Склад повітря - Фізика - Скачать бесплатно

Повітря є скрізь. Його можна виявити в склянці, в якій немає води, в грудці крейди, шматку цеглини, в піпетці. Повітря заповнює в предметах усі порожні місця. Коли предмет занурюють у воду, то повітря виходить із цих порожнин. Повітря є у воді.

Незважаючи на те, що людина живе на дні “повітряного океану”, вона вивчила повітря, що її оточує, значно пізніше, ніж інші речовини. Це пояснюється тим, що повітря невидиме, не має ні запаху, ні смаку.

Лише у 1774 році французький учений А. Лавуазьє довів, що повітря — це суміш газів — азоту, кисню і вуглекислого газу.

Дослідами було встановлено, що в повітрі міститься приблизно 4/5 азоту, 1/5 кисню (за об’ємом).

Якісний склад повітря можна довести таким дослідом. Наллємо у глибоку склянку чашку води. На поверхню води ставимо плаваючу коробочку із фосфором. Запалюємо фосфор і моментально закриваємо дзвоном (скляним бутлем без дна, мал. 40). При цьому вода у дзвоні піднімається приблизно на 1/5 місткості дзвону. У горінні брав участь кисень. Він витратився, а його місце зайняла вода. Газ, що залишається під дзвоном — це азот, оскільки він у реакції горіння фосфору участі не бере. Азот займає 4/5 місткості дзвону.

У тій частині повітря, яка залишилась під дзвоном свічка гасла, а миші швидко гинули. Тому її назвали азотом, що означає “не підтримує життя”.

В чашку наллємо прозорої вапняної води і помістимо в неї дерев’яний брусок із свічкою. Запалимо свічку і накриємо її дзвоном (мал. 41). Через деякий час свічка погасне, а рівень води у дзвоні підніметься. Поясніть чому.

Вапняна вода помутніла. Це означає, що в неї перейшов вуглекислий газ.

Всі газоподібні речовини, які входять до складу повітря, мають спільні ознаки. Вони невидимі, прозорі й безбарвні.

Наприкінці 19 століття повітря, що становить нижні шари атмосфери, вже було добре вивчене. У повітрі є так звані благородні гази: гелій, неон, аргон, криптон, ксенон, радон. Це гази без кольору і запаху. Космос багатший на благородні гази ніж атмосфера Землі. У космосі найпоширеніший гелій, а в атмосфері Землі — аргон.

У повітрі є ще пил, водяна пара і домішки різних газів: оксиду сірки, метану, аміаку, оксиду вуглецю. Вони шкідливі для навколишнього середовища і здоров’я людини, забруднюють атмосферне повітря.

Забруднене повітря спричиняється як природними факторами (виверження вулканів, пилові бурі, рознесення крапель морської води та пилку рослин тощо), так і господарською діяльністю людини (видобуток руд і будівельних матеріалів, спалювання палива, робота автотранспорту тощо).

Особливо шкідливим і надзвичайно небезпечним є забруднення повітря радіоактивними речовинами внаслідок ядерних випробувань або аварій на атомних електростанціях.

Людина і тварини можуть прожити певний час без їжі і води (кілька днів), але вони гинуть через кілька хвилин, якщо їх позбавити повітря. Це означає, що людство повинне особливу увагу приділяти тому, без чого життя неможливе. Проблему охорони повітря від забруднення розв’язують усі країни. Важливу роль у цій справі відіграє міжнародне співробітництво.

Які речовини входять до складу повітря?

Як довести, що у повітрі є кисень?

Який дослід підтверджує, що у повітрі є вуглекислий газ?

Якого газу найбільше у повітрі?

Якими способами забруднюють повітря?

Як охороняти повітря від забруднення?

КИСЕНЬ ТА ЙОГО ВЛАСТИВОСТІ

Кисень — найпоширеніший хімічний елемент на Землі. У вільному стані кисень є у повітрі і в природних водах. У зв’язаному стані кисень входить до складу води, піску, глини, гірських порід і мінералів, а також до складу живих організмів.

Кисень відіграє особливу роль у природі. Він виступає одночасно і як будівник, і як руйнівник. Окислюючи органічні речовини, кисень підтримує дихання, а отже й життя. Енергія, що при цьому вивільняється, забезпечує життєдіяльність організмів. Проте за участю кисню в природі постійно відбуваються і руйнівні процеси: іржавіння металів, горіння речовин, гниття рослинних і тваринних решток.

Атмосферний кисень бере участь у процесі дихання. Крізь легені кисень потрапляє у кров, розноситься нею по всьому організму і в клітинах спричиняє реакції окислення. Вони відбуваються з виділенням енергії, за рахунок якої підтримується стала температура тіла і здійснюється робота організмами: пересування, робота м’язів та інші життєві процеси. Рослини теж поглинають кисень при диханні.

Добування кисню. У лабораторних умовах кисень добувають із перманганату калію (марганцевокислого калію). Помістимо в пробірку трохи марганцевого калію (мал. 42). Пробірку заткнемо пробкою, в яку вставлена зігнута скляна трубка. Опустимо в посудину з водою чисту пробірку. Коли вона наповниться водою, піднімемо її й піднесемо до її отвору скляну трубку. Нагріємо пробірку з марганцевокислим калієм над полум’ям спиртівки.

Під час нагрівання пробірки з трубки виходитимуть бульбашки газу в пробірку з водою. Незабаром газ витіснить усю воду і в пробірці залиться тільки один газ.

Затулимо отвір пробірки пальцем, виймемо її з води і внесемо в неї тліючу скіпку. Скіпка спалахне яскравим полум’ям.

Внесемо тліючу скіпку в пробірку з повітрям. Скіпка не спалахне. Отже, в першій пробірці було не повітря. Це був кисень.

Кисень можна добувати із інших сполук.

У промисловості кисень добувають з повітря. Основні компоненти повітря — азот і кисень. Щоб добути кисень, повітря під тиском зріджують, а потім зріджене повітря переганяють. Температура кипіння рідкого азоту (-1960С) нижча від температури кипіння рідкого кисню (-1830С), тому азот випаровується, а рідкий кисень залишається.

Зріджений кисень зберігають у спеціальних посудинах з подвійними стінками, між якими нема повітря.

Фізичні властивості. Кисень — безбарвний газ, без смаку і запаху, малорозчинний у воді (в 100 об’ємах води при 200С розчиняється 3 об’єми кисню). Кисень трохи важчий за повітря. 1 л кисню при нормальних умовах важить 1,43 г, а 1 л повітря — 1,29 г. (Нормальні умови – температура 00С і тиск 760 мм рт. ст. або 1 атм.). При тиску 760 мм рт. ст. і температурі -1830С кисень зріджується, а із зниженням температури до -2190С твердне.

Хімічні властивості. Кисень при нагріванні енергійно реагує з багатьма речовинами, при цьому виділяється теплота і світло. Це реакція горіння.

Ми вже говорили, що буде з тліючою скіпкою у кисні. Вона яскраво спалахує.

Сірка горить у кисні яскравим синім полум’ям і утворюється газ із різким запахом — оксид сірки.

Фосфор згорає в кисні яскравим полум'ям і утворюється білий дим — оксид фосфору.

У кисні горять і такі речовини, які вважають негорючими, наприклад залізо. Якщо до тонкої стальної дротини прикріпити сірник, запалити його й опустити в пробірку з киснем, то від сірника займеться й залізо. Залізо горить з тріском, розкидаючи яскраві іскри.

З киснем не сполучаються золото, срібло, платина.

Застосування кисню. Кисень широко застосовується у промисловості при виплавлянні чавуну і сталі, в хімічній промисловості при добуванні сірчаної та азотної кислот. Його використовують для добування вибухових речовин, при зварюванні і різанні металів.

Кисень необхідний для заповнення балонів спеціальних приладів, якими користуються льотчики, космонавти, під час виконання польотів, пожежники при рятувальних роботах, водолази при роботі під водою тощо.

Кисень широко застосовується у медицині. Кисневі подушки, кисневі палатки полегшують утруднене дихання. Кисневі коктейлі, ліки з настоїв трав дають значний лікувальний ефект.

На всі перелічені вище потреби витрачається величезна маса кисню Поповнюється атмосферний кисень в процесі фотосинтезу, який відбувається в зелених рослинах на світлі. Ось чому так важ­ливо зберігати і поширювати зелені насадження.

І. Як добувають кисень?

2. Яке значення має кисень у житті людини?

3. Назвати фізичні властивості кисню.

4. Назвати хімічні властивості кисню.

5. Де застосовують кисень?

б. Як поповнюють запаси кисню в атмосфері?

ВУГЛЕКИСЛИЙ ГАЗ ТА ЙОГО ВЛАСТИВОСТІ

Вивчаючи "Склад повітря" ми проводили дослід, зображений на малюнку 41. Через те, що вапняна вада помутніла ми зробили висновок, що у повітрі є вуглекислий газ.

Покладемо в колбу кусочки мармуру (або звичайного вапняку) і наллємо в неї оцтової або розведеної соляної кислоти. 3 мармуру з шипінням будуть виходити бульбашки. Це і є вуглекислий газ.

Заткнемо колбу пробкою, в яку вставлена зігнута трубка /мал. 43/. Підведемо трубку під пробірку з водою і наповнимо її вуглекислим газом. Затулимо пробірку під водою пальцем і виймемо її з води. Розглянемо вуглекислий газ.

Вуглекислий газ невидимий, прозорий, безбарвний, без запаху. Вуглекислий газ добре розчиняється у воді, особливо під тиском. Навісь при невисокому тиску і кімнатній температурі перетворюється на рідину. Зріджений вуглекислий газ зберігають у стальних балонах. Якщо його швидко вилити з балона, він випаровується, внаслідок чого частина газу перетворюється на снігоподібну масу. Твердий вуглекислий газ називають сухим льодом.

Вуглекислий газ у великих кількостях шкідливий для людини і тварин, спричиняє запаморочення голови, може спричинити ядуху, то­му приміщення треба часто провітрювати.

У пробірку з вуглекислим газом опустимо запалену скіпку. Вона потухне. Отже, вуглекислий газ не підтримує горіння.

Вуглекислий газ у 1,5 рази важчий за повітря. Проведемо дослід. Наставимо в широку скляну банку три свічки — одну маленьку, другу — трохи більшу, а третю — ще більшу. Складемо прилад для добування вуглекислого газу, доллємо в колбу з мармуром соляної чи оцтової кислоти. Підведемо газопідвідну трубку в банку із свічками і запалимо їх. Спостереження за свічками показують, що погасне маленька свічка, через якийсь час — більша, а вже потім — найбільша свічка. /мал. 44/.

Цей дослід підтверджує, що вуглекислий газ збирається в нижній частині посудини. Значить він важчий за повітря. Він не підтри­мує горіння. Вуглекислий газ можна переливати з пробірки у пробірку так само як воду.

Вуглекислий газ утворюється при згорянні дров, кам'яного вугілля, торфу, гасу. Багато вуглекислого газу виділяється в повітря при диханні людей, тварин.

У промисловості вуглекислий газ добувають прожарюванням вапняку.

Застосування. Вуглекислий газ застосовують при виробництві соди, цукру, при газуванні води (фруктової, мінеральної). Оскільки вуглекислий газ не підтримує горіння, його використовують при гасінні пожеж. У садових вогнегасниках сполучаються дві речовини і при цьому виділяється багато вуглекислого газу, який гасить полум’я.

У твердому стані вуглекислий газ застосовують у холодильниках, роблять штучний лід у закритих приміщеннях.

Як можна добути вуглекислий газ?

Чим вуглекислий газ схожий на кисень?

Чим вуглекислий газ відрізняється від кисню?

Як можна довести, що у повітрі є вуглекислий газ?

Як можна довести, що у видихуваному повітрі більше вуглекислого газу, ніж в атмосферному повітрі?

Де люди використовують газоподібний вуглекислий газ?

Де застосовують вуглекислий газ у твердому стані?

Чому при гасінні пожеж використовують вогнегасники?

Як можна дізнатися, яка колба з киснем, а яка - з вугле­кислим газом?

ЕЛЕМЕНТАРНІ ВІДОМОСТІ З МЕХАНІКИ.

20 МЕХАНІЧНИЙ РУХ. ВІДНОСНІСТЬ РУХУ

І СПОКОЮ

Вдалині на дорозі видно автомобіль. Ми не чуємо шуму його двигуна і не бачимо, чи обертаються його колеса. Як визначити, чи рухається автомобіль.

Простежимо за положенням автомобіля відносно дерева, яке росте біля дороги. Якщо віддаль від дерева до автомобіля змінюється, ми робимо висновок, що автомобіль рухається; якщо ж не змінюється, значить автомобіль перебуває у спокої

Корабель знаходиться у відкритому морі. Берега уже не видно і не видно ніяких предметів на поверхні води. На палубу вийшов пасажир. Йому важко визначити чи корабель рухається, чи стоїть на місці. Аж раптом удалині він побачив маяк. Корабель став наближатися до маяка. Тепер пасажир зрозумів, що корабель рухається. Отже, рух корабля пасажир визначив відносно маяка.

На паралельних коліях стоять два поїзди. Раптом один з них рушив. Пасажиру, який дивиться на сусідній поїзд, важко визначити, який поїзд рухається. Щоб визначити чи рухається його поїзд, треба вибрати якийсь предмет на землі: приміщення вокзалу, дерево, будівлю чи телеграфний стовп. Відносно цього предмету і можна визначити рухається його поїзд чи стоїть на місці.

Механічним рухом називається зміна положення даного тіла відносно інших тіл.

Механічні рухи тіл дуже різноманітні. Рух Землі, планет, хмар,

води в ріках, поїздів, літаків, автомобілів, різних частин машин і верстатів, людей, тварин, птахів і т.д.

Механічні рухи вивчаються в розділі фізики, що називається механікою. Слово механіка походить від грецького слова “механе” що означає машина або пристрій.

Кожний механічний рух, що вивчається у фізиці, завжди є від­носний рух. Пароплав рухається відносно берега, поїзд — відносно полотна залізниці, різець токарного верстата — відносно основи вер­стам і т.д. Але і берег, і полотно залізниці, і основа верстата самі рухаються разом із Землею.

Тіла, відносно яких розглядається рух, називаються тілами відліку.

Рух тіла відбувається протягом певного проміжку часу. Рухоме тіло під час свого руху за цей час опише лініюю.

Лінія, по якій рухається тіло, називається траєкторією руху.

Проведемо крейдою лінію на класній дошці: ця лінія буде траєкторією руху грудки крейди /мал. 45/. Видиму траєкторію руху — світлий слід — заливає в нічному небі метеор /мал. 46/ або сигнальна ракета. На малюнку 47 видно лижний слід, залишений дівчинкою, яка спустилася на ликах з гори. На малюнку 48 штриховою лінією зображено траєкторію лижника, який стрибав з трампліна. Довжина Траєкторії ОА — це шлях, пройдений лижником за час спускання з гори.

За траєкторією рухи тіл поділяються на прямолінійні і криволінійні.

Який рух називається механічним?

Які тіла називають тілом відліку?

Чому кажуть, що Сонце сходить і заходить? Що в даному ви­падку є тілом відліку?

У вагоні рухомого поїзда сидить пасажир. Що може сказати про його рух провідник вагона і стрілочник, повз якого рухається поїзд?

Навести приклади відносного руху тіл і пояснити, відносно яких тіл пасажир, що їде в автобусі, рухається, а відносно яких перебуває у спокої.

Що таке траєкторія руху тіла?

Якими можуть бути траєкторії руху тіл?

Завдання. Виміряйте довжину свого кроку і, користуючись цією мірою, визначте, який шлях ви проходите від школи до майстерень. За який час ви проходите цей шлях?

21 ВИДИ РУХІВ

Рухи тіл можуть бути дуже різноманітними. Рух кузова автомобіля, наприклад, відрізняється від руху його коліс. Колеса обертаються, а кузов не бере участі в обертальному русі.

Обертаючи колодязний вал, витягають з колодязя відро з водою. При цьому вал і відро рухаються по-різному.

Основними видами руху тіл в поступальний, обертальний і коливальний.

Розглянемо ці рухи окремо.

Поступальний рух.

Поступальним рухом є, наприклад, рух шухляди, що висувається з стола, рух поршня в двигуні внутрішнього згоряння, рух машини, рух різця вздовж корпусу токарного верстата /мал. 49/ або деталі на поздовжньо-стругальному верстаті відносно різця /мал. 50/, рух ван­тажу, яких переносять підіймальним краном /мал. 51/, рух предмета на стрічці транспортера /мал. 52/ і багато інших рухів.

Розглянемо ознаки поступального руху тіла.

При перенесенні вантажу краном легко побачити, що всі точки вантажу при його перенесенні описують у просторі однакові траєкто­рії і проходять одинакові шляхи за один і той самий час.

Отже, при поступальному русі тіла всі його точки описують однакові траєкторії в просторі і за один і той самий проміжок часу про­ходять однакові шляхи.

Не слід думати, що поступальним може бути лише прямолінійний рух. Прикладом може бути рух олівця /мал. 53/.

Обертальний рух.

Обертальний рух здійснюють колесо машин, гвинти літаків і паро­плавів, махові колеса, вали, шестерні, шківи, паси верстатів та машин, деталі затиснуті у токарнях верстатах, циркульна пила. Кожна точка Землі здійснює обертальний рух, внаслідок добового обертання Землі навколо своєї осі. Цей рух Землі спричиняє зміну дня і ночі. Сама Земля здійснює обертальний рух навколо Сонця, а планети — нав­коло Землі.

Кінці стрілки годинника рівномірно обертаються по колу. Щоб виявити особливості обертального руху, виконаємо дослід. Візьмемо картонний диск з намальованими на ньому точками на різних відстанях від центра /мал. 54/ і будемо його швидко обертати. Замість кружечків ми побачимо на диску ряд кіл різних радіусів /мал. 55/.

Цей дослід показує, що при обертальному русі тіла різні його точки рухаються по колах. Центри цих кіл лежать на одній прямій, яка називається віссю обертання тіла.

При обертанні тіла по коду виникав відцентрова сила. Ця відцентрова сила широко використовується людиною у різних відцентрових машинах /мал. 56/.

У кулясту скляну посудину надити рідини різної густини /олії, води, меду/, накидати кусочків корка і привести посудину /мал. 57/ в обертання на відцентровій машині. Рідини розмістяться кільцями: зовнішній — мед, дальшим — вода, далі - олія /на внутрішні й поверх­ні олії розмістяться кусочки корка/ і, нарешті, всередині — повіт­ряний стовп. Взагалі найгустіша рідина розміщується далі від осі обертання.

Центрифуга з сітчастими стінками вживається для відокремлення меду від стільників, для відокремлення воді від цукру /сушіння цук­ру/, води від мокрої білизни, соку від помелених овочів і фруктів у соковижималках, вершків від молока у сепараторах /мал. 58/. Широко використовуються відцентрові насоси /мал. 59/.

Коливальний рух.

Якщо у фізичному штативі затиснути пружну пластину у горизонтальному положенні і підняти її вільний кінець у верх, то коли від­пустимо вільний кінець, він почне коливатись. Рух вільного кінця пластини буде коливальним рухом.

До штатива підвісимо на нитці кульку чи висок. Відхилимо її в сторону і відпустимо. Кулька почне коливатися. Це явище називається коливанням маятника /мал. 60/.

Коливальний рух здійснюють звичайна дитяча гойдалка, маятник

годинника, маятник метронома і інші /мал. 61/.

Різні види руху тіл можна спостерігати під час роботи швейної машини /мал. 62/. Рукоятка машини 1, махове колесо 2, вал машини З обертаються. Голководій з голкою 4 рухається вгору і вниз поступаль­ної човник 5 і нитконатягувач 6 виконують коливальні рухи.

Рух свердла свердлильного верстата при роботі складається з двох рухів) обертального і поступального.

Які види рухів ви знаєте?

Дати приклади поступальних рухів.

Дати приклади коливальних рухів.

Санки з’їжджають з гори; кулька скочується похилим жолобом; камінь, випущений з рук, падає; Які з цих тіл рухаються поступально?

Який вид руху здійснюють: деталь у токарному верстаті; свердло у свердлильному верстаті; голка швейної машини, махове коле­со швейної машини?

Які види рухів здійснюють при роботі ручного дриля? 7. По поверхні стола рухається іграшкова машина. Який вид руху вона здійснює?

Де використовують відцентрові машини?

ШВИДКІСТЬ РУХУ. ОДИНИЦІ ШВИДКОСТІ

22 РІВНОМІРНИЙ І НЕРІВНОМІРНИЙ РУХИ

Якщо яке-небудь тіло за будь-які однакові проміжки часу про­ходить однакові шляхи, то його рух називають рівномірним.

На мал. 63 зображено візок, на якому встановлено крапельницю.

3 крапельниці через однакові проміжки часу падають краплі. Під час руху візка відстані між слідами, що їх залишили краплі на папері, однакові. Отже, візок за однакові проміжки часу проходить однакові шляхи, тобто він рухається рівномірно.

Прив’язаний до нитки тягарець має бути такої величини, щоб ві­зок починав рухатись при найменшому поштовху.

Рівномірний рух зустрічається в природі дуже рідко. Приблизно однакові шляхи за однакові проміжки часу проходить Земля, обертаючись навколо Сонця, кінець стрілки годинника.

Більшість рухів не в рівномірними. Наприклад, поїзд, відходячи від станції, проходить за однакові проміжки часу все більші і більші шляхи. Наближаючись до станції, він, навпаки, за одинакові проміжки часу проходить щоразу менші шляхи. Отже, поїзд рухається нерівномірно.

Знову проведемо дослід з візком. Підвісимо важчий тягарець до візка /мал. 64/. Візок почне рухатись баз поштовху. Падаючі краплі залишать сліди, але вже не на однакових відстанях одна від одної. Це означає, що тепер візок за однакові проміжки часу проходять вже неоднакові відстані.

Рух, при якому тіло за будь-які однакові проміжки часу прохо­дять не однакові шляхи, називається нерівномірним рухом.

23. ШВИДКІСТЬ. ОДИНИЦІ ШВИДКОСТІ

Автомобіль, що рухається рівномірно, випереджає людину, яка йде рівномірно тому, що рухається швидше від неї. Літак рухається швидше, ніж автомобіль, а штучний супутник Землі — швидше, ніж літак. Рухи всіх цих тіл відрізняються між собою швидкістю.

Швидкість тіла при рівномірному русі показує, який шлях про­ходить тіло за одиницю часу.

Наприклад, якщо за кожну годину автомобіль, проходить 65 км, а літак пролітає 600 км, то кажуть, що швидкість автомобіля 66 кілометрів за годину, а швидкість літака 600 кілометрів за годину.

Щоб визначити швидкість тіла при рівномірному русі, треба шлях, пройдений тілом за який-небудь проміжок часу, поділити на цей проміжок часу.

Позначимо всі величини, що входять у цей вираз буквами: S — шлях, t — проміжок часу, за який пройдено шлях, V — швидкість; тоді дістанемо формулу для обчислення швидкості:

За одиницю швидкості беруть швидкість такого рівномірного руху, при якому рухоме тіло за 1 секунду проходить шлях, що дорівнює 1 м.

Цю одиницю швидкості записують так 1 м/сек.

Використовують і інші одиниці швидкості 1 км/год.

Транспортні засоби рухаються нерівномірно. На зупинках їх швидкість дорівнює нулю, потім вона збільшується, а перед наступною зупинкою зменшується. При такому русі говорять про середню швидкість руху на даному відрізку шляху або за певний проміжок часу руху.

Щоб визначити швидкість, пройдений шлях ділять на час руху, тобто роблять так само, як і при обчисленні швидкості рівномірного руху.

або

Розглянемо приклад. Відстань міх двома містами 3200 км. Поїзд, рухаючись нерівномірно, проходить цей шлях за 64 години. Знайти середню швидкість поїзда.

S= 3200 км

t= 64 год

V-?

Середня швидкість поїзда 50 км за год.

Таблиця швидкості різних тіл:

Який рух навивається рівномірним?

Наведіть приклади рухів, близьких до рівномірного.

Який рух називається нерівномірним?

Наведіть приклади нерівномірного руху.

Що показує швидкість рівномірного руху?

Як визначити швидкість руху, знаючи шлях та час, протягом якого його пройдено?

Які одиниці швидкості ви знаєте?

Яку швидкість мають на увазі, коли говорять про швидкість руху автомобіля, літака?

Як визначити швидкість нерівномірного руху? Записати формулу швидкості.

Розв'яжіть задачі.

Велосипедист за 30 хв. проїхав шлях 6000 м. Обчисліть серед­ню швидкість руху велосипедиста /в м/сек/.

Електровоз за 4 год проїхав шлях 360 км. Яка середня швидкість руху електровоза?

Два автомобілі рухаються рівномірно. Перший протягом 5 хв. проходить 6 км, а другий протягом 3 сек — 90 м. Швидкість якого автомобіля більша? /Швидкість виразити у м/сек/.

Знайти швидкість руху мотоцикліста, коли відомо, що він за 3 год. пройшов шлях І30,5 км.

Швидкість течії ріки 5 км/год. На яку відстань перемістить­ся пліт, що пливе за течією за 3 год?

Перша космічна швидкість /швидкість, яку повинне мати тіло, щоб стати штучним супутником Землі/ дорівнює 8 км/с. Яку відстань пройде ракета за 1 хв, якщо вона летить з такою швидкістю?

Через який час ракета, запущена з поверхні Землі з швид­кістю 8 км/с, перебуватиме від неї на відстані 480 км?

Поїзд рухається із швидкістю 48 км/год. За скільки годин він пройде шлях, що дорівнює 604 км?

Віддаль між двома пристанями 144 км. Скільки часу потріб­но буде пароплавові, щоб пройти між зазначеними пристанями туди і назад, якщо швидкість пароплава у стоячій воді 14 км/год, а швидкість течії 2 км/год?

ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ.

24 ІНЕРЦІЯ.

Ми з досвіду знаємо, що коли яке-небудь тіло перебуває в спокої, то саме воно, без ніякої причини, не почне рухатись.

Покладена на стіл книжка лежить на місці, поки хто-небудь не перекладе її на інше місце. Поїзд стоїть на місці доти, поки тепловоз його не потягне. Куля, вкладена в рушницю, не вилетить доти, поки її не виштовхнуть порохові гази.

У всіх випадках, для того, щоб вивести тіло з стану спокою, на нього повинне подіяти яке-небудь інше тіло, або, як кажуть, на тіло повинна подіяти сила.

Часто доводиться спостерігати, як рухається велосипедист, не працюючи педалями. Досить довго рухається автомобіль після вимкнення двигуна. Куля, виштовхнута з рушниці пороховими газами, продовжує рух і поза рушницею, де на неї вже не діють порохові гази.

Однак зрештою всі згадані тіла з часом зупиняються. Чому? Щоб відповісти на це запитання, виконаємо дослід.

Установимо похило на столі дошку. На невеликій відстані від кінця дошки насиплемо купку піску. На похилу дошку ставимо візок. Візок скочуючись, потрапляє у пісок і швидко зупиняється /мал. 65а/. Вирівнявши пісок, знову пускаємо візок по дошці з попередньої висоти. Тепер візок проходять більшу відстань по столу /мал. 65б/. Якщо ж зовсім прибрати пісок з шляху візка, то до зупинки він пройде ще більшу відстань /мал. 65в/.

Отже, чим менша дія іншого тіла на візок, тим довше зберігається його рух, тим цей рух ближчий до рівномірного.

Прикладом руху тіл при наявності дуже малого опору може бути рух штучних супутників Землі. Верхні розріджені шари атмосфери чинять незначний опір їх рухові, тому супутники можуть обертатись навколо Землі тривалий час.

Якби перешкод рухові зовсім не було, то будь-яке тіло, при­ведене в рух, продовжувало б рухатися як завгодно довго.

Спостереження показують, що тіло, яке рухається прямолінійно, саме по собі не може змінити і напрям свого руху. Велосипедист, повертаючи руль, змінює напрям руху коліс велосипеда.

Отже, тіло, яке перебуває в спокої, само собою /без дії на нього інших тіл/ не може почати рухатися, а рухоме тіло само собою не може ні зупинитися, ні змінити напряму свого руху.

Властивість тіла зберігати стан спокою або прямолінійного рівномірного руху називається інерцією тіла.

(Інерція — латинське слово, означає "нерухомість").

Автомобіль з вимкненим двигуном зберігав би швидкість свого руху. Але на нього діє сила тертя, тому швидкість його зменшується і він поступово зупиняється. Шлях, що його проходять автомобіль після вимкнення двигуна до повної зупинки, називається гальмівним шляхом. Наприклад, автомобіль “Таврія”, що рухається по асфальто­вому шосе зі швидкістю 50 км/год, після вимкнення двигуна пройде до повної зупинки 355 м. Ця відстань і буде гальмівним шляхом. Якщо навіть загальмувати колеса автомобіля, то все-таки деякий час він буде рухатися, ковзаючи колесами по дорозі.

Переходити дорогу перед рухомим транспортом дуже небезпечно, бо жодну машину не можна вмить зупинити.

У розглядуваних прикладах: ми часто вживали слово сила тертя, сила опору повітря, сила тяжіння. Отже, причиною зміни швидкості тіл є дія інших тіл.

Сила — причина зміни швидкості тіла.

Пасажир у машині, вагоні, човні при кожному сповільненні руху нахиляється вперед, при кожному прискоренні руху відхиляється назад, при кожному повороті відхиляється до зовнішнього боку кривизни шляху.

Предмети, що їх викидають з літака, вагона, спершу летять за нами, але під впливом сили тяжіння відхиляються від прямолінійно­го шляху.

Чому швидкість тіл змінюється? Наведіть приклади.

Як рухалося б тіло, якби на нього не діяли інші тіла?

Що називається інерцією?

Що називається силою?

На малюнку 66 показано спосіб насаджування молотка на рукоятку. Поясніть його.

На малюнку 67 показано як можна надати залізку рубанка потрібного положення. Чому від удару по залізку воно входить у рубанок, а від удару по колодці — виходить з нього?

У який бік падає людина, яка спіткнулася? яка посковзнулася?

Як змінилась швидкість руху вагонів, зображених на малюнку 68?

Як вистрибувати з вагона, який швидко рухається?

Що треба робити при швидкій їзді на велосипеді на поворотах?

25 ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ.

Ще раз розглянемо чому тіло починав рухатись або змінить свою швидкість.

На мал.69а зображено візок з прикріпленою до нього пружною пластинкою. Пластинку зігнуто і зв’язано ниткою. Візок перебував у спокої відносно стола. Чи почне він рухатися, якщо пластинка ви­прямиться? Перепалимо нитку. Пластинка різко випрямляється, але візок залишається на попередньому місці /мал. 69б/.

Тепер з другого боку від пластинки поставимо ще один такий самий візок /мал. 70а/. Коли перепалити нитку, обидва візки поч­нуть рухатися і роз'їдуться в різні боки /мал. 70б/. Ми бачимо, щоб змінити швидкість візка, потрібне друге тіло — другий візок.

Раз обидва візки стали рухатися відносно стола, то вони обидва подіяли один на одного.

Отже, дія тіла на інше тіло не може бути односторонньою. Обидва тіла діють одне на одне - вони взаємодіють. Так, наприклад, куля перед пострілом перебуває в спокої відносно рушниці. Під час пострілу куля й рушниця взаємодіють і рухаються в різні боки. Від­бувається явище відбою.

Коли людина, що сидить у човні, відштовхує від себе рукою інший човен, то і її човен також починає рухатись у протилежний бік.

Людина стрибає з човна на берег /мал. 72/. Людина став на край. човна і відштовхується від нього, тобто штовхає його назад. При цьому човен діє на людину і вона набуває швидкості в напрямі до берега. Дія людини на човен проявляється в тому, що він відходить у бік, протилежний стрибку.

На мал. 73 зображено два хлопчики, які стоять на візках. У рухах у них вірьовка. Коли хлопчики натягують вірьовку, то обидва вони разом з візками почнуть рухатись назустріч один одному. Сили, які при цьому прикладені до хлопчиків, виявляються завжди рівними і протилежно напрямленими, незалежно від того, як хлопчики на­тягують вірьовку (діюча і протидіюча сила).

Отже, в усіх випадках сили, з якими два тіла діють одне на друге, рівні за величиною і протилежні за напрямом.

Ноги людини і тварин, ведучі колеса автомобіля і тепловоза при русі відштовхуються від землі, гребний гвинт пароплава — від води, птах і гвинт літака під час польоту — від повітря. У всіх таких випадках. відштовхуюче і відштовхуване тіла починають рухатися в протилежних напрямах.

Сили дії і протидії завжди рівні і протилежно напрямлені, але ніколи одна одну не зрівноважують, оскільки вони прикладені до різних тіл.

Якщо кінь везе воза, то це не означає, що сила, з якою він тягне воза, більша від сили, з якою віз тягне коня у протилежну сторону. Ці сили рівні за величиною. Але ні кінь, ні віз, внаслідок самої тільки взаємодії один з одним, не можуть почати рухати­ся обидва в одному і тому ж напрямі. Для цього необхідна третя сила, прикладена одночасно і до коня, і до воза. Така сила виникав при взаємодії коня з Землею. Кінь підковами відштовхує Землю в одну сторону, а Земля штовхає коня з возом у другу.

Опишіть досліди, які показують, що тіла починають рухатися Тільки тоді, коли вони взаємодіють з іншими тілами.

Наведіть приклади, які показують, що внаслідок взаємодії змінюються швидкості обох тіл.

Опишіть явища взаємодії на прикладі, зображеному на малюнку 72.

Порівняйте явища, зображені на мал. 70 і 71.

МАСА ТІЛА. ВАГА ТІЛА. ДИНАМОМЕТР

На попередньому уроці ми проводили дослід з двома однаковими візками. Їхні швидкості були однаковими.

Проведемо такий самий дослід з різними візками /мал.74/. Після перепалення нитки пластина випрямляється, візки взаємодіють і їхні швидкості змінюються. Візки роз’їжджаються з різними швидкостями. Це тому, що візки мають різні маси. Той візок, що рухається з більшою швидкістю має меншу масу. Якщо швидкість першого візка у 2 рази більша, ніж другого, то маса першого у 2 рази менша, ніж маса другого.

При пострілі з рушниці порохові гази і рушниця після взаємодії рухаються в протилежні сторони (відбій). Тому, що маса рушниці набагато більша від маси кулі, то швидкість рушниці менша. Якщо маса човна, з якого стрибає людина, у 5 разів більша за масу людини, то швидкість човна буде у 5 разів менша.

Вивчаючи взаємодію тіл, ми ознайомились з фізичною величиною, яка називається масою тіла. Порівнювати маси тіл можна за швидкостями, яких набувають внаслідок взаємодії тіла, якщо до взаємодії вони були у спокої.

За одиницю маси взято кілограм — 1 кг. Міжнародний зразок /еталон/ кілограма зберігається у Франції, в м. Севрі, поблизу Парижа. 3 цього зразка з великою точністю виготовлено копії для інших країн. /Мал. 75/.

Порівнюючи швидкості, набуті тілами, які перебувають у спокої, внаслідок взаємодії, можна визначити, у скільки разів маса одного тіла більша за масу другого. Цим способом можна виміряти масу тіла, якщо маса одного з тіл, які взаємодіють, відома.

Масу тіл можна визначити за допомогою важільних терезів /мал. 76/.

Коли тіло ставлять на опору, то стискається не тільки опора, а й тіло, яке притягується Землею. Деформоване, стиснуте тіло тисне на опору. Так само, коли тіло підвішене, то деформується не тільки