Фізіка
Выдавец: Народная асвета
Памер: 173с.
Мінск 2017
Інерцыя можа прыносіць чалавеку не толькі непрыемнасці, але і велізарную карысць. У ва-дзяных, паравых турбінах і ветраных рухавіках (мал. 115) выкарыстоўваецца інерцыя руху вады, пары, ветру. Інерцыя адыгрывае карысную ролю пры прымяненні ўдару: ад выбівання пылу да насаджвання на ручку малатка. Касманаўт дзя-куючы інерцыі можа выйсці ў адкрыты космас (мал. 116) і не адстаць ад карабля.
Мал. 114
Мал. 115
Мал. 116
70 Pyx i сілы
Для дапытлівых
Старажытнагрэчаскі філосаф Арыстоцель (IV ст. да н. э.) сцвяр-джаў, што толькі спакой — натуральны стан цела, a pyx — насільны стан. Цела імкнецца да свайго натуральнага стану, таму, калі не пад-трымліваць рух, ён спыняецца.
Памылка Арыстоцеля ў тым, што ён верыў у інерцыю спакою, але не разумеў, што целам у той жа ступені ўласціва інерцыя руху.
Праз прыблізна 2000 гадоў пасля Арыстоцеля італьянскі вучоны Галілеа Галілей змог уявіць ідэалізаваны свет — свет без трэння. У выніку ён прыйшоў да высновы аб тым, што рух цела без аказання дзеяння на яго іншых цел, як і спакой, з’яўляецца яго натуральным станам.
Галоўныя вывады
І.Калі на цела не дзейнічаюць іншыя целы, то яно або знаходзіцца ў стане спакою, або рухаецца раўнамерна і прамалінейна (па інерцыі).
2. Змяніць стан спакою або руху цела можна толькі ўздзеяннем на яго іншага цела або цел.
Кантрольныя пытанні
1. Што з’яўляецца прычынай змянення скорасці цела?
2. Што называецца інерцыяй?
3. Пры аўтамабільных аварыях рамяні бяспекі істотна зніжаюць траўматызм. Як тут улічваецца з’ява інерцыі?
4. Чаму чалавек, які бяжыць, спатыкнуўшыся, падае тварам наперад, а па-вольна ідучы ў галалёд і паслізнуўшыся, падае на спіну?
^ Дамашняе заданне
Пакладзіце на стол адзін на адзін 5 пачкаў запалак. Лінейкай рэзка стук-ніце па ніжняму пачку. Што адбылося? Правядзіце аналагічны дослед, уда-рыўшы лінейкай па ніжняму пачку плаўна. Растлумачце вынікі доследаў.
Pyx i сілы 71
§ 20.
Maca цела. Шчыльнасць рэчыва. Адзінкі шчыльнасці
Ці аднолькава лёгка змяніць скорасць розных цел? Міма нас пралятае камар. Ці цяжка змяніць яго ско-расць? Дастаткова проста дунуць (мал. 117, a). А калі праязджае гружаны аўтамабіль МАЗ (мал. 117, 6)? Інерцыя ёсць ва ўсіх цел, але гэта ўласцівасць праяў-ляецца ў розных цел у рознай ступені. Яна амаль не заўважаецца ў камара, але вельмі прыкметна ў аў-тамабіля, для змянення скорасці якога патрабуюцца вялікія і працяглыя ўздзеянні.
Для характарыстыкі інерцыі цела ў фізіцы выкарыстоўваецца фізічная велічыня, якая на-зываецца масай. Чым больш масіўнае цела, тым цяжэй змяніць яго скорасць, тым у большай сту-пені яно супрацьстаіць такім змяненням. Маса цела — мера яго інерцыі. Часам гавораць: мера яго інертнасці.
Абазначым масу цела літарай т. Асноўнай адзінкай масы ў СІ з’яўляецца 1 кілаграм (1 кг). Карысна ведаць, што 1 л вады пры пакаёвай тэм-пературы мае масу, практычна роўную 1 кг. Ад-паведна, маса 1 мл роўна 1 г. Звярніце ўвагу! У кілаграмах вымяраецца адзіная фізічная велічы-ня — маса.
Ад чаго залежыць маса дадзенага цела? Па-раўнайце разгон і тармажэнне гружанага і па-рожняга аўтамабіляў. Зразумела, што маса цела залежыць ад колькасці рэчыва ў целе (ад коль-касці малекул). Справа ў тым, што масу (г. зн. інерцыю) мае кожная малекула, таму масу ўся-го цела можна разглядаць як суму мас ўсіх яго малекул. Ці будуць аднолькавымі масы цел, калі яны ўтрымліваюць аднолькавую колькасць ма-лекул? Будуць, калі целы складаюцца з аднаго і таго ж рэчыва. He, калі целы складаюцца з роз-ных рэчываў (напрыклад, алюмініевая і залатая лыжкі). А цяпер параўнаем масы розных рэчы-ваў, якія маюць аднолькавы аб’ём.
a
б
Мал. 117
72 Pyx i сілы
Мал. 118
Корак Паветра
Задумайцеся над пытаннем: які вазок лягчэй зрушыць з месца — нагружаны сухімі дрова-мі (мал. 118, а) або нагружаны камянямі (мал. 118, б), якія маюць роўны з дровамі аб’ём? Вядо-ма, вазок з дровамі. Яго маса меншая. Значыць, маса адзінкі аб’ёму дроў і адзінкі аб’ёму камянёў розная. Маса рэчыва, якое змяшчаецца ў адзін-цы аб’ёму, называецца шчыльнасцю рэчыва.
Каб знайсці шчыльнасць, неабходна масу рэчы-ва падзяліць на яго аб’ём. Шчыльнасць абазнача-ецца грэчаскай літарай р (ро). Тады
шчыльнасць = ^а--- , або р = .
аб’ём v
Адзінкай вымярэння шчыльнасці ў СІ з’яўля-ецца 1 Шчыльнасці розных рэчываў вызна-чаны на доследзе і прыведзены ў табліцы 3.
На малюнку 119 дадзены масы вядомых вам рэчываў у аб’ёме V = 1 м3.
Для большасці рэчываў шчыльнасць ў цвёр-дым стане большая за шчыльнасць ў вадкім. На-прыклад, шчыльнасць волава ў цвёрдым стане р = 7300 а ў вадкім (пры тэмпературы 400 °C)
р = 6800 . Шчыльнасць рэчыва ў вадкім стане
в мй
большая, чым у газападобным. Чым гэта можна растлумачыць? Успомніце аб адрозненні ў адлег-ласцях паміж малекуламі. Самыя вялікія адлег-ласці — паміж малекуламі газу. Таму шчыльнасць вадкага паветра (пры -194 °C) роўна 860 а ў газападобным стане — 1,29^- (пры 0°С).
Ведаючы шчыльнасць і аб’ём цела, лёгка знай-сці яго масу:
m = рК
Формулу р = ” можна выкарыстоўваць не толь-кі для аднародных цел, але і для цел, якія маюць паражніны або якія складаюцца з розных рэчываў. Толькі тады формула выражае сярэднюю шчыль-насць цела (параўнайце з сярэдняй скорасцю):
(р) = -•
Мал. 119
Pyx i сілы 73
Табліца 3. Шчыльнасць рэчываў (пры нармальным атмасферным ціску)
Рэчыва кг р’ м г Р, ~т см Рэчыва - КГ р’ ' 3 м
Рэчывы ў цвёрдым стане пры 20 °C
Осмій 22 600 22,6 Мармур 2700 2,7
Ірыдый 22 400 22,4 Шкло аконнае 2500 2,5
Плаціна 21 500 21,5 Фарфор 2300 2,3
Золата 19 300 19,3 Бетон 2300 2,3
Свінец 11 300 11,3 Соль кухонная 2200 2,2
Серабро 10 500 10,5 Цэгла 1800 1,8
Медзь 8900 8,9 Аргшкло 1200 1,2
Латунь 8500 8,5 Капрон 1100 1,1
Сталь, жалеза 7800 7,8 Поліэтылен 920 0,92
Волава 7300 7,3 Парафін 900 0,90
Цынк 7100 7,1 Лёд 900 0,90
Чыгун 7000 7,0 Дуб (сухі) 700 0,70
Карунд 4000 4,0 Хвоя (сухая) 400 0,40
Алюміній 2700 2,7 Корак 240 0,24
Вадкасці пры 20 °C
Ртуць 13 600 13,60 Газа 800 0,80
Серная кіслата 1800 1,80 Спірт 800 0,80
Гліцэрына 1200 1,20 Нафта 800 0,80
Вада марская 1030 1,03 Ацэтон 790 0,79
Вада 1000 1,00 Бензін 710 0,71
Алей сланечнікавы 930 0,93 Вадкае волава (пры t = = 400 °C) 6800 6,80
Масла машыннае 900 0,90 Вадкае паветра (пры t = -194 °C) 860 0,86
Газ пры 0 °C
Хлор 3,210 0,00321 Аксід вугляроду (II) (чадны газ) 1,250 0,00125
Аксід вугляроду (IV) (вуглякіслы газ) 1,980 0,00198 Прыродны газ 0,800 0,0008
Кісларод 1,430 0,00143 Вадзяная пара (пры t = = 100 °C) 0,590 0,00059
Паветра 1,290 0,00129 Гелій 0,180 0,00018
Азот 1,250 0,00125 Вадарод 0,090 0,00009
74 Pyx i сілы
Для дапытлівых
Асоба варта адзначыць цвёрды і вадкі стан аднаго і таго ж рэчыва.
Цвёрдае рэчыва, якое складаецца з малекул Н2О (лёд) мае шчыльнасць р = 900 ^, вадкае (вада) — р = 1000 ^-.
Вы заўважылі асаблівасць? Шчыльнасць лёду меншая за шчыльнасць вады, што паказвае на больш шчыльную ўпакоўку (г. зн. меншыя пра-межкі) малекул ў вадкім стане рэчыва (вада), чым у цвёрдым (лёд).
3 усіх відаў дрэў найменшай шчыльнасцю валодае драўніна дрэва бальса (р = 100-120^-), якое расце ў тропіках Цэнтральнай і Паў-ночнай Амерыкі.
Сярэдняя шчыльнасць Сусвету нікчэмна малая ^~ Ю 28 ^ ), а рэчы-ва нейтронных зорак мае вельмі вялікую шчыльнасць [2-1017|^.
Галоўныя вывады
1. Чым большая маса цела, тым цяжэй змяніць скорасць яго руху.
2. Шчыльнасць рэчыва паказвае, якая маса рэчыва змяшчаецца ў адзінцы яго аб’ёму.
3. Шчыльнасць рэчыва ў розных агрэгатных станах розная.
4. Целы, якія складаюцца з розных рэчываў, характарызуюцца сярэдняй шчыльнасцю.
Кантрольныя пытанні
1. Як залежыць змяненне скорасці руху цела ад яго масы?
2. Самыя вялікія караблі (супертанкеры) на тое, каб развярнуцца, трацяць не менш чым паўгадзіны. Чаму?
3. Што называюць шчыльнасцю рэчыва?
4. Ці залежыць шчыльнасць дадзенага рэчыва ад аб’ёму цела?
5. Цагліну раскалолі на дзве роўныя часткі. Як змяніліся характарыстыкі (m, V, р) частак цела?
6. Вада ў пластыкавай бутэльцы замерзла. Якія з характарыстык цела (m, V, р) змяніліся і як?
Pyx i сілы 75
Прыклад рашэння задачы
Сярэдняя шчыльнасць цела чалавека прыкладна роўна шчыльнас-
ці вады. Ведаючы сваю масу, вылічыце аб’ём цела.
Дадзена:
(р) * р, = 1000 -^ м
V — ?
Адказ: У = 50 дм3.
Р а ш э н н е
Вызначым пры дапамозе вагаў сваю масу т. Напрыклад, m = 50 кг. Тады аб’ём цела
V =------= э • м =50 дм .
1000 —
Практыкаванне 6
1. Вызначыце шчыльнасць цела масай т = 0,234 кг, якое мае аб’ём V = 30 см3.
2. Параўнайце шчыльнасці двух рэчываў: рх = 800 ^ н р2 = 900
3. Вызначыце масу жалезабетоннай пліты плошчай S = 9,0 м2
і таўшчынёй a = 15 см. Шчыльнасць жалезабетону р = 2700
4. Пасудзіна якога аб’ёму спатрэбіцца для перавозкі: а) тх = 50 кг бензіну; б) т2 = 50 кг ртуці? Адказ дайце ў літрах.
5. Алавяная статуэтка аб’ёмам V = 0,80 дм3 мае масу тп = 3,2 кг. Суцэльная яна ці полая?
6. Медны дрот у скрутку мае дыяметр d = 1,0 мм. Якая даўжыня дроту, калі маса скрутка т = 280 г?
7. Выкарыстоўваючы адны і тыя ж каардынатныя восі, пабудуйце графікі залежнасці масы ад аб’ёму для шароў, вырабленых з сухой хвоі і шкла. Параўнайце гэтыя графікі, зрабіце высновы.
8. Пабудуйце графік залежнасці шчыльнасці рэчыва ад аб’ёму цела. Як з дапамогай гэтага графіка знайсці масу цела зададзенага аб’ёму?
9. Дзве пліты адколькавага аб’ёму маюць масы тх = 1350 кг, т2 = 200 кг. Шчыльнасць пліты масай тг роўна 2700 ^-. Вызначыце шчыльнасць другой пліты. 3 якога матэрыялу выраблены пліты?
10. Чаму гіркі раўнавагі масай ад 1 г і болей вырабляюць са сталі, а масай ад 500 мг і меней — з алюмінію?
76 Pyx i сілы
§ 21 . Сіла
Змяніць скорасць руху цела можна шляхам уздзе-яння на яго іншым целам. Чым большае гэта ўздзе-янне, тым мацней змяняецца скорасць. Напружваючы мышцы рук, вы павялічваеце скорасць каляскі. Ваш старэйшы брат або бацька можа мацней уздзейнічаць на каляску і павялічыць скорасць яе руху яшчэ больш.
3 дапамогай якой фізічнай велічыні можна колькасна вызначыць, наколькі моцна адно цела ўздзейнічае на другое (напрыклад, чалавек на каляску)? Такой велічынёй з’яўляецца сіла.
Сіла — колькасная мера ўздзеяння аднаго цела на другое.
КНІГІ ОНЛАЙН
