Фізика це наука розуміти природу



Скачати 116,67 Kb.
Дата конвертації09.06.2017
Розмір116,67 Kb.
Фізика – це наука розуміти природу.

(Р. Роджерс)
XXІ століття. Звичними стали атомні електростанції, синхрофазотрони, надзвукові літаки, кольорове телебачення, зоряні кораблі, що борознять космічний простір. Приймаючи сьогодні як належне всі ці звершення людського генія і нічому не дивуючись, ми не перестаємо захоплюватися творіннями живої природи. Чого тільки немає в її «патентному бюро»!

Гідравлічний привід? Будь ласка, у павука. Пневматичний відбійний молоток? Ось він, у земляної оси. Ультразвуковий ло­катор? У кажана. Реактивний двигун? У кальмара. Точний барометр? У жаби, в'юна, п'явки. Запахоаналізатор, здатний роз­різняти 500 тис. запахів? У звичайної дворняжки. Справді, «на вигадки природа щедра».

Жива природа — геніальний конструктор, інженер, технолог, великий зодчий і будівельник. Мільйони років вона відпрацьо­вувала і вдосконалювала свої творіння. Природний відбір без­жально відкидав усе, що не могло пристосуватися до умов існування.

Прикладом можуть бути «навігаційні системи» деяких тварин. Так, гігантські морські черепахи для відкладання яєць здійснюють тривалі подорожі безкрайніми просторами Тихого й Атлантичного океанів - на відстань до 6 тис. км, із завидною для найдосвідченішого штурмана точністю знаходячи дорогу додому.

Вивчаючи природознавство, ми переконалися в тому, що природа надзвичайно різноманітна. Та незважаючи на це, у ній немає безладу і хаосу. Навпаки, тіла і явища перебувають у взаємозв'язку, а навколишнє середовище життя утворює єдине ціле. Це тому, що всюди діють закони природи. Поняття "природа" охоплює нескінченне різноманіття явищ і предметів, починаючи з елементарних частинок, що представляють мікросвіт, і кінчаючи вражаючими своїми просторовими масштабами космічними об'єктами. А якщо звернутися від просторового до тимчасового, генетичному виміру, то природа включає як свій фундамент, свою вічну першооснову - неживу, неорганічну складову, так і живу природу, яка є своєрідною надбудовою над природою неживої, продуктом розвитку останньої. При цьому поширеність життя у відомій у даний час частини Всесвіту щонайменше поки що обмежується планетою Земля з тонким і притому надзвичайно вразливим шаром живого - біосферою.

Пригадайте хоча б силу тяжіння, завдяки якій всі тіла, розташовані на Землі, а також її природний супутник Місяць, притягуються нашою планетою і не відлітають у космічний простір. Згідно з відкритим Ісааком Ньютоном законом всесвітнього тяжіння, в природі всі тіла притягуються між собою. Інша річ, що сила цього притягання різна, бо залежить від відстані між тілами та їхньої маси.

Сьогодні ми з вами пригадаємо основні види сил в механіці та приклади застосування в живій природі.



Сила тяжіння.

Cила тяжіння відкрита Ньютоном лежить в основі всієї живої природи, де існує сила тяжіння між двома тілами.



Сила, з якою Земля притягає до себе тіло, називається силою тяжкістю.

Цікаво, а де ще ми можемо з вами поспостерігати силу тяжіння в житті і природі?



  • - м'яч, падаючий вниз, листочок з дерева на землю, коли йде дощ і сніг і т.д.

  • утворення підземних вод. Дощова вода всмоктується в землю та тріщинами проникає до скельного грунту. Звичайно, частина води залишається на поверхні та випаровується в повітря, а також поглинається рослинами через кореневу систему. Решта води під дією сили тяжіння опускається вниз настільки глибоко, наскільки дозволяє скельний грунт. Глибоко під землею на різній глибині є ділянки, де всі порожнини скельного грунту заповнені водою. Такі ділянки називають «зоною підземних вод».

  • Сила тяжіння не дає воді морів і річок зібратися у велетенські кулі-краплі

  • Південноамериканському арахісу спекотно під тро­пічним сонцем. Щоб заховатись від його променів, дов­гі ніжки, на яких сидять квітки, згинаються і загли­блюються в ґрунт. Там, під землею, на глибині 8—10 см, квітки самозапилюються і на їх місці дозрівають всім відомі смачні «земляні горішки» в сухій оболонці.

  • завдяки силі тяжіння вигляд нашої планети безперервно змінюється. Сходять з гір лавини, зсуви та селі, обрушуються каменепади, випадають дощі і течуть річки з пагорбів на рівнини.

  • рослини "відчувають" дію сили тяжіння, через що головний корінь завжди росте вниз, до центру Землі, а стебло - вгору. Це явище називається "геотропізм".

  • на Місяці сила тяжіння приблизно в 6 разів слабкіше, ніж на Землі, а на Юпітері - в 2,5 рази сильніше, ніж на Землі. У таких умовах 10-ти кілограмова гиря буде здаватися нам 25-ти кілограмовою і потрібно бути силачем, щоб спробувати підняти її.

Виштовхуюча сила. Закон Архімеда

На тіло, занурене, в рідину діє виштовхувальна сила, яка дорівнює вазі рідини в об’ємі зануреного тіла або його частині

Архімедова сила залежить від густини рідини, в яку занурено тіло, і від об'єму цього тіла. Але вона не залежить, наприклад, від густини речовини тіла, що занурюється в рідину, оскільки ця величина не входить в отриману формулу.

Приклади виштовхувальної сили в природі:


  • Горіхи кокосових пальм, потрапивши у воду, не тонуть, а з течіями досягають далеких мате­риків.

(Час від часу до берегів Східної Африки та Індії хвилі приносять велетенські кокосові горіхи діаметром 45 см та вагою 25 кг. Як виявилося, це горіхи пальм, що рос­туть на Сейшельських островах, які знаходяться між Африкою та Індією. Завдяки течіям горіхи можуть до­лати величезні відстані, а прибившись до берега, вони надійно закріплюються на новому місці, даючи початок новим пальмам)

  • Густина організмів, що живуть в воді, практично не відрізняється від густини води, тому міцні скелети їм не потрібні.

  • Риби регулюють глибину свого занурення змінюючи середню густину свого тіла. Для цього їм необхідно лише змінити об’єм свого плавательного пузиря, скорочуючи чи розслабляючи м`язи.

  • Павук-сріблянка або аргіронета водяна живе в прісних водоймах, вміє пірнати, не чіпляючись за стебла водяних рослин, плавати зі швидкістю 2,5-3,5 см/сек. Це єдина у світі істота, яка живе у воді в справжньому повітряному палаці. Пірнаючи, аргіронета змінює своє забарвленя з бурого на сріблясте. У воді повітря навколо черева павука виглядає наче сріблястий міхур, звідси походить і його назва. Повітря, яке сріблянка, пірнаючи, уносить на собі, вистачає на декілька годин.

Серед водяних рослин (елодеї, роголиста та інших) павук будує собі житло у вигляді дзвону. Дихає у ньому він повітрям, захопленим з поверхні.

Сила пружності

Сила пружності виникає, коли дія одного тіла на інше приводить до деформації цього тіла або його частини. Тіло прагне відновити свою форму, тому в ньому виникає сила пружності. Коли сила пружності дорівнює силі тяжіння, тіло набуває стану спокою. У стані спокою знаходяться всі тіла, розташовані на якійсь опорі або підвішені на мотузці, нитці, тросі.

Приклади сили пружності:


  • через тяжіння до Землі всі тіла обов'язково або тиснуть на свою опору, або розтягують свій підвіс. При цьому виникає сила пружності. Отже, сила пружності існує всередині всіх тіл, що оточують нас.

  • дерева, які гнуться від вітру, але не ламаються;

  • пружність повітря, яке знаходиться в шинах машин

  • використання пружин у різних механізмах, наприклад, у терезах

  • розмноження фіалки: на кожній рослині достигають коробочки з насінням. Ви­сихаючи, коробочки «вибухають» — розтріскуються і з силою викидають насіння, яке летить іноді на від­стань понад 5 м)

  • У країнах, де часто бувають великі землетруси, будинки ставлять на спеціальні пружини, які під час поштовху деформуються, а споруда залишається майже нерухомою.

  • Дельфіни дуже швидко рухаються: 100 метрів вони пропливають за 10 с. причиною такої великої швидкості плавання дельфінів залежить від будови їхньої шкіри. Зовнішній шар її, дуже товстий та пружний, повязаний з іншим шаром шкіри, у якому є відростки. Ці відростки входять у вічка верхнього шару, від чого шкіра дельфіна стає ще більш пружною. При збільшенні швидкості на шкірі дельфіна виникають складки. Хвиля «біжить» по шкірі дельфіна і гасить вихори.

  • Гепард найшвидша тварина на Землі. Під час бігу він розвиває швидкість понад 100 км/год. Досягти такої швидкості йому допомагає схожий на пружину хребет. Але швидке згинання та розгинання спини вимагає веле­тенського напруження мускулів, яке гепард не може ви­тримати більше двох хвилин. За цей час він або наздоганяє жертву, або, виснажений, зупиняється

Сила тертя

Сила тертя - це сила опору рухові двох тіл, що стикаються. Тертя пояснюється двома причинами: нерівностями тертьових поверхонь тіл та молекулярною взаємодією між ними. Якщо вийти за межі механіки, то слід сказати, що сили тертя мають електромагнітне походження, так само, як і сили пружності. Відомо кілька видів тертя, серед них - тертя спокою, тертя ковзання, тертя кочення, опір середовища.

У житті людини, в природі, побуті, в техніці тертя відіграє і позитивно, і негативну роль. Часто тертя є корисним, внаслідок чого воно широко використовується в техніці і побуті.



  • Так, саме завдяки тертю підошви взуття об підлогу будинків, об дорогу чи землю ми ходимо. Тертя рухових коліс різних видів транспорту об опору, землю, дорогу, рейки спричинює разом із силою тяги рух автомобілів, трамваїв, тролейбусів, поїздів, самохідних сільськогосподарських машин тощо.

  • Живу рибу важко втримати в руках, тому що тіло риби покривається слиззю, яка зменшує силу тертя.

  • Дія органів пересування і хапальних органів живих істот заснована на терті ковзання.

  • Тертя утримує корені рослин в ґрунті

  • В сільськогосподарській практиці на відмінності значень коефіцієнта тертя у насіння різних зернових культур засновано розділення суміші цього насіння на складові частини. Суміш зерен, наприклад вівса і проса, поволі висипается з бункера на нескінченну стрічку, розташовану під кутом до горизонту, що рухається. Кут нахилу стрічки підбирається так, щоб зерна вівса утримувалися на ній силою тертя і захоплювалися вгору, а зерна проса, у яких коефіцієнт тертя з матеріалом стрічки менше ніж у зерен вівса, ковзали по стрічці вниз. В результаті зерна вівса і проса зсипатимуться з різних сторін «стрічкового сепаратора».

  • В природі тертя кочення зустрічається рідко. Можна тільки вказати на те, щ насіння деяких рослин мають кулясту форму (горох, каштан, горіх), сприяючу відкоченню цього насіння на більш далекі відстані від материнської рослини.

Сила тиску. Тиск.

Фізичну величину, що характеризує дію сили на фізичне тіло і чисельно дорівнює відношенню сили, яка діє перпендикулярно до поверхні, до площі цієї поверхні, називають тиском.

З визначення тиску виходить, що змінити тиск можна двома способами : змінивши силу тиску або змінивши площу, на яку діє ця сила.


  • У техніці, будівництві, на транспорті дуже часто використовують різні способи щоб зменшити або збільшити тиск.

  • При зведенні будинку його фундамент роблять більш широким, ніж сам будинок , для зменшення тиску на грунт. Шини вантажних автомобілів роблять набагато ширшими, ніж у легкових автомобілях.

  • Копита оленів роздвоєні й широко розсовуються, що дозволяє їм не провалюватись під сніг. На снігу олень почуває себе приблизно так, як людина на лижах

  • Комар здатний проколоти шкіру людини внаслідок малої площі поперечного перетину жала тому навіть за невеликої сили створюється значний тиск.

  • У слона коротка шия, що заважає йому нагинатися до водойми, щоб випити води. Слон підсвідомо використовує атмосферний тиск: він опускає хобот у воду і втягує в себе повітря. Під дією атмосферного тиску хобот наповнюється водою, потім слон згинає його і виливає воду до рота.

Вимірювання сил

Гравіметри

Згідно загальноприйнятим визначенням, гравіметрії, прилад для вимірювання величин, що характеризують гравітаційне поле Землі і використання їх для визначення фігури Землі, вивчення її загальної внутрішньої будови, геологічної будови її верхніх частин.

Більшість гравіметрів представляє собою точні пружинні або крутильні ваги. За допомогою таких гравіметрів вимірюють різниці прискоренні сили тяжіння по зміні деформації пружини або кута закручування пружною нитки, що компенсують силу тяжіння невеликого грузика. Виміри проводяться послідовно на вихідному пункті, для якого прискорення сили тяжіння відомо, і на досліджуваному пункті.

Динамометри

Явище пружної деформації покладено в основу приладів для вимірювання сили – динамометрів . Будова динамометрів може бути різною , але принцип дії однаковий : у них використано властивість тіл видовжуватись або вигинатися при пружних деформаціях прямо пропорційна до прикладеної сили

За допомогою сучасних технічних засобів та комп΄ютерного моделювання людина намагається розібратись у тому, як влаштовано навколишній світ та скопіювати дещо для власних потреб. Проте все запропоноване нам природою поки що більш досконале та простіше за те, що спроможна виготовити людина, тому винахідники вивчають передовсім усе, створене природою.

Усе життя людина спілкується з природою і не просто спілкується. Ми всі є частиною природи.

Людина досліджує тваринний і рослинний світ, використовує його дивовижні багатства, вчиться в природи і нерідко… руйнує її.

Уявіть собі, який довгий шлях пройшла людина від перших кам'яних сокир до комп'ютерів та космічних кораблів. І як тільки людина почала пізнавати закони природи, розуміти місце цього світу у Всесвіті, як повсюдно залунали голоси про те, що світовий механізм може бути пошкоджений і зруйнований, а життя може опинитися в небезпеці!

З'явилися книжки із жахливими заголовками: «До того, як загине природа», «Планета в небезпеці», «Під загрозою прогресу», «Дзвони Чорнобиля».



Сьогодні ми побачили й почули, що людина в своєму житті невідривна від природи. Вона опустилася на дно океану, піднялася в небо, полетіла в космос.

Чи ж зуміємо ми зберегти все те, що створено природою за віки, зупините процес руйнування природи? Наша планета Земля може надовго залишитися чудовою і корисною для людини. Але за це необхідно боротися безперервно, щодня.
Каталог: Files -> downloads
downloads -> Урок 2 Тема. Архітектура кам'яний літопис століть
downloads -> Уроках «Художньої культури»
downloads -> Науковий керівник : учитель стасюк о. С. Консультанти: батьки, бібліотекар, вчитель географії
downloads -> Реферат з основ корекційної педагогіки та спеціальної психології на тему: Психолого-педагогічна допомога сім'ям, які мають дітей з порушенням у розвитку
downloads -> Образотворче мистецтво
downloads -> Чернігівська міська централізована бібліотечна система
downloads -> Особливості розвитку культури Галицько – Волинської держави
downloads -> Визначні місця України краю незвіданих красот
downloads -> Розрахунок сил І засобів по ліквідації нс


Поділіться з Вашими друзьями:


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2019
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка