1. Вступ.
Урок 1.1. Зародження і розвиток фізики як науки. Роль фізичного знання в житті людини і суспільному розвитку. Методи наукового пізнання.
2. Кінематика.
У 10.9. Р задач.
9.1. З точки М на похилу площину, нахилену до горизонту під кутом α , падає без початкової швидкості м’яч. Віддаль МА дорівнює Н. Відбившись, м’яч удруге падає в точку В на похилу площину. Знайти віддаль АВ. . М. Вважати, що ѵ2 = kѵ1, де ѵ1 і ѵ2 – швидкості м’яча відповідно до і після його першого удару об похилу площину, причому внаслідок того, що удар не абсолютно пружний, 0<k<1. Опором повітря знехтувати.
Розв’язання. Віддаль МА = Н м’яч проходить, вільно падаючи, тому його швидкість у точці А буде ѵ1 = √‾2gH. М’яч, відбившись від похилої площини (точка А), опише дугу (параболу) і вдариться вдруге значно нижче на ній (точка В). L – середина відстані АВ. LС – перпендикуляр до похилої площини. Трикутник АСВ – рівнобедрений. Нехай АN – перпендикуляр до похилої площини. s = АВ = 2АL. АL = АС cos(90⁰ – α) = АС sin α; s/2 = АС sin α = ѵ2 t sin α = ѵ2 (2 ѵ2 /g)sin α; s = (4ѵ2 2/g)sin α . Але ѵ2 = kѵ1 , а ѵ1 = √‾2gH, тому маємо: ѵ2 = k √‾2gH. Підставляємо це значення у вираз для s: s = (4 k22gН/g)sin α і, остаточно, s = 8k2 Нsin α .
У 11.10. Підсумковий урок.
3. Динаміка (20).
У 19.8. Рух тіла під дією кількох сил.
8.1. Перед рубанням дров, треба поплювати на долоні. Зволожена долоня міцніше стискає топорище: сила зчеплення при цьому помітно збільшується і працювати вправніше.
8.2. Незвичайні плавники кита.
Авіаконструктори можуть багато чого на¬вчитися від горбатого кита. Дорослий кит важить приблизно 30 тонн, має кремезне тіло і величезні, схожі на крила, плавники. Проте цей дванадцятиметровий велетень надзвичайно спритно рухається у воді. Приміром, щоб спіймати здобич, кит, кружляючи, починає поволі підніматися вгору. При цьому він утворює «циліндри» з бульбашок повітря. Такі «циліндри» можуть мати в діаметрі лише півтора метра і, немов сіті, збирають ракоподібних на поверхні води. Відтак, виринаючи, кит набирає повний рот води разом із здобиччю.
Але як таке масивне створіння може бути настільки моторним? Як з'ясувалося, це йому вдається завдяки особливій формі плавників. У горбатого кита, на відміну від крил літака, передній край бічних плавників не гладкий, а зазублений, оскільки вкритий низкою пухирців, що називаються туберкулами.
Під час швидкого плавання завдяки туберкулам зростає підйомна сила і зменшується опір води. Згідно з поясненням у журналі «Природознавство» (англ.), навіть тоді, коли кит стрімко піднімається вгору, туберкули допомагають розсікати воду і створюють над плавниками впорядковані турбулентні потоки. Якби плавники були гладенькими, кит не міг би так легко виконати цей маневр, адже турбулентні потоки виникали б позаду них і гальмували його рух.
Чи бачать науковці якесь практичне застосування цього відкриття? Конструкція крил літака, що розроблена на основі будови плавників горбатого кита, дасть можливість зменшити кількість закрилок та інших механіч¬них пристроїв для регулювання напряму повітряного потоку. Крім того, літаки з такою конструкцією крил стануть безпечнішими й ними буде легше керувати. Фахівець з біомеханіки Джон Лонг впевнений, що незабаром «усі авіалайнери матимуть крила з такими ж пухирцями, як у горбатого кита».
Дивовижне крило чайки
До речі, крила всіх літаків сконструйовані на зразок пташиних крил. А втім, інженери можуть запозичити в природи ще багато нового. «Дослідники Флоридського університету,— повідомляється в журналі «Нью саєнтист»,— збудували 60-сантиметрову модель безпілотного літака з дистанційним управлінням, яка, подібно до чайки, ширяє, опускається і стрімко здіймається вгору».
Чайкам вдається виконувати надзвичайно складні маневри, оскільки вони вільно рухають крильми як в ліктьових, так і в плечових суглобах. Саме будову чайчиного крила взяли за основу при конструюванні крил вищезгаданого літального апарата.
Слід зазначити, що він «оснащений невеликим двигуном, який з допомогою спеціальних металевих стержнів приводить у рух крила». Тож маленький літак може легко маневрувати між висотними будівлями. Особливо зацікавились цим винаходом представники військово-повітряного флоту США; вони сподіваються, що незвичайний літальний апарат допоможе їм у пошуках хімічної і бактеріологічної зброї у великих містах.
У 27.16. Механічна енергія. Кінетична енергія.
16.1. Фізична величина, яка є мірою механічного руху і зберігається при будь-яких його перетвореннях в інші форми руху матерії називається енергією.
16.2. Так, наприклад, металева куля, яка падає з певної висоти на свинцеву плиту, залишає ушкодження, як результат взаємодії двох тіл.
16.3. Фізична величина, що характеризує механічний стан тіла (системи тіл), називається механічною енергією.
16.4. Механічна енергія буває кінетичною і потенціальною.
16.5. Кінетична енергія характеризує стан руху тіла і дорівнює половині добутку маси тіла і квадрата швидкості його руху: E=mv²/2. Всі рухомі тіла, відносно нерухомих, мають кінетичну енергію.
16.6. Зміна кінетичної енергії тіла дорівнює роботі прикладених до нього сил.
16.7. Механічна робота обчислюється за формулою: A=F·l·cosß. Якщо кут ß (між силою і шляхом) дорівнює 90°, тоді робота даної сили дорівнює нулю.
У 28.17. Потенціальна енергія.
У 29.17.1. Потенціальна енергія характеризує взаємодію тіл і залежить від їх взаємного розміщення: E=mgh; E=kx²/2. Всі підняті на висоту тіла, відносно нульового рівня, та пружнодеформовані тіла мають потенціальну енергію.
17.2. Зміна потенціальної енергії тіла дорівнює роботі сил, взятої з протилежним знаком.
У 30.18. Закон збереження енергії.
18.1. Парус.
18.2. Підіймальна сила крила. Можайський - творець першого літака. В 1881 році він одержав привілей на сконструйований ним літак. На випробуваннях у 1882-85 рр літак вперше відірвався від землі і трохи пролетів. Цей літак мав усі 5 основних частин сучасного літака: крило, корпус, силову установку, оперення, шасі.
У 31.19. Р задач.
У 32.20. Підсумковий .
4. Релятивістська механіка (2).
У 33.1. Основні положення СТВ.
1.1. Релятивістська механіка розглядає рух тіл з швидкостями наближеними до швидкості світла.
1.2. При вивченні явищ, у яких швидкість руху тіл наближається до швидкості поширення світла, встановлено, що закони класичної механіки для них не справджуються. Класичні закони Ньютона – це окремий випадок законів релятивістської механіки.
1.3. Дослід Майкельсона – Морлі показав, що рух Землі не впливає на швидкість поширення світла.
1.4. Спеціальна теорія відносності ґрунтується на двох постулатах Ейнштейна:
1.4.1. Усі процеси природи відбуваються однаково в будь-якій інерціальній системі відліку. Це означає, що в усіх інерціальних системах фізичні закони однакові.
1.4.2. Швидкість світла у вакуумі однакова для всіх інерціальних систем відліку. Вона не залежить ні від швидкості джерела, ні від швидкості приймача світлового сигналу.
1.5. Швидкість світла у вакуумі є максимально можливою швидкістю передачі взаємодій у природі.
1.6. Тривалість тієї самої події в різних інерціальних системах відліку неоднакова і є найменшою в СВ, відносно якої ця точка нерухома.
1.7. Довжина стержня найбільша в СВ, відносно якої він нерухомий і зменшується при русі.
1.8. Маса тіла, що рухається, більша за масу нерухомого тіла.
У 34.2. Закон взаємозв’язку маси та енергії.
5. Молекулярна фізика і термодинаміка (27).
У 35.1. Основні положення МКТ будови речовини та її дослідні обґрунтування. Маса та розміри атомів і молекул. Кількість речовини.
1.1. Теорія, яка пояснює теплові явища в макроскопічних тілах і внутрішні властивості цих тіл на основі уявлень про те, що всі тіла складаються з окремих частинок, які рухаються хаотично, називається молекулярно-кінетичною теорією (МКТ).
1.2. В основі МКТ лежать 3 положення: речовина складається з частинок (атомів і молекул); молекули (атоми) всіх тіл знаходяться в безперервному тепловому русі; молекули (атоми) взаємодіють між собою.
1.3. Атоми і молекули надзвичайно малі.
У 36.2. Р задач.
У 37.3. Властивості газів. Ідеальний газ. Тиск газу.
3.1. 1644 року італійський фізик Еванжеліста Торрічеллі поставив свій знаменитий дослід. Закриту з одного кінця скляну трубку довжиною близько метра наповнили ртуттю, а потім відкритий кінець занурили у посудину з цим же рідким металом. Висота стовпчика ртуті у трубці становила близько 760 мм. А над її поверхнею утворилася порожнеча, яку назвали торрічеллієвою пустотою. Так Торрічеллі довів існування атмосферного тиску. Він же винайшов барометр для його вимірювання. Відтоді атмосферний тиск почали вимірювати у міліметрах ртутного стовпчика.
В 1960 році Генеральна конференція з мір та ваги прийняла рішення про запровадження єдиної міжнародної системи одиниць виміру – системи інтернаціональної (СІ).
У СІ за одиницю тиску прийнято паскаль – на честь французького фізика Блеза Паскаля. Один паскаль (Па) – тиск, що створюється силою в один ньютон (0,102 кг), рівномірно розподіленою на площі один квадратний метр. У рівнинах атмосферний тиск становить приблизно 100 000 Па. Тому у метеорології її вирішили зменшити, застосувавши гектопаскалі («гекто» - у сто разів збільшено). Так тиск 760 мм рт ст. дорівнює 1013 гектопаскалям (гПа).
Для нормального функціонування організму людини відносна вологість має бути 40-70%.При менших значеннях відносної вологості в людини висихають рогові оболонки очей, її мучить спрага й появляється хрипота. При більших значеннях відносної вологості в людини розвивається млявість і сонливість. Нормальна відносна вологість приміщень 60-70%. Влітку температура повітря може коливатись вдень 30-40 градусів, вночі 10-15 градусів. Абсолютна вологість повітря протягом доби змінюється мало. Через те вночі і особливо вранці перед сходом сонця пара в атмосфері може стати насиченою, і випаде роса. Температура, при якій випадає роса, називається точкою роси.
Психрометр Августа. Гігрометр Ламбрехта.
У 48.14. ЛР № 5. «Вимірювання відносної вологості повітря». «Ф-2012, № 22».
21.1. Температура. Вода в глибинах океану, маючи температуру нижче 0⁰, не замерзає. Це пояснюється тим, що вода перебуває під тиском у сотні атмосфер. Цей великий тиск, перешкоджаючи розширенню води, знижує температуру її замерзання. Крім того, температуру замерзання води знижує вміст у ній солей.
|
