Ciało fizyczne

FIZYKA
Fizyka- nauka o przyrodzie. Bada budowę materii, jej
właściwości i przemiany.
Zjawisko fizyczne- fakt doświadczalny będący obiektem
badań fizyki.
Proces fizyczny- przebieg następujących po sobie zjawisk
fizycznych.
Ciało fizyczne- każdy przedmiot, a także organizm żywy
mogący być obiektami badania fizyki.
Substancja- materiał, z którego zbudowane jest ciało
fizyczne, rodzaj materii o określonym i stałym składzie
chemicznym; substancje dzielimy na substancje proste i
substancje złożone.
Badając ciało fizyczne, mierzymy jej wielkości fizyczne tj. objętość,
temperaturę, masę itp.
Jednostki wielkości fizycznych stanowią układ jednostek ( układ SI )
Międzynarodowymi jednostkami układu SI są:







Jednostka długości - metr (m)
Jednostka masy – kilogram (kg)
Jednostka czasu – sekunda (s)
Jednostka natężenia prądu elektrycznego –amper (A)
Jednostka temperatury termodynamicznej – kelwin (K)
Jednostka światłości – kandela (Cd)
Jednostka ilości materii - mol
Ten układ uzupełniono dodatkowo jeszcze o dwie jednostki miar
kątów:


Jednostka kąta płaskiego – radian (rad)
Jednostka kąta bryłowego – steradian (sr)
Procesy
Proces- przebieg zjawisk następujących po sobie regularnie.
Wyróżniamy takie procesy jak:
 Procesy fizyczne ( Np. krzepnięcie, topnienie itp. )
 Procesy chemiczne ( Np. redukcja, utlenianie itp. )
 Procesy biologiczne ( Np. oddychanie, trawienie itp. )
Rodzaje oddziaływań
Na świecie spotykamy się z takimi oddziaływaniami jak :
 Grawitacyjne
 Elektrostatyczne
 Sprężyste
 Magnetyczne
Oddziaływanie grawitacyjne- to takie które Np. Ziemia wywiera na każde ciało
znajdujące się w jej atmosferze.
Oddziaływanie elektrostatyczne- takie oddziaływanie możemy zaobserwować Np. gdy
mocno potarta linijka przyciąga kawałki papieru
Oddziaływanie sprężyste możemy zaobserwować podczas napinania łuku, przy
rozciąganiu sprężyny oraz w wielu innych przypadkach.
Oddziaływanie magnetyczne- możemy je zaobserwować gdy magnes przyciąga opiłki
żelaza, gwoździe, spinacze i wiele innych metalowych przedmotów.
Siła
W skutek grawitacyjnego
oddziaływania Ziemi na obcążki
sprężyna rozciąga się w zależności od
ilości zawieszonych obcążków.
Siła- wielkość wektorowa, która jest
miarą działania ciał.
Cechy sił
Siła posiada :

Kierunek, który może być pionowy lub poziomy

Zwrot, w zależności od kierunku może on być:
Dla kierunku pionowego: góra lub dół
Dla kierunku poziomego: prawo lub lewo
Wartość

Pomiar siły
Każdą wielkość fizyczną możemy zmierzyć za
pomocą specjalnie do tego przeznaczonego przyrządu
i tak:
 Długość mierzymy za pomocą Np. linijki,
 Do pomiaru temperatury używamy termometru, itd.
Wartość siły wyraża się w niutonach i
wyznacza za pomocą przyrządu
zwanego siłomierzem.
Siła równoważąca
Siły równoważące- to siły posiadające ten sam kierunek, tą
samą wartość, lecz przeciwny kierunek . Wypadkowa
sił równoważących wynosi 0 N.
F1= F2
Siła wypadkowa- gdy siły
działają w jednym kierunku
Gdy siły działają w jednym kierunku ich wektory dodajemy.
Fw = F1 + F2
Siła wypadkowa- gdy siły działają
w przeciwnych kierunkach
Gdy siły działają w przeciwnych kierunkach ich wektory
odejmujemy.
F w= F 1 – F 2
Stany skupienia materii
Materia występuje w trzech stanach skupienia :
 Stałym
 Ciekły
 Gazowym ( Lotnym )
Stan skupienia wchodzi w skład właściwości fizycznych danego
ciała.
Właściwości fizyczne- cechy charakterystyczne dla danego ciała
( np. stan skupienia, barwa, kolor, zapach, przewodnictwo cieplne,
elektryczne itp. )
Właściwości ciał stałych
Wszystkie ciała stałe mają swój ściśle określony kształt. Jednak nie
wszystkie zachowują się jednakowo gdy ich kształt chcemy
zmienić. Wiele ciał nie zmienia swojego kształtu, mimo
wywierania na nich nacisku. Cechę tą nazywamy twardością.
Sprężyna pod wpływem nacisku zmienia swój kształt, lecz jeśli dana
siła przestanie działać powraca do pierwotnego kształtu. Tą
cechę nazywamy sprężystością.
Plastelina również pod wpływem siły zmienia swój kształt, lecz po
przestaniu działania tej siły jej kształt nie powraca do
pierwotnego . Tą cechę nazywamy plastycznością.
Gdy kreda lub szkło rozkruszą się nie możemy przywrócić ich do ic
popprzedniedo kształtu ( w temperaturze pokojowej ). Tą cechę
nazywamy kruchością.
Przewodnictwo cieplne i elektryczne ciał stałych
Przewodniki elektryczne- ciała które dobrze przewodzą prąd
elektryczny np. miedź, aluminium, srebro, ( i inne metale )
Izolatory elektryczne- ciała które nie przewodzą prądu
elektrycznego np. szkło, porcelana, plastik itp.
Przewodniki cieplne- ciało, które dobrze przewodzi ciepło,
np. metal
Izolatory cieplne- ciała które nie przewodzą ciepła, np.
styropian, plastik itp.
Właściwości cieczy
Ciecze przyjmują kształt naczynia w którym się
znajdują. Ciecze mają swoją objętość którą jest
trudno zmienić: są mało ściśliwe. Są najczęściej
złymi przewodnikami ciepła, niektóre
przewodzą prąd elektryczny.
Właściwości gazów
Gazy pobodnie jak ciecze przyjmują kształt
naczynia w którym się znajdują. Gazy są ściśliwe
to znaczy że łatwo jest zmienić ich objętość.
Samorzutnie wypełniają całą im dostępną
przestrzeń. Niektóre z nich przewodzą prąd
elektryczny ( np. hel )
Budowa
materii
Wszystkie ciała istniejąc e w przyrodzie są zbudowane z
atomów.
Atom- najmniejsza część pierwiastka hemicznego.
Pierwiastek chemiczny- zbiór atomów tego samego
rodzaju.
Roztwór- mieszanina jednorodna dwóch lub więcej
substancji, w której nie można rozróżnić składników
bez użycia przyrządu optycznego
Zmiana stanów
skupienia
Rozszerzalność temperaturowa
Ogrzewanie ciała stałego, cieczy lub gazu
powoduje, że substancja którą ogrzewamy
zwiększa swoją objętość, gdyż jej cząsteczki
poruszają się szybciej. Tę właściwość
wykorzystano w budowie np. termometru,
mostów, torów kolejowych, sieci trakcyjnych.
Obieg wody w przyrodzie
Znaczenie wody
Bez wody nie byłoby życia na ziemi. Obecność lub
brak wody decyduje o klimacie jaki panuje w
danym regionie. Woda dla niektórych zwierząt
jest środowiskiem życia ( ryby i inne zwierzęta
wodne ).
Powietrze
Oprócz wody do życia człowiekowi, zwierzętom oraz
roślinom potrzebne jest powietrze. Powietrze
intrygowało naukowców już od stuleci. Badania nad
jego składem przeprowadzał Antonie Lavoisier (1). Ten
naukowiec stwierdził że głównym składnikiem
powietrza jest azot. Joseph Priestley (2) stwierdził po
długich badaniach, że w powietrzu znajduje się składnik
potrzebny do oddychania.
Masa
Jednostką masy w układzie SI jest kilogram.
Masę możemy wyznaczyć za pomocą wagi.
Budowa wagi:







Pozioma metalowa belka
Statywu którym podparta jest belka
Podstawki
Dwie szalki zawieszone na końcach belki
Śrub regulujących oraz łożyska
Aretażu, czyli przyrządu podnoszącego i unieruchamiającego belkę
Wskazówki
Pomiaru masy dokonujemy poprzez położenie przedmiotu którego
masę chcemy wyznaczyć na jednej szalce, a na drógiej szalce
kładziemy odpowiednio odważniki
Masa a ciężar
Masa – dla danego ciała masa jest niezmienna.
Masę możemy wyznaczyć za pomocą wagi
Ciężar możemy policzyć ze wzoru:
Fg –ciężar ciała, m- masa ciała, g- przyspieszenie ziemskie
( G= 10 N/kg )
Jak obliczamy objętość ciał stałych
Objętość ciała oznaczamy
literą V .
Aby obliczyć objętość
musimy wyznaczyć :
wysokość ( a )
długość ( b )
szerokość ( c )
Te trzy wymiary mnożymy
przez siebie i otrzymujemy
wynik w cm3 . (tj. na obrazku)
Gęstość ciała
Gęstość ciało oznaczamy literą
By obliczyć gęstość ciała musimy znać jego masę i
objętość ( patrz poprzednie slajdy )
Jednostką gęstości jest w układzie SI : kg/m3
Prawo Archimedesa
Na każde ciało zanurzone w cieczy działa
siła wyporu skierowana ku gurze i równa
ciężarowi wypartej cieczy.
Ciało tonie gdy jego gęstość jest większa od gęstości wody.
Ciało pozostaje w spoczynku na pewnej głębokości gdy jego
gęstość jest równa gęstości wody.
Ciało pozostaje na powierzchni gdy jego gęstość jest mniejsza
od gęstości wody.
Parcie a ciśnienie
Parcie- nacisk danego ciała na powierzchnię. Parcie jest siłą- jej
kierunek jest zawsze prostopadły do podłoża na które działa, i na
którym znajduje się jej punkt przyłożenia.
Ciśnienie- wartość siły nacisku działającej na jednostkę powierzchni.
Ciśnienie oznaczamy literą ,,p”
Jednostką ciśnienia jest Pascal ( Pa )
1 Pascal to ciśnienie jakie wywiera siła nacisku 1 N pa pole o
powierzchni 1 m2
p= Fn :S
p- ciśnienie, Fn- siła nacisku, S- pole powierzchni na którą działa nacisk