Найголовніше у розділі 3. Взаємодія тіл. Сила

Сучасна фізична наука розрізняє чотири фундаментальні взаємодії: гравітаційну, електромагнітну, ядерну (сильну) та слабку.
Взаємодія між тілами, результатом якої є зміна швидкості руху тіл або зміна їх форми, називається механічною взаємодією.
Загальною характеристикою взаємодії тіл є фізична величина, яка називається сила. Силу позначають великою латинською літерою F. Одиницею сили є 1 ньютон (1 Н). Сила характеризується абсолютною величиною (модулем), напрямом (сила завжди діє в певному напрямі) та точкою прикладання.
Сила, що дорівнює геометричній сумі всіх сил, прикладених до тіла, називається рівнодійною.
Інерція - явище збереження швидкості руху тілом за відсутності дії інших тіл.
Інертність - властивість, яку мають усі тіла. Вона полягає в тому, що для зміни швидкості тіла на певну величину необхідно, щоб на нього певний час подіяло інше тіло.
Маса - це фізична величина, що характеризує інертність і є мірою інертності даного фізичного тіла .
Будь-яке тіло має масу. Маса позначається буквою (m). За одиницю маси в СІ прийнятий кілограм.

Деформацією називається зміна форми чи розмірів тіла внаслідок зовнішньої дії на нього інших тіл.
Види деформацій: стискування, розтягування, вигин, зсув, кручення.
Модуль (величина) сили пружності при розтягуванні (чи стискуванні) тіла прямо пропорційний його подовженню. Математично записати закон Гука можна так: F_пр = kΔx, де k - коефіцієнт пружності або жорсткість досліджуваного зразка (одиниця в СІ - Н/м ), визначає величину сили пружності, що виникає у досліджуваному зразку при подовженні його на одиницю, залежить від фізичних властивостей досліджуваного зразка; Δx - подовження дослідного зразка або його величина деформації.
Силу, з якою тіло внаслідок притягання до Землі діє на опору або розтягує підвіс, називають вагою тіла.
Сила тертя - це сила взаємодії між дотичними тілами, що чинить протидію переміщенню одного тіла відносно іншого. Сила тертя завжди направлена проти переміщення уздовж поверхонь дотичних тіл.
Виділяють дві причини виникнення тертя: шорсткість поверхонь, взаємодія молекул дотичних поверхонь.
Розрізняють декілька видів тертя: тертя спокою, тертя ковзання, тертя кочення.

Тиск газу на стінки посудини (і на вміщене в газ тіло) спричинюється ударами молекул газу.
Тиск газу залежить від концентрації молекул і температури: а) зі зменшенням концентрації молекул тиск зменшується, а зі збільшенням - збільшується, за умови, що температура газу не змінюється; б) зі зростанням температури газу його тиск збільшується, за умови, що маса газу не змінюється.
Як для рідин, так і для газів характерна спільна властивість: вони передають тиск в усіх напрямках однаково (закон Паскаля).
Тиск рідини на дно посудини залежить тільки від густини і висоти стовпа рідини: р = pgh.
Безперервний хаотичний рух молекул повітря зумовлює атмосферний тиск.
За одиницю атмосферного тиску взято 1 мм ртутного стовпа (1мм рт. ст.). Якщо, наприклад, атмосферний тиск дорівнює 780 мм рт. ст., то це означає, що повітря чинить такий самий тиск, як і вертикальний стовп ртуті висотою 780 мм.
Співвідношення між цією одиницею і відомою нам одиницею тиску - паскалем: 1 мм рт. ст. = 133,3 Па.
У сполучених посудинах будь-якої форми поверхні однорідної рідини встановлюються на однаковому рівні (за умови, що тиск повітря над рідиною однаковий).

Виштовхувальна сила, що діє на занурене у рідину тіло, визначається за формулою: F = pgV, де р - густина рідини, в яку повністю занурене тіло об’ємом V.
Закон Архімеда: на тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі рідини або газу в об’ємі цього тіла.
Знаючи густину тіла і густину рідини, можна передбачити, як поводитиме себе тіло в рідині:
...якщо густина тіла більша за густину рідини, p_т > p_p, то воно тоне;
...якщо густина тіла дорівнює густині рідини, p_т = p_p, то тіло не тоне і не спливає;
...якщо густина тіла менша за густину рідини, p_т< p_p, то тіло спливає.

Завдання для самоперевірки з розділу

«Взаємодія тіл. Сила» (Тиск твердих тіл рідин, газів)

1(п). Якщо тіло рухається по поверхні іншого тіла, то виникає...

A) сила тяжіння;
Б) сила пружності;
B) сила тертя;
Г) гравітаційна сила.

2(п). Маса - це фізична величина, яка характеризує...

A) інертність тіла;
Б) швидкість тіла;
B) вагу тіла;
Г) гравітаційні та інертні властивості тіла.

3(п). Одиницею тиску є:

А) кг
Б) Па
В) Η
Г) Н/м

4(п). Гравітаційна сипа - це сипа, з якою...

A) тіла відштовхуються одне від одного
Б) тіла притягуються одне до одного
B) тіла притягуються або відштовхуються одне від одного
Г) тіла тиснуть одне на одне

5(п). Прилад для вимірювання атмосферного тиску називають:

А) манометр
Б) барометр
В) насос
Г) динамометр

6(п). Метод гідростатичного зважування грунтується на законі:

А) Гука
Б) Паскаля
В) Архімеда
Г) всесвітнього тяжіння

7(с). Взаємодією тіл називається...

A) вплив тіл одне на одне, в результаті чого вони змінюють свою масу
Б) вплив тіл одне на одне, в результаті чого вони змінюють швидкість і напрям руху, а також деформуються
B) вплив тіл одне на одне, в результаті чого вони притягуються
Г) вплив тіл одне на одне, в результаті чого вони деформуються

8(с). Виберіть усі правильні твердження:

A) сила пружності спрямована в ту ж сторону, що й зміщення частинок тіла
Б) пружна деформація описується законом Гука
B) сила пружності прямо пропорційна величині деформації
Г) коефіцієнт жорсткості залежить від сили пружності

9(д). Довжина пружини дорівнює 10 см. Під дією сипи 4 Н пружина видовжилась на 2 см. Якою буде довжина пружини, якщо на неї діятиме сипа 18 Н?

10(д). Чому дорівнює тиск (із урахуванням атмосферного тиску, що становить 760 мм рт. ст.) на глибині 10 м під водою?

11(в). Крижина об’ємом 0,1 м³ плаває в річці. Вкажіть усі правильні твердження:

А) архімедова сила врівноважує силу тяжіння
Б) на крижину діє архімедова сила 10 кН;
В) якщо на крижину сяде зграя птахів, архімедова сила не зміниться;
Г) якщо течія винесе крижину в море, висота надводної частини крижини збільшиться.

12 (в). На тіло, цілком занурене у воду, діє виштовхувальна сила 100 Н. Укажіть усі правильні твердження: