Вивчення фізичних явищ і процесів пов'язано з вимірюванням фізичних величин. Виміряти фізичну величину - це означає порівняти її з такою ж фізичною величиною, умовно прийнятої за одиницю.
Для кожної величини можна було б вибрати свою одиницю незалежно від інших величин. Але доцільно вчинити інакше - одиниці декількох величин (їх називають основними одиницями) встановили незалежно, а решта - висловили через ці одиниці, використовуючи формули.
Наприклад, швидкість виражається через дві незалежні величини -довжину і час. Ті одиниці, які встановлюються за допомогою формул, що пов'язують їх з основними одиницями, називаються похідними одиницями.
Сукупність основних і похідних одиниць називають системою одиниць.
У 1960 р XI Генеральною конференцією з мір та ваг в Парижі була прийнята і в наступні роки доповнена і уточнена Міжнародна система одиниць СІ. Вона складається з семи основних одиниць: метр (м) - одиниця довжини;
кілограм (кг) - одиниця маси;
секунда (с) - одиниця часу;
ампер (А) - одиниця сили електричного струму;
коливань (К) - одиниця термодинамічної температури;
кандела (кд) - одиниця сили світла;
моль (моль) - одиниця кількості речовини
Додатковими одиницями Сі є. радіан (рад) - одиниця плоского кута і стерадіан
(Ср) - одиниця об'ємного кута. Використовуючи формули, можна отримати одиниці виміру для будь-яких фізичних величин. Наприклад. =
2) Основні поняття механіки:
Механіка - розділ фізики. вивчає механічний рух.
Механічним рухом називається зміна положення тіла в просторі з плином часу.
Основне завдання механіки - визначення положення тіла в просторі в будь-який момент часу.
Кожне тіло має певні розміри. Однак виявляється, що немає необхідності вказувати положення кожної точки тіла, якщо всі крапки тіла рухаються однаково. Рух тіла, при якому всі його точки рухаються однаково, називається поступальним рухом. При поступальному русі тіла досить описати рух тільки однієї точки цього тіла.
Розмірами тіла, що рухається поступально можна знехтувати і вважати його матеріальною точкою. Матеріальна точка відрізняється від тіла тим, що у неї немає розмірів.
Матеріальною точкою називається тіло, розмірами якого в даних умовах можна знехтувати. Тіло можна розглядати як матеріальну точку, якщо його розміри малі в порівнянні з відстанню, яке воно проходить, або в порівнянні з відстанню від нього до інших тіл.
Космічний корабель, що пролітає близько восьми кілометрів за одну секунду, при спостереженні із Землі можна розглядати як матеріальну точку. Космонавт, що знаходиться в кораблі, не може вважати його матеріальною точкою.
Для опису руху тіла необхідно ввести поняття траєкторії, пройденого шляху і переміщення.
Траєкторія - це лінія по якій рухається тіло. Траєкторія може бути прямолінійною і криволінійної.
Шлях пройдений точкою, дорівнює довжині траєкторії. Шлях - скалярна величина.
Переміщення - вектор, що сполучає початкове положення точки з її кінцевим положенням.
Міжнародної одиницею виміру шляхи і переміщення є метр (м) .Положеніе тіла в просторі можна визначити тільки відносно інших тіл, тому для опису руху необхідна система відліку.
Система відліку складається з тіла відліку, системи координат, способу відліку часу.
Швидкість - це переміщення, що здійснюється за одиницю часу. (М / с)
Прискорення - це зміна швидкості за одиницю часу. (М / с 2)
Рух можна розрізняти за формою траєкторії - прямолінійний (траєкторія пряма лінія) і криволінійне (траєкторія крива).
Рух може відрізнятися по швидкості - рівномірний, равноускоренное, нерівномірне.
Рівномірний - рух, при якому точка за будь-які проміжки часу здійснює однакові переміщення.
Рівноприскорений - рух при якому тіло за рівні проміжки часу змінює швидкість однаково.
Нерівномірний - рух при якому переміщення точки за рівні проміжки часу не однакові, називають нерівномірним рухом. Для характеристики нерівномірного руху використовують середню швидкість
Інерція - це явище збереження швидкості не зрадою при відсутності зовнішніх впливів. При різкому гальмуванні автобуса пасажири продовжують рухатися за інерцією вперед.
Інертність - це властивість тіл по-різному змінювати свою швидкість при зовнішніх впливах.
З властивістю інертності пов'язана маса тіла. Маса тіла - це міра інертності. Чим важче тіло, тим складніше змінити його швидкість, тим воно інертніші. Важкий камінь важче зупинити, ніж повітряна кулька, а й змусити рухатися повітряну кульку можна легким дотиком руки.
Тіло змінює свою швидкість, якщо на нього діють інші тіла.
Сила-це міра впливу одного тіла на інше.
Вся динаміка базується на трьох основних законах, сформульованих вперше Ньютоном в 1686 році в книзі «Математичні початки натуральної філософії»:
1закон (закон інерції)
-існують такі системи відліку, щодо яких тіло зберігає свою швидкість незмінною, якщо на нього не діють інші тіла або дія цих тіл скомпенсировано.
В цьому випадку тіло рухається рівномірно і прямолінійно або покоїться.
2закон (основний закон динаміки матеріальної точки)
-прискорення, набуте тілом, прямо пропорційно силі, що діє на тіло, і обернено пропорційно його масі. а = F / m
3закон (закон протидії)
-сила дії дорівнює силі протидії (або з якою силою одне тіло діє на друге з такою ж по величині, але протилежно спрямованої силою друге тіло діє на перше).
Сила, з якою всі тіла притягуються одне до одного, називається силою всесвітнього тяжіння. Позначається буквою Fв.т Розраховується за формулою:
Напрямлена вздовж прямої, що з'єднує центри тіл.
Сила. з якою всі тіла притягуються до Землі називається силою тяжіння. Позначається буквою F тяж Розраховується за формулою: Fтяж = mg
Направлена вертикально вниз. (До центру Землі)
Сила. з якої тіло тисне на опору або підвіс внаслідок свого тяжіння до землі, називається вагою тіла. Позначається буквою Р
Направлена вниз перпендикулярно поверхні.
Сила, з якою опора реагує на вплив тіла називається силою реакції опори. Позначається буквою N. Розраховується за формулою: N = - Р
Направлена перпендикулярно поверхні вгору.
Сила. що виникає при деформації тіла називається силою пружності.
Позначається буквою Fупр Розраховується за формулою: Fупр = -Кх, де K - коефіцієнт пружності. х - абсолютна деформація.
Направлена сила пружності в сторону протилежну деформації.
Сила. що виникає при русі одного тіла по поверхні іншого, називається силою тертя. Позначається буквою Fтр.
Розраховується за формулою: Fтр = # 956; N, де # 956; - коефіцієнт тертя, N- сила реакції опори.
Направлена в сторону протилежну руху.
Сила, яка веде тіло в рух за рахунок роботи механізмів, називається силою тяги.
Позначається Fтяг. Направлена в сторону руху тіла.
Якщо на тіло діє тільки сила тяжіння, то воно вдосконалення-шает вільне падіння. Отже, вільне падіння - це рух тіла в безповітряному просторі (вакуумі) під дією тільки сили тяжіння.
Вільне падіння - це рівноприскореного руху, так як поблизу поверхні Землі воно відбувається під дією постійного по модулю і напрямку сили тя-жерсті.
Прискорення вільного падіння на рівні поверхні Землі на даній географічній широті для всіх тіл однаково: на полюсі g = 9,83 м / с 2. на екваторі g = 9,78 м / с 2. середнє зна-чення g = 9,8 м / с 2.
Прискорення вільного падіння можна вирахувати для будь-якої планети, якщо скористатися формулою
g = G Mпланети / R 2 планети
Вагою тіла називається сила, з якою тіло діє на опору або підвіс внаслідок свого тяжіння до Землі.
Вага тіла дорівнює за величиною і протилежно спрямований силі реакції опори. Ці сили виходячи з 3 закону Ньютона є парними силами P = - N
Вага тіла спрямований перпендикулярно поверхні вгору.
Вага тіла, що рухається з прискоренням вгору або вниз змінюється. При русі вгору Р = m (g + a). При русі вниз вага зменшується P = m (g - a).
При русі тіла вниз з прискоренням вільного падіння тіло знаходиться в стані невагомості. тобто вага такого тіла = 0.
Імпульс тіла, закон збереження імпульсу і його застосування.
Імпульс - це кількісна характеристика руху дорівнює добутку маси тіла на його швидкість.
Імпульс- це вектор, напрям якого збігається з напрямком руху тіла. Одиниці виміру кг. м / с
При взаємодії тіл в замкнутій системі виконується закон збереження імпульсу:
- сума імпульсів замкненої системи залишається постійною.
Замкнутої називається система в якій тіла взаємодіють тільки між собою.
Прикладом закону збереження імпульсу є будь-які пружні і непружні удари (зіткнення куль в більярді), стрибок людини з візка, віддача рушниці при пострілі, реактивне рух.
Реактивний рух - це рух ракети за рахунок викиду продуктів згоряння палива. Згідно із законом збереження імпульсу