміжпочатковимтакінцевимїїположеннямиТаківимірюванняможназдійснитизадопомогоюлінійкимірноїстрічкитощоШляхпро-

Рис 23

Рис 43

K

K

Рис 35

Рис 33

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 54: фізика 7 клас (2015)

54 Розділ ІІ Механічний рух

йденийавтомобілемупродовждеякогоінтервалучасузазвичайвизнача-ютьякрізницюкінцевогоіпочатковогопоказівспеціальноголічильни-кавстановленогонаспідометрі(рис39)Отжепройденийшлях mdashцедовжинаділянкитраєкторіїописаноїматеріальноюточкоюаботіломупродовжпевногоінтервалучасу(диврис31)

Пройденийшляхабопростошляхmdashцефізичнавеличина їїпри-йнятопозначатилатинськоюлітероюlШляхзплиномчасуможетількизбільшуватисяабозалишатисявеличиноюсталоюякщотілоперебуваєуспокоїПевногонапрямуупросторішляхнемаєТакіфізичнівеличиниякіхарактеризуютьсялишечисловимзначеннямабовеличиноюіпевно-гонапрямуупросторінемаютьназиваютьсяскалярнимивеличинамиабопростоскалярамиОтжешляхmdashскаляр

Длявимірюванняпройденогошляхуслужитьосновнаодиницядов-жиниmdashметр (1 м)Напрактицівикористовуютьйіншіодиницішляхукілометр(1 км=1000м=103м)сантиметр (1см= 001м=10ndash2м)мі-ліметр (1мм=01см=10ndash3м)

3 Якщовідомопочатковеположеннятілатодлявизначенняйогона-ступногоположеннязнатитількипройденийнимшляхнедостатньоЯкщо

наприкладавтомобільзагодинупроїхавl=100кмтовстановитидевінбудече-резгодинулишезацимиданиминемож-ливоаджеавтомобільмігрухатисянапівнічпівденьсхідзахідтощо(рис36)Дляцьогопотрібнознатищейнапрямрухузrsquoєднатипочатковеікінцевеполо-женнятілапрямоюлінієюістрілкоювка-затинапрямйогоруху(диврис31)

УзвrsquoязкузцимуводятьновуфізичнувеличинуmdashпереміщеннятілаПереміщенняmdashвеличинавекторнаВекторнівеличиникрімчисло-вогозначеннямаютьщейпевнийнапрямупросторіЇхпозначаютьвід-повіднимибуквамизістрілкоюзверхуВекторпереміщенняпозначаєть-ся s Запис s абопростоsозначаємодульвекторапереміщеннятобто

X

O

Y

Рис 36

sM

l=

100

км

l = 100 км

l = 100 км

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 55: фізика 7 клас (2015)

5555 sect15 Траєкторія Шлях Переміщення

йогочисловезначенняабодовжинуПереміщеннявимірюютьутихса-миходиницяхщойшляхПереміщеннянеєдинавекторнафізичнаве-личинаЗіншимивекторнимивеличинамивиознайомитесяприподаль-шомувивченніфізики

Отжепереміщенняматеріальноїточки(аботіла)mdashцевекторщоспо-лучаєїї(його)початковеположеннязнаступним(диврис31)

Запитання для самоперевірки

1 Що називають траєкторією руху2 Чи можна побачити траєкторію руху трамвая тролейбуса корабля літака3 Яку фізичну величину називають шляхом4 Яку фізичну величину називають переміщенням5 Які одиниці шляху та переміщення6 Чим відрізняються векторні фізичні величини від скалярних

Завдання 8

1 Чи залежить форма траєкторії руху тіла від вибору системи відліку2 Чи може шлях пройдений тілом з плином часу зменшуватися збільшуватися

не змінюватися Наведіть приклади3 Мrsquoяч кинули під кутом до горизонту після чого він упав на Землю Як практично

виміряти його переміщення4 Автомобіль виїхав з гаража і після розвезення пошти повернувся назад Чому

дорівнює переміщення автомобіля Як практично шофер може визначити про-йдений автомобілем шлях

5 Чи справджується рівність s = l де s mdash переміщення тіла l mdash шлях Відповідь обґрунтувати навести приклади

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 56: фізика 7 клас (2015)

56 Розділ ІІ Механічний рух

sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Назвіть можливі одиниці швидкості руху тіла Наведіть приклади фізичних величин повrsquoязаних між собою прямою пропорційною залежністю

1 Середрізноманітнихмеханічнихрухівнайпростішим є рівно-мірнийрухтілаРівномірним називаютьтакийрухзаякоготіловпродовжбудьshyякиходнаковихінтервалівчасупроходитьодна-ковішляхи

Наприкладякщопоїзднадоситьдовгомуперегоніпроходитьзакож-нугодину60кмзакожніпівгодини30кмзакожнухвилину1кмітдтойогорухрівномірнийРівномірнийрухможнаспостерігатинадослі-дізрухомимвізкомнаякомувстановленакрапельниця(рис37)ЧерезрівніінтерваличасузкрапельниціпадаютькрапліВимірявшивідста-німіжслідамидвохсусідніхкрапельможнапомітитищовониоднако-віЦеозначаєщовізокрухаєтьсярівномірновздовжпрямоїлініїТакийрухназиваютьрівномірним прямолінійним рухомРівномірнийрухможевідбуватисянетількивздовжпрямоїТакнаприкладстрілкигодинни-катакожрухаютьсярівномірноалекожнаїхняточкаописуєколазріз-нимирадіусами

Далімибудемовивчатиуцьомупараграфітількирівномірнийпря-молінійнийрух

Рис 37

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 57: фізика 7 клас (2015)

5757 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

Рівномірним прямолінійним рухом називаютьтакийрухпідчасякоготілозабудьshyякірівніінтерваличасуздійснюєоднако-віпереміщення

2 УявімособіщозпунктуАдопунктуВрівномірнорухаютьсяав-томобільвелосипедистіпішохід(рис38)

Хочаусітрирухиєрівномірнимивонизазвичайвідрізняютьсяодинвідодногоавтомобільрухаєтьсянайшвидшеіпершимприїдедопунк-туВпотімтудиприїдевелосипедист інарештідійдепішохідОтжерухицихтілвідрізняютьсятемпомрухуінакшекажучишвидкостями

3 Длявизначенняшвидкостірівномірногорухутілапотрібноподі-литишляхпройденийтіломначасупродовжякогоцейшляхбувпро-йдений

швидкість =шлях

час

Якщотілорухаєтьсяпрямолінійноіприцьомунезмінюєнапрямрухутоочевидномодульйогопереміщення(s)дорівнюєпройденомушляху(l)

Швидкістьmdashцевекторнафізичнавеличинаоскількивонакрімчис-ловогозначеннямаєщейнапрямНарисункахнапрямшвидкостірухутіла вказують стрілкоюШвидкістьпозначають v

переміщенняmdash s ічасmdashtТомуможназаписатиформулудлязнаходженняшвидкості

v st

=

Рис 38

A B

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 58: фізика 7 клас (2015)

58 Розділ ІІ Механічний рух

Увказаномувищевипадкурівномірногопрямолінійногорухуs= lідлявеличини(модуля)швидкостіможназаписати

v st

lt

= =

тобтошвидкістьтілапоказуєякийшляхвонопроходитьзаодиницючасуабоякепереміщеннявоноздійснюєзаодиницючасу

4 За одиницю швидкості приймають швидкість такого рівномір-ного прямолінійного руху за якого тіло впродовж 1 с здійснює перемі-щення 1 м

Основноюодиницеюшвидкостієметр за секунду (1мс)Окрімнеїможливій іншіміліметр за секунду (1ммс)сантиметр за секунду (1смс)кілометр за годину (1кмгод)

Швидкістьрухутранспортнихзасобівприйня-товиражативкмгодНаприкладшвидкістьав-томобіляmdash60кмгодшвидкістьвелосипедистаmdash20 кмгод А осьшвидкість равлика зручнішевимірюватиуменшиходиницяхтакшвидкістьвиноградногоравликастановитьбіля15ммс

Швидкістьавтомобілявимірюютьспеціальнимприладомmdashспідометром(рис39)

5 Приклад розвrsquoязування задачі Чизможелюдинаперегнативітерякщовідомощоспортивнудистан-цію1500мвонапробігаєза4хв10сШвидкістьпомірноговітрудорів-нюєприблизно6мсашвидкістьштормовоговітрустановитьбіля21мсПершніжрозвrsquoязуватизадачузвернітьувагунаодиницічасуУта-

кихвипадкахпотрібновиразитичасводнаковиходиницяхкращевсе-кундахоскількисекундаmdashосновнаодиницячасу

4хв10с=460с+10с=250сУведемопозначенняvmdashшвидкістьлюдинищобіжитьv1mdashшвидкістьпомірноговітру

Рис 39

8060

40

20

0

100120

140

160

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 59: фізика 7 клас (2015)

5959 sect16 Рівномірний прямолінійний рух та його швидкість

v2mdashшвидкістьштормовоговітруПригадаємощошляхпозначаєтьсябуквоюlачасmdashбуквоюtСкороченийзаписумовизадачііїїрозвrsquoязуванняздійснюєтьсятак

РозвrsquoязуванняЗгіднозвизначеннямшвидкістьлюдинидорів-

нюєv lt

=

v = =1500250

6 м c

мс

Відповідьv=6мсОтже1)людинанезможеперегнатиштормовийвітерv lt v22)людинанезможеперегнатипомірнийвітералеїїшвидкістьможе

приблизнодорівнюватишвидкостітакоговітруvasympv1

Запитання для самоперевірки

1 Який рух називається рівномірним прямолінійним рухом2 Що показує швидкість за рівномірного прямолінійного руху За якою формулою

можна її розрахувати3 Які фізичні величини називають векторними4 Чому швидкість руху є векторною фізичною величиною5 Які одиниці швидкості ви знаєте6 Яким приладом можна виміряти швидкість автомобіля

Завдання 9

1 Хто рухається швидше велосипедист швидкість якого становить 18 кмгод чи ковзаняр швидкість якого 10 мс

2 За течією ріки рівномірно пливе пліт зі швидкістю 12 мс Який шлях відносно берега він пропливе за 20 хв

3 Як ви вважаєте швидкість 1 мс mdash це велика чи мала швидкість

Дано CIl =1500мt =4хв10с 250сv1 =6мсv2 =21мс

v mdash

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv

Page 60: фізика 7 клас (2015)

60 Розділ ІІ Механічний рух

4 Розгляньте формулу v st

= Чи можна вважати що швидкість рівномірного прямо-

лінійного руху залежить від переміщення тіла і часу руху Відповідь обґрунтуйте

sect17 Рівняння руху Графіки рівномірного прямолінійного руху

1 Якбачимозформулдлявизначенняшвидкостінаведенихупо-передньомупараграфіякщовідомашвидкістьрівномірногопрямоліній-ногорухутілатопройденийнимшляхможнавизначитизаформулою

l =vtДляпереміщеннямаємоаналогічнуформулу

s=vtЛегкотакожзаписатиізалежністькоординативідчасуобравшико-

ординатнувісьуздовжнапрямурухутіла(рис40)x = x0 + s

абоx = x0 + vt

деx0mdashпочатковакоординататіла

ЯкщотілорухаєтьсяпротилежнодонапрямуобраноїосіОХтоостан-нязалежністьнабуваєвигляду

x = x0 ndash vtНаведенівищетриостаннірівнянняназиваютьрівняннями рівномір-

ного прямолінійного руху тіла

X

O

x0

Рис 40

x

sv