Физика

Введение

Такая наука, как физика играет чрезвычайно важную роль в жизни и развитии человека.

Ясно, что физика имеет дело с явлениями, а следовательно, первый шаг в их изучении состоит в наблюдении. Но наблюдение носит само по себе не простую задачу.

ПРИМЕР: падение тел

Если тело падает с небольшой высоты, то оно легко ударится о землю, а если с большой высоты, то можно получить серьезные повреждения или разбиться.

Летчик, прыгая из самолета, разобьется насмерть, а если прыгнет с парашютом, то плавно приземлится на землю.

Процесс падения капель дождя из высоко или низко расположенных туч, практически не имеет разницы при падении на землю.

Т. о., при изучении такого простого явления – падения тела, видно, что оно может протекать различными способами. И если человек хочет уметь управлять этим процессом, то он должен найти связь между отдельными сторонами явления, т. е должен установить: отчего зависит то или иное явление, выделить отдельные элементы, т. е перейти от наблюдения к эксперименту (опыту).

ПРИМЕР: при падении мы вводим понятия: скорости, ускорения, высоты падения, сопротивления воздуха, массы тела, силы тяжести.

Найти закон, это значит установить - какая зависимость обнаруживается между этими величинами.

В результате, установление количественных законов, показывающих как изменяется одна из величин при изменении других, важнейшая задача экспериментального исследования явлений.

Эти законы помогают уяснить смысл явлений и создать теорию явления.

ПРИМЕР: при изучении падения тел, мы устанавливаем связь между физическими величинами, выясняем роль сопротивления воздуха, зависимости сопротивления от формы тела и скорости его движения. В результате мы постепенно переходим к полной теории явления, показывающей, что важнейшую роль в падении тела могут играть вихри, образуемые при быстром движении тела, выясняется значение «обтекаемой» формы тела. А эти вопросы решают ряд задач в самолетостроении, создании автомашин, быстроходных поездов,...

Т. о., эксперимент имеет огромное значение, поэтому физика является экспериментальной наукой.

Что изучает физика? Физические термины.

Слово физика от греческого «фюзис» природа, т. е это наука о природе. Как мы уже говорили физика изучает явления. Что же такое явление?

Явление – изменения, происходящие с телами и веществами в окружающем мире.

Пример: таяние льда, кипение воды, падения камня, ветер, гром,...

Явления бывают:

механические,

электрические,

тепловые,

световые,

звуковые,

магнитные.

Все эти явления называют физическими.

Физическое явление – это превращение или проявление свойства вещества, которые происходят без изменения его состава

Физические термины:

Физическое тело или тело – любое из окружающих нас тел. ( молекула, песчинка, камень, луна).

Любое тело имеет форму и объем.

Все то, из чего состоит тело называется веществом. (железо, резина, вода, воздух,...).

Вещество – это один из видов материи. А что такое материя?

Материя – это все то, что существует во Вселенной независимо от нашего сознания. (небесные тела, растения, животные, свет, радиоволны).

Физические величины и их измерение.

При изучении физических явлений очень часто приходится выполнять разные измерения, а это значит – измерять физические величины. Что значит измерить физическую величину?

Измерить физическую величину – это значит сравнить ее с однородной величиной, принятой за единицу.

Для каждой физической величины приняты свои единицы.

С 1963 года во все мире была введена Международная система единиц – СИ – система интернациональная. В этой системе за основную единицы длины принят метр (1м), единицу времени – секунда (1с), единицу массы – килограмм (1 кг).

Первоначально за эталон метра было принято расстояние между двумя штрихами на платино-иридиевом стержне длиной 102 см, который хранился в Международном бюро мер и весов в Париже. Приняты меры по сохранности этого эталона, а именно: поддержание постоянной температуры стержня. А копии этого эталона хранятся в разных странах.

Кроме основных единиц используют кратные и дольные единицы:

Километр 1 км = 1 000 м,

Дециметр 1 дм = 0,1 м

Сантиметр 1 см = 0,01 м,

Миллиметр 1 мм = 0,001 м,

Микрометр 1 мкм = 0, 001 мм = 0,м

Нанометр 1 нм = 0, 001 м

Цена деления.

По мере развития физики приборы усложнялись, появились: вольтметры, амперметры, секундомеры, термометры,...

Любой измерительный прибор имеет шкалу, т. е на приборе нанесены разные деления, которые обозначены числами.

Прежде чем производить измерения необходимо определить цену деления.

Для этого необходимо:

- взять два ближайших штриха, обозначенных цифрами,

- вычесть из большего меньшее,

- полученный результат разделить на число интервалов между штрихами.

Точность и погрешность.

Любое измерение может быть проведено с той или оной точностью.

В физике допускаемую при измерении неточность называют погрешностью.

Но погрешность не может быть больше цены деления измерительного прибора.

Ясно, что точность измерения зависит от цены деления шкалы измерительного прибора, и чем меньше цена деления, тем точнее измерение.

При проведении лабораторных работ погрешность измерений принимается равной половине цены деления измерительного прибора.

При записи величины измеряемой единицы следует применять формулу:

А = а

Где А – измеряемая величина, а – результат измерений, - погрешность.

- читается «дельта», (буква греческого алфавита).

Практические задания к 1 части «Введение».

Укажите, что относится к понятиям «физическое тело», «явление» и « вещество»:

самолет, космический корабль, медь, ручка, молекула, фарфор, вода, автомобиль, капля, свинец гром, рельсы, пурга, алюминий, рассвет, буран, Луна, спирт, ножницы, ртуть, снегопад, стол, медь, нефть, кипение, метель, выстрел, наводнение.

Приведите примеры механических, звуковых, тепловых, электрических, магнитных, световых явлений. Определите какие явления описаны ниже:

шар катится, свинец плавится, холодает, слышны раскаты грома, снег тает, звезды мерцают, вода кипит, наступает рассвет, эхо, плывет бревно, маятник часов колеблется, гроза, летит голубь, сверкает молния, шелестит листва, горит электрическая лампа.

Толщина волоса 0,1 мм. Выразите эту величину в см, м, мкм, нм. Длина одной бактерии 0,5 мкм. Сколько таких бактерий уложилось бы вплотную в отрезке0,1 мм, 1мм, 1см. Чтобы определить диаметр проволоки, ученик намотал вплотную на карандаш 30 витков, которые заняли часть карандаша длиной 3 см. Определите диаметр проволоки. Измерьте линейкой длину и ширину учебника и запишите результаты с учетом погрешности. Задачи на определение цены деления. Выразить в см: 9 дм, 303 км, 405 мм. Выразить в км: 5070 м, 15 500 м, 200 см. выразить в м: 50 см, 1200 км, 9 мм.

Теоретические вопросы:

Что такое физика и что она изучает? Чем отличается опыт от наблюдения? Понятие тела, вещества, материи, явления и их виды. Что значит измерить физическую величину? От чего зависит точность измерения? Цена деления и погрешность измерения.