Тема З РУКОТВОРНІ СИСТЕМИ
§ 20. СИЛА. ВИДИ СИЛ
Сила. У попередньому параграфі згадувалися машини, що дають людині змогу збільшувати силу. Спробуйте пригадати, у зв’язку з якими явищами ви вживали слово “сила”. Можна навести багато прикладів, коли ми стикаємося з проявами сили (мал. 78). Наприклад, випадковий перехожий допоміг водієві виштовхати на дорогу автомобіль, що застряг у калюжі, – додав до сили двигуна автомобіля власну силу. На арені цирку силач розгинає руками підкову; футболіст із силою б’є по м’ячу, щоб забити
Під дією сили нерухомий автомобіль починає рухатися. Підкова під дією сили змінила форму, тобто деформувалася. М’яч під дією сили змінив напрямок руху.
Сила – це причина зміни швидкості чи напрямку руху тіла або зміни його форми чи об’єму.
Види сил та їх вимірювання. У довкіллі можна спостерігати прояв різноманітних сил. Наприклад, вітер гне дерева, а вони йому протидіють завдяки силі
Мал. 78. Прояв різноманітних сил
Мал. 79. Вимірювання сили: 1 – динамометри; 2 – силомір
Напевне, у вас виникало запитання, чому підкинутий м’яч, впавши у воду, не тоне? Хіба сила земного тяжіння у воді на нього не діє? Або чому повітряні бульбашки у воді піднімаються вгору? Це відбувається тому, що в рідині або газі на тіла діє виштовхувальна сила.
Сила вимірюється в ньютонах (Н). Цю одиницю сили назвали на честь видатного англійського вченого Ісаака Ньютона (1643-1727), який відкрив закон всесвітнього тяжіння. Із силою 1 Н Земля притягує до себе тіло масою 102 г. На тіло масою 1кг діє сила тяжіння близько 10 Н. Із такою ж силою це тіло тисне на підставку або розтягує підвіс. Цю силу називають вагою тіла. Прилади, що вимірюють величину сили, називають динамометрами (мал. 79, 1). Для вимірювання сили м’язів використовують динамометр, який називають силоміром (мал. 79, 2).
У шкільному житті ви часто стикаєтеся із силою тиску. Сидячи за партою, ви тиснете на стілець, а стілець тисне на вас. Стоячи біля шкільної дошки, ви тиснете на підлогу, а підлога – на вас. Витираючи дошку, ви тиснете рукою на дошку, а дошка – на вашу руку. Це приклади прояву сили тиску. Проте сила тиску і тиск – не одне й те саме.
Мал. 80. Людина на лижах легко йде по снігу, а без лиж – провалюється
Щоб переконатися, що дія сили тиску залежить не тільки від її величини, проведімо дослід. Станемо на пухкий сніг і, певно, провалимося у нього. Тепер на такий же сніг станьмо на лижах. Чому ми не провалюємося в сніг? На лижах або без лиж ми діємо на сніг з однаковою силою. Проте наслідок дії цієї сили в обох випадках не однаковий, бо різна площа поверхні, на яку ми тиснемо. Площа поверхні лиж приблизно у 10 разів більша за площу підошов. Тому, стоячи на лижах, ми створюємо на сніг тиск у десять разів менший, ніж тоді, коли стоїмо на снігу без лиж (мал. 80). Тобто дія сили тиску залежить не тільки від Ті величини, а і від площі тієї поверхні, на яку вона діє.
Отже, тиск – це величина, що характеризує дію сили тиску на одиницю площі поверхні. Одиницю тиску називають паскалем (Па) на честь французького вченого Блеза Паскаля (1623-1662). За одиницю тиску беруть такий тиск, який чинить сила 1 Н на площу 1 м2.
Землю оточує повітряна оболонка, тому земна поверхня і тіла, що перебувають на ній, зазнають тиску всієї товщі повітря. Цей тиск називають атмосферним. Його вимірюють у паскалях або міліметрах ртутного стовпчика за допомогою барометра (мал. 81).
Напрямок руху, свої форму чи об’єкт.
Деформація тіла – зміна його форми чи об’єму.
У природі діють різноманітні сили: земного тяжіння, пружності, тертя, тиску, виштовхувальна сила, вага тіла.
1. Назви сили, що діють у довкіллі. 2. Наведи 2-3 приклади прояву сил. 3. Якими приладами вимірюють силу? У яких одиницях вимірюється сила? 4. Яким приладом і в яких одиницях вимірюють атмосферний тиск?
? 1. Чи можна діяти на тіло із силою більшою, ніж воно на вас?
1. Яке б ви дали визначення сили? 2. Розгляньте іграшковий автомобіль у процесі дії. Які сили діють між його деталями? Завдяки якій силі рухається іграшковий автомобіль?
Для допитливих Атмосферний тиск
Ми живемо на дні повітряного океану і пристосувалися до тиску, який він на нас чинить. Мабуть, ви не раз чули з прогнозів погоди: “Атмосферний тиск – 760 міліметрів ртутного стовпчика”. Міліметр ртутного стовпчика (мм рт. cт.) – це одиниця вимірювання атмосферного тиску.
Мал. 81. Барометр
Мал. 82. Дослід Торічеллі
Мал. 83. Підняття води за поршнем
Він узяв трубку завдовжки близько 1 м, один кінець якої був запаяний, і заповнив її ртуттю. Потім, закривши другий кінець трубки, перевернув її у посудину з ртуттю і після цього відкрив незапаяний кінець трубки (мал. 82).
Частина ртуті при цьому вилилась у посудину, а в трубці залишився стовпчик ртуті заввишки близько 760 мм.
Дослід повторювали багато разів – ртуть у трубці залишалася. Це явище пояснили так: ртуть не виливається з трубки, оскільки на поверхню ртуті у посудині діє атмосферний тиск, перешкоджаючи витіканню ртуті з трубки. Тиск стовпчика ртуті у трубці зрівноважується атмосферним тиском. Пристрій, зображений на мал. 82, довго слугував для вимірювання атмосферного тиску. Тепер для цього використовують барометри (мал. 81).
В існуванні атмосферного тиску ви можете переконатися за допомогою простого досліду. Налийте у посудину води. У воду опустіть трубку з поршнем (мал. 83).
Піднімаючи поршень, ви помітите, що за ним піднімається вода. Якщо немає трубки з поршнем, візьміть будь-яку трубку. Наберіть у неї води, закрийте один кінець і опустіть другим кінцем у воду. Поки ви не відкриєте верхній кінець, вода з трубки не виллється.
Якщо вам пощастить знайти трубку завдовжки понад 10 м, то ви побачите, що в ній може утримуватися стовп води висотою близько 10 м. Атмосферний тиск 760 мм рт. ст. дорівнює тиску стовпа води заввишки 10 м. Атмосферний тиск не сталий, він може змінюватися. Коли він знижується, то чекають на зміну погоди, наприклад, дощ або сніг.
(2 votes, average: 4,50 out of 5)