Фізика і хімія в побуті. Підручник для осіб з особливими освітніми потребами (F70). 10 клас. Тороп

§ 5. Механічний рух та взаємодія тіл

Фізика описує, як взаємодіють сила і рух. Сила, прикладена до об’єкта, викликає рух, змінюючи розташування об’єкта під час його руху (мал. 26).

Мал. 26. Приклади руху. 1. Авто, що рухається. 2. Цунамі. 3. Дерево гнеться від вітру. 4. Тварина, що біжить. 5. Рух клітин. 6. Рух планет

Щоб досягти високих результатів у будь-якому виді спорту, ви повинні бути майстром у силі та русі. Наприклад, у футболі. Вам потрібно, щоб м’яч рухався (це рух) до воріт. Єдиний спосіб змусити м’яч рухатися до воріт — використовувати ноги або голову, щоб закинути його туди (це сила).

Наприклад, якщо м’яч котиться, він буде котитися вічно, якщо його щось не зупинить. Крім того, якщо м’яч перебуває в спокої, він залишатиметься в спокої, якщо його щось не зрушить. Причиною зміни стану покою або припинення руху є сила.

Як змусити м’яч рухатися? Швидше за все, ви б’єте його ногою або кидаєте. Ви застосовуєте силу — штовхаєте або тягнете об’єкт (м’яч). Ваш удар — сила — призводить до руху м’яча. Однак тут також діють інші сили. Виникає питання: чому м’яч, що котиться, потім перестає котитися, навіть якщо його не торкатися? Це гравітація.

Гравітація (сила тяжіння) — це сила, яка постійно притягає предмети до Землі, вона спрямована униз. Коли м’яч котиться, сила тяжіння тягне його до Землі, що сповільнює м’яч і не дозволяє йому рухатися вперед. Якби не було б гравітації, м’яч міг би рухатися вічно!

Ще одна відома вам сила, яка впливає на рух, це сила тертя. Тертя стримує рух предмета, що ковзає. Коли автомобіль зупиняється на світлофорі, тертя між гальмами і колесами сповільнює його рух. Коли ви біжите тротуаром, тертя між взуттям і цементом сповільнює ваш рух.

Тертя — це сила, яка виникає між двома поверхнями, коли один об’єкт треться об інший. Тертя завжди діє проти руху.

Коли поверхні, які торкаються одна одної, шорсткі, утворюється сильніше тертя. Коли поверхні, які торкаються одна одної, гладкі, виникає слабше тертя (мал. 27). Ось чому йти по дорозі легше, ніж по льоду. Водіння автомобіля або їзда на велосипеді були б неможливі без тертя.

Мал. 27. Приклад тертя на асфальті та на льоду

Для світу фізики рух — це зміна положення або переміщення об’єкта з одного місця в інше. Ось декілька прикладів руху: їзда на велосипеді від вашого дому до друга, штовхання коробки з одного кінця кімнати в інший, подорож від верхньої частини гірки до нижньої, катання на гойдалці тощо.

Приклади можна продовжувати нескінченно: рух відбувається навколо нас постійно. Насправді всі речі знаходяться в постійному русі, навіть найменші частинки (атоми). Атоми — крихітні частинки, які постійно рухаються (мал. 28).

Прикладом механічного руху також може бути процес дифузії (дифузією називають взаємне проникнення частинок однієї речовини в іншу, обумовлене хаотичним рухом молекул) (мал. 29) та інші процеси.

Сила і рух діють разом — там, де є рух, була (або є) сила! Рух — це коли об’єкт переміщується з одного місця в інше, тоді як сила — це те, що змушує об’єкт рухатися або зупиняти рух. Приклади сили включають удар ногою, який змушує м’яч рухатися по полю, і силу тяжіння, яка сповільнює і зрештою зупиняє рух м’яча.

Мал. 28. Рух атомів

Мал. 29. Дифузія — приклад руху речовин

Основні ознаки механічних явищ: траєкторія, відстань, переміщення, шлях, швидкість та інші.

Якщо тіло не змінює свого положення, воно називається нерухомим, перебуває у стані спокою. При зміні положення тіло стає рухомим.

Зміну положення тіла за деякий час називають механічним рухом, а лінію, якою відбувається рух, — траєкторією.

Траєкторія — це лінія, яку описує тіло в просторі. Інакше кажучи, це лінії, по яких рухалися тіла (мал. 30).

Мал. 30. Приклади траєкторії

Залежно від виду траєкторії рух може бути прямолінійним або криволінійним (мал. 31).

Також тіла можуть рухатися по колу, обертатись навколо своєї осі, здійснювати коливання.

Відстань — це проміжок між двома точками. В фізиці та побуті це може означати довжину відрізка, що сполучає ці точки.

Довжина траєкторії від початкової до кінцевої точки руху називається пройденим шляхом.

Мал. 31. Прямолінійний та криволінійний рух

Переміщення — це рух по лінії (відрізку), що з’єднує початкове й кінцеве положення тіла (мал. 32).

Мал. 32. Відстань від точки А до точки В — переміщення

Шлях — це відстань, яку тіло подолало під час механічного руху.

Швидкість — це фізична величина, що показує, яку відстань долає фізичне тіло за певну одиницю часу

Час руху можна вимірювати за допомогою секундоміра або годинника.

Усі ці характеристики між собою математично пов’язані такою формулою:

де S — шлях, який проходить тіло (вимірюється в міліметрах (мм), сантиметрах (см), метрах (м), кілометрах (км)),

t — проміжок часу, за який тіло проходить певний шлях (вимірюється в секундах (с), хвилинах (хв), годинах (год)),

V — власне швидкість (вимірюється в м/с, км/год тощо).

Механічний рух — це зміна положення тіла чи його частин у просторі з часом.

Конспект учня (запиши в зошит)

ТЕМА. МЕХАНІЧНИЙ РУХ ТА ВЗАЄМОДІЯ ТІЛ

Сила, прикладена до об’єкта, викликає рух, змінюючи розташування об’єкта під час його руху

Рух — це переміщення об’єкта з одного місця в інше, тоді як сила змушує об’єкт рухатися або зупиняти рух.

Сила — це міра взаємодії тіл і причина зміни їх форми або швидкості.

Механічний рух — це зміна положення тіла чи його частину просторі з часом.

Основні ознаки механічних явищ: відстань, переміщення, прискорення, швидкість та середня швидкість та вільне падіння.

Подумай та дай відповідь

• 1. Які явища належать до механічних? Наведіть приклади.
• 2. Наведіть приклади механічного руху.
• 3. Як пов’язані між собою сила та рух? Наведіть приклади.
• 4. Що таке гравітація?
• 5. Як сила тертя впливає на рух?
• 6. Що таке переміщення тіла?
• 7. Що таке швидкість? Шлях? Траєкторія?

Перевір себе!

Записуй до зошита тільки номер запитання та літеру, яка позначає правильну відповідь. Наприклад, 1 а; 2 в; ...

1. Механічні явища:

2. Сила та рух між собою:

• а) пов’язані
• б) не пов’язані

3. Вибери правильне твердження:

• а) Швидкість — це відстань між двома точками;
• б) Швидкість — це відстань, пройдена за одиницю часу;
• в) Швидкість — це швидка їзда.

4. Вибери правильне твердження:

• а) Відстань — це довжина будь-якого відрізка;
• б) Відстань — це проміжок між двома об’єктами;
• в) Відстань — це рух за одиницю часу.