Вступ до фізики

Значення фізики у повсякденному житті

Якщо ти роззирнешся довкола, то з першого погляду побачиш безліч речей, повʼязаних із фізикою. Так відбувається тому, що все навколо тебе ґрунтується на процесах, якими займається фізика.

Сідаєш ти за компʼютер чи готуєш каву - усе це має стосунок до фізики.

Фізика досліджує енергію і речовину та їхні взаємодії з простором і часом.

Як працюють у фізиці?

На початку виникає проблема або питання, наприклад: "Чому предмети падають на землю?". Потім висувають гіпотезу, тобто припущення. Щоб перевірити цю гіпотезу, продумують експеримент. Під час виконання експерименту потрібно записувати свої спостереження, а тоді в опрацюванні результатівобміркувати, чому були зроблені саме такі спостереження. Наприкінці зі спостережень і опрацювання результатів роблять висновки, які найкраще відповідають на питання, поставлене на початку.

Якщо на своє питання відповісти не вдалося або питання було сформульоване недостатньо точно, результати можуть допомогти сформулювати нове питання чи спланувати кращий експеримент.

Фізики за роботою

Сили рухають

Одна з основних галузей фізики - це опис сил та їхнього впливу на стан руху предмета.

Особливими формами руху є рівномірний рух і рівноприскорений рух. При цьому рівномірний рух описує рух без впливу зовнішніх сил, а отже, зі сталою швидкістю, а рівноприскорений рух - рух під дією сталої сили, а отже, зі сталим прискоренням.

Потяг у русі

Властивості тіл

Одна з основних властивостей речовини - це маса. Вона впливає на вагу тіла через силу тяжіння, а також впливає на інертність тіла, з якою стан руху тіла реагує на дію сил.

Розширення від нагрівання

Ще одна властивість речовин - це температура. Вона так само впливає на інші властивості тіла. Так, температура тіла впливає на фізичне розширення цього тіла. Що вища температура тіла, то сильніше розширюється його обʼєм.

Ковальське горно

Визначення температури

Вимірювання температури речовин - важлива основа фізики. Визначати температуру можна різними методами.

Так, температуру можна визначити за розширенням проградуйованої речовини (ртутний термометр) або за зміною опору електричного провідника.

Провідність

Провідністю називають властивість речовини передавати енергію. Для електричного струму це виявляється у формі електричної провідності.

За здатністю проводити електричний струм речовини поділяють на провідники і непровідники, які ще називають ізоляторами.

Обидва види речовин використовують у електричних кабелях. Провідники - для передавання струму, а непровідники - як захисне покриття.

Електричний провідник, ізольований електричним непровідником

Електричне коло

Кожен електричний прилад споживає струм, коли він увімкнений. Але прилад працює лише тоді, коли він зʼєднаний із джерелом струму замкненим колом. Тобто коли струм може текти по колу.

Кожне електричне коло складається з джерела струму або напруги, споживача - наприклад, лампи розжарення - та провідників, якими вони зʼєднані між собою. За допомогою вимикача коло можна замикати й розмикати.

Батарейка як джерело струму

Види напруги / струму

Електричний струм буває двох різних видів. Постійний струм - це електричний струм, який тече сталий час в одному напрямку, тоді як змінний струм змінює напрямок зі сталою частотою.

Батарейки дають постійний струм, а струм з розетки - змінний.

Розетка

Зʼєднання

Різні елементи електричного кола можна зʼєднувати між собою. При цьому розрізняють послідовне зʼєднання, у якому ці елементи вмикають безпосередньо один за одним, і паралельне зʼєднання, у якому елементи вмикають поруч один з одним.

При цьому слід памʼятати, що при послідовному зʼєднанні через усі елементи тече однаковий струм, а при паралельному зʼєднанні напруга однакова для всіх елементів.

Поєднання цих видів зʼєднання може бути дуже складним.

Схема електричного кола

Магніти та їхня дія

Магнетизм трапляється нам у багатьох природних явищах і технічних застосуваннях, починаючи від магнітного поля Землі -яке, зокрема, спричиняє виникнення полярних сяйв і є основою навігації за магнітним компасом -і аж до електродвигунів та високотемпературних надпровідників.

Найяскравіший приклад магнетизму - це дія постійного магніту на залізо і притягання, яке при цьому спостерігається між магнітними та здатними намагнічуватися речовинами.

Магніти

магнітні силові лінії

Поширення світла

Світло, що йде від джерела світла, поширюється у порожньому просторі прямолінійно і в усіх напрямках, якщо цьому не заважають інші тіла або впливи, що йдуть від цих тіл.

На прямолінійне поширення світла не може вплинути інше світло. Пучки світла можуть перетинатися або накладатися, але в жодному разі вони не змінять взаємно напрямок свого поширення.

Промені світла різних кольорів

Світло і тінь

Якщо предмет блокує поширення світла, то за цим предметом виникає тінь.

Краї цієї тіні визначаються тими променями світла, які ледь-ледь проходять повз предмет. Вони утворюють пряму лінію від краю предмета до джерела світла.

Тіні у лісі