Задачі та вправи: 35-36

35. Чи можна сказати, що об'єм, який займає певний газ, дорівнює сумі об'ємів його окремих молекул?

Нi. Між атомами газів дуже великі відстані.

36. На дно кожної з двох склянок покладіть по кристалику марганцево­кислого калію (можна шматочок хімічного олівця), в одну склянку налийте холодної води, а в другу - гарячої. Накрийте склянки тканиною. Через кожні півгодини позначайте рівень забарвленої води. Поясніть явище.

У гарячій воді дифузія протікає швидше.

Стор.43

Перевірте свої знання

1. Чим відрізняються дослід і науковий експеримент від спостереження?

Досліди відрізняються від спостережень тим, що їх виконують у штучно створених умовах, за наперед продуманим планом, за допомогою приладів.

2. Назвіть, які фізичні процеси можна спостерігати в побуті. Наведіть приклади фізичних явищ у природі.

Рух пішохода, автобуса, ракети, парашутиста; нагрівання повітря в кімнаті від батареї водяного опалення; світіння екрана телевізора, виникнення блискавки під час грози, полярне сяйво — усе це приклади фізичних явищ. Будь-які зміни, що відбуваються у природі, називають явищами.

Наприклад: рух катера по морю; замерзання води, кипіння води; виникнення блискавки під час грози, створення штучної блискавки, світіння електричної лампи; притягання електромагнітом металу; поширення світла від Сонця й електричної лампи.

3. Яке значення в життєдіяльності людини мають вимірювання?

Важко уявити будь-яку галузь сучасної науки, техніки або промислового виробництва без вимірювань. Вимірювання — один з основних способів пізнання природи, її явищ і законів. Без фізичних величин вивчення природи обмежувалося б спостереженнями і залишалося б на описовому рівні.

4. З якою метою було прийнято Міжнародну систему одиниць фізичних величин?

У 1960 р. Одинадцятою генеральною конференцією з мір і ваги було прийнято Міжнародну систему одиниць фізичних величин (СІ), щоб замінити існуючі на той час системи одиниць і спростити користування ними.

5. Назвіть основні етапи розвитку вчення про будову речовини.

Тіла складаються з молекул — це твердження найбільш широко розвив Демокріт.

Всі тіла складаються з молекул, які в свою чергу, складаються з атомів — таку гіпотезу висунув Амедео Авогадро. Анрі Беккерель довів, що атоми можуть розпадатися на частинки.

6. Які методи вимірювання розмірів молекул ви знаєте?

Дослід. У чисту велику посудину наллємо воду і на її поверхню за допомогою піпетки капнемо краплину стеаринової олії. Олія починає розтікатися по поверхні води, утворюючи плівку. У міру розтікання олії товщина плівки стає дедалі меншою. Через деякий час розтікання припиняється.

Це відбувається через то, що всі молекули олії опинилися на поверхні води (утворюючи плівку завтовшки в одну молекулу). Щоб знайти діаметр молекули, досить визначити товщину утвореної плівки.

Товщину плівки (і визначимо із співвідношення: d = vs.

Об’єм плівки — це об’єм поміщеної на поверхню води краплини. Його виміряли за допомогою піпетки V = 0,0009 см³, а площа плівки, що утворилася з краплини, S = 5500 см². Підставивши ці значення у формулу, ми отримали d = 0,00000016 см = 0,00000000016 м. Цим числом і визначається приблизний розмір молекули стеаринової олії.

7. Які основні положення атомно-молекулярної будови речовини? Які досліди їх підтверджують?

— Усі тіла складаються із частинок (молекул, атомів).

— Частинки всіх тіл безперервно і хаотично (безладно) рухаються.

— Між частинками тіл існує взаємне притягання і відштовхування. Це підтверджує, наприклад, броунівський рух, явище дифузії.

8. У воді річок, озер та інших водойм завжди є молекули газів зі складу повітря. Унаслідок якого явища ці молекули потрапляють у воду? Чому вони проникають до дна водойм? Опишіть, як змішується при цьому повітря з водою.

Завдяки явищу дифузії молекули повітря проникають у воду. Молекули повітря взаємодіють з молекулами води відштовхуючись від них і проникаючи між ними.

9. Чому два сухих аркуші паперу не злипаються, якщо їх прикласти один до одного, а змочені водою - злипаються? Чи злипнуться два аркуші паперу, якщо один з них змочити водою, а другий - олією?

Два сухі аркуші неможливо зблизити настільки, щоб вони з’єдналися. Однак якщо змочити аркуші водою, то вони злипнуться, бо молекули води наблизяться до молекул паперу настільки, що між молекулярне притягання вже втримуватиме аркуші один біля одного. Якщо один аркуш змочити водою, другий — маслом, то завдяки тому що притягання між молекулами води більше, ніж між молекулами води та масла — аркуші не злипнуться.

Що я знаю і вмію робити

1. Які прилади зображено на малюнках 45, 46? Яка ціна поділки шкали приладів?Що показують прилади?

Термометри, Ціна поділки — 1 градус Цельсія (1 ℃).

2. За допомогою міліметрової лінійки визначте товщину аркуша підручника з фізики.

Треба виміряти товщину книги без обкладинки та розділити на кількість сторінок.

5. Поясніть результати досліду, зображеного на малюнку 47.

Явище дифузії. Дифузія в теплій воді проходить швидше.

11. Крапля стеаринової кислоти розтікається по поверхні води, утворюючи дуже тонку плівку товщиною близько 0,000002 мм. Тонкіших плівок стеаринової кислоти одержати не вдається. Як можна пояснити цей факт? Який, на вашу думку, розмір молекули стеаринової кислоти?

Товщина плівки шару стеаринової кислоти дорівнює розміру молекули — 0,000002 мм. Отже отримати плівку меншої товщини неможливо.

12. Шматочок парафіну об'ємом 1 мм3 кинули в гарячу воду. Парафін розплавився і розтікся по поверхні води, утворивши тонку плівку площею 1 м2. Визначте діаметр моле­кули парафіну, припускаючи, що товщина плівки дорівнює діаметру молекули парафіну.

Товщина плівки d = vs , де d — діаметр молекули. Звідси знаходимо d = 0,0000000011 = 0,000000001 = 0,00001 мм.

Стор.45 ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ.

Варіант 1

1. Що належить до поняття «фізичне тіло»?

В. автомобіль, стіл, ручка, цвях

2. Які з наведених слів означають фізичне явище?

А. сяйво блискавки, хуртовина, повінь, гуркіт грому

3. Які одиниці довжини, маси, площі, об'єму в СІ?

В. м, кг, м², м³

4. Щоб визначити об'єм тіла малої маси (кнопки, цвяха), потрібно...

Б. занурити їх якнайбільше в мензурку; визначити їх об'єм і поділити на їхню кількість

5. Ви знаєте, що всі речовини складаються з найдрібніших частинок - атомів. Ґрунтуючись на цьому, поясніть, чому маленька крапля фарби може змінити колір великої кількості води.

А. розміри атомів фарби надто малі, їх дуже багато в малому об'ємі, і вони, поширюючись у воді, зафарбовують її

6. У пробірку спочатку налили води, а потім додали парфумів. Коли перемішали воду з парфумами, об'єм суміші зменшився. Чому?

Б. молекули парфумів проникли між молекули води

7. При нагріванні чи охолодженні тіла змінюють свій об'єм (дослід з кулькою і кільцем, термометр). Із цього можна зробити такі висновки:

В. проміжки між частинками, з яких складається тіло, змінюються зі зміною температури даного тіла

8. Розташуйте речовини (мідь, вуглекислий газ, вода) в порядку наростання в них дифузії, якщо умови досліду однакові.

В. мідь, вода, вуглекислий газ

9. Чому тільки про рідину можна сказати «ллється»?

В. взаємодія між молекулами стійка, перебувають одна біля одної, притягання між молекулами здійснюють тільки найближчі сусіди

10. У якій з речовин сила взаємодії між молекулами більша?

Б. мідь

11. Чому неможливо зробити об'єм речовини як завгодно малим навіть при великому стискуванні її?

В. на близьких відстанях молекули відштовхуються

12. Газ міститься в закритій посудині об'ємом 2 л. До цієї посудини приєднали другу посудину об'ємом 4 л. Який об'єм займе газ?

В. 6 л

Варіант 2

1. Що належить до поняття «речовина»?

В. глина, вода, мідь, кисень, крейда

2. Виберіть з поданого переліку фізичні явища, речовини, фізичні тіла.

Б. бензин, лід, вода, свинець, гас, олія

3. Які основні одиниці фізичних величин у СІ?

А. метр, секунда, кілограм, моль, ампер, кандела

4. Об'єм кухля 0,5 л. Виразіть цей об'єм у кубічних дециметрах, кубічних сантиметрах, кубічних міліметрах.

А. 0,5; 50; 500000

5. Надутий м'яч або дитячу кульку можна стиснути. Про що це свідчить?

В. між атомами і молекулами є проміжки, у результаті стискання вони зменшуються

6. У якої з речовин - води чи пари - однакового об'єму відношення об'єму речовини до суми об'ємів окремих молекул більше?

В. у пари води

7. Усі речовини складаються з атомів і молекул, які ...

А. безпосередньо перебувають у безладному, хаотичному русі, що підтверджує одне з фізичних явищ - дифузію

8. Середня швидкість молекул газу за кімнатної температури дорівнює сотні метрів за секунду. Чому ж тоді аромат парфумів поширюється значно повільніше?

В. молекули парфумів весь час стикаються з молекулами газу

9. Як змінюються розміри молекул при переході речовини з твердого стану в газуватий?

Б. залишаються сталими

10. Чому розбите скло не злипається при стисканні, а волога глина злипається?

В. молекули скла не наближаються до відстані, на якій проявляється притягання молекул

11. При збільшенні відстані між молекулами вони...

Б. чинять опір розтягуванню

12. Щоб збільшити міцність сталевих деталей, їх поверхню збагачують хромом. Цей процес називають хромуванням. При хромуванні деталі вміщують на 10-15 год у порошок хрому і нагрівають у спеціальних печах до 1000 ^оС. Яке основне фізичне явище при цьому відбувається?

Б. дифузія

§14. Механічний рух. Відносність руху

Запитання до вивченого

1. Що називають механічним рухом?

Зміну положення тіла із часом відносно інших тіл називають механічним рухом.

2. Наведіть приклади механічних рухів.

Прикладами механічного руху є рух планет навколо Сонця, хмар у небі, води в річках та океанах, різних частин машин і верстатів, людей, тварин, політ птахів.

3. Який рух називають відносним?

Рух тіл завжди відносний. Усі тіла природи перебувають у русі, тому будь-який рух або спокій є відносними, тобто стан тіла залеж ить від того, відносно якого тіла цей стан розглядають.

§15. Тіло відліку. Система відліку. Матеріальна точка

Запитання до вивченого

1. Яке тіло називають тілом відліку?

Тіло, відносно якого розглядають рух, називають тілом відліку.

2. Як визначити, рухається тіло чи перебуває у стані спокою?

Щоб говорити про те, рухається тіло чи перебуває у стані спокою, потрібно спочатку вибрати тіло відліку, а потім пересвідчитися, чи змінюється відносно нього положення досліджуваного тіла.

3. Хто перебуває в русі: пасажир, який їде в автобусі, чи людина, яка стоїть на автобусній зупинці?

Пасажир, який їде в автобусі перебуває в русі відносно людини, яка стоїть на автобусній зупинці. В свою чергу лю дина, яка стоїть на автобусній зупинці перебуває в русі відносно пасажира, який їде в автобусі, якщо за тіло відліку вибрати автобус.

4. Що насправді рухається: Земля навколо Сонця чи Сонце навколо Землі?

Все залежить від обраного тілу відліку.

5. Що таке система відліку?

Тіло відліку, з яким пов’язана система координат, і годинник для вимірювання часу утворюють систему відліку.

6. Чим різняться тіло відліку і система відліку?

Тіло, відносно якого розглядають рух, називають тілом відліку. Система ж відліку складається з тіла відліку, з яким пов’язана система координат, і годинника для вимірювання часу.

7. У яких випадках тіло можна розглядати як матеріальну точку?

Якщо розміри тіла набагато менші від відстані, яку воно проходить під час руху, то для спрощення дослідження цього руху розмірами тіла можна знехтувати, тобто замінити реальне протяжне тіло на його фізичну модель — матеріальну точку.

Тіло, розмірами якого в даних умовах задачі можна знехтувати, називають матеріальною точкою.

8. Чи можна вважати матеріальною точкою земну кулю?

Якщо ми розглядаємо рух Земної кулі в космосі відносно Сонця, то можна, тому що розміри Земної кулі набагато менші від відстані, яку вона проходить під час руху.

§16. Траєкторія. Шлях. Переміщення

Запитання до вивченого

1. Що таке траєкторія?

Траєкторія— це уявна лінія, яку описує матеріальна точка під час руху.

2. Які бувають механічні рухи за формою траєкторії?

Коли матеріальна точка рухається вздовж прямої, то такий рух називають прямолінійним, а якщо траєкторією точки є крива лінія, — криволінійним.

3. Який рух називають поступальним? Наведіть приклади поступального руху.

Під час поступального руху будь-який виділений напрям у тілі що рухається, залишається паралельним своєму початковому положенню. Рух автомобіля на прямолінійній ділян ці дороги, рух поршня в циліндрі двигуна автомобіля, рух шухляди, яку ми витягуємо зі стола.

4. Що таке шлях? Які одиниці шляху ви знаєте?

Довжину траєкторії, яку описує тіло під час руху протягом певного інтервалу часу, називають шляхом. Шлях позначають малого латинською літерою l. Одиницею шляху в СІ с один метр (1 м).

5. Що таке пройдений шлях і переміщення?

Пройдений тілом шлях — це довжина дороги l уздовж траєкторії. Переміщення точки — це вектор (напрямлений відрізок прямої), який сполучає початкове положення точки з кінцевим.

6. Чим відрізняється переміщення від пройденого шляху?

Переміщення— це завжди відрізок прямої, довжина якого дорівнює різниці між початковим та кінцевим положенням тіла. Шлях — це довжина траєкторії, за якою рухається тіло. Якщо тіло повернулося в точку з якої почало рух, переміщення дорівнює нулю, а шлях довжині траєкторії.

7. Визначте переміщення годинникової стрілки за добу; за 2 год.

За дві доби переміщення годинникової стрілки дорівнює нулю, бо вона повернулася на попереднє місце зробивши два повних оберти. Переміщення годинної стрілки за дві години дорівнює шляху та становить 212 або 16 довжини кола циферблату.

8. Коли пройдений шлях і переміщення будуть однаковими? Наведіть приклади.

Переміщення і шлях збігаються лиш в тому разі, якщо тіло рухається вздовж прямої і не змінює напрям у руху. У випадках, коли тіло, рухаючись, повернулося в точку, з якої починало рух, модуль переміщення дорівнює нулю. Якщо машина, або потяг рухаються по прямолінійному відрізку дороги, шлях та переміщення співпадають.

§17. Рівномірний прямолінійний рух. Швидкість рівномірного прямолінійного руху

Запитання до вивченого

1. Який рух називають рівномірним? Наведіть приклади руху, близького до рівномірного.

Рівномірним рухом називають такий рух, під час якого тіло за будь-які однакові інтервали часу проходить однаковий шлях.

Прикладом рівномірного руху є рух точки земної поверхні під час обертання Землі навколо своєї осі. За рівномірний рух можна прийняти рух точок годинникових стрілок, рівномірно може рухатися автомобіль по прямій і рівній дорозі.

2. Чим відрізняються один від одного рівномірні рухи плавця, гепарда, орла і літака?

Рівномірні рухи плавця, гепарда, орла і літака відрізняються їх швидкістю. Те тіло, яке за одиницю часу проходить більший шлях, рухається з більшою швидкістю.

3. Що показує швидкість рівномірного руху тіла?

Швидкість рівномірного руху тіла — це фізична величина, що показує, який шлях проходить тіло за одиницю часу.

4. Як визначити швидкість, знаючи пройдений шлях і час руху тіла?

Щоб визначити швидкість рівномірного руху тіла, треба шлях, пройдений тілом за певний інтервал часу, поділити на цей інтервал: v = lt.

5. Назвіть одиниці швидкості руху тіла.

Швидкість руху тіла позначають малою латинською літерою V. Одиницею швидкості в СІ є один метр за секунду (1 м/с).

1 м/с— це швидкість руху тіла, під час якого воно за 1 с проходить шлях 1 м.

Застосовують ще й такі одиниці швидкості руху тіла:

1 м/с — 0,001 км/с;

1 км/с — 1000 м/с;

1 км/год — 1000 м/3600 с — 0,28 м/с;

1 м/с — 3,6 км/год.

6. Швидкість руху тіла є векторною величиною. Що це означає?

Швидкість руху тіла є векторною величиною, бо залежить від напряму в просторі. На малюнках вектор швидкості зображають стрілкою, напрям якої збігається з напрямом швидкості, а довжина дорівнює числовому значенню швидкості в певному масштабі.

§18. Рівняння руху. Графіки рівномірного прямолінійного руху

Запитання до вивченого

1. Як зобразити рівномірний рух тіла?

Для того щоб побудувати графік залежності пройденого автомобілем шляху від часу руху, потрібно скористатися формулою l= vt і скласти таку відповідну таблицю.

Час t, год	Шлях l, км
0	0
1	100
2	200
3	300

Далі на вертикальній осі відкладаємо в масштабі значення шляху l, а на горизонтальній— відповідні їм значення часу руху t, наносимо точки на площину і будуємо графік руху.

2. Що можна визначити за допомогою графіка залежності швидкості руху тіла від часу?

За графіками руху і швидкості можна цілком визначити вид, швидкість, час і шлях руху тіла.

3. Схарактеризуйте рухи тіл І і ІІ, користуючися графіками на малюнку 61.

Розглядаю чи графіки руху, наведені на малюнку 61, робимо висновок, що це графіки прямолінійного рівномірного руху двох тіл І та II, причому швидкість тіла І більш а за швидкість тіла II. За графіком визначаємо, що швидкість руху тіла І дорівнює

20 м/с, а тіла II — 10 м/с.

§19. Нерівномірний прямолінійний рух. Середня швидкість

Запитання до вивченого

1. Який рух називають нерівномірним? Наведіть приклади нерівномірного руху.

Під час нерівном ірного руху тіло за однакові інтервали часу проходить неоднаковий шлях.

Наприклад, автобус, відходячи від зупинки, за однакові інтервали часу проїжджає дедалі більший шлях, а наближаючись до зупинки,— навпаки. Бігун, беручи участь у змаганнях, затрачає на подолання однакових за довжиною кіл різний час. Рух автобуса і бігуна— це приклади нерівномірного руху.

2. Яку швидкість руху тіла мають на увазі, коли кажуть, що швидкість руху літака дорівнює 700 км/год?

На увазі мають середню швидкість літака, тобто відношення пройденого ним шляху до повного часу руху тіла.

3. Як визначити середню швидкість нерівномірного руху тіла?

Середню швидкість руху тіла визначають відношенням пройденого ним шляху до повного часу руху: V_c = lt , де

V_c — середня швидкість руху тіла; l — весь пройдений тілом шлях; t — повний час руху тіла.

4. Як визначити пройдений тілом шлях, знаючи швидкість і час його руху?

Для визначення шляху потрібно швидкість помножити на час, за який цей шлях пройдено: l = V_c ∙ t.

5. Як визначити час руху тіла, знаючи пройдений ним шлях і швидкість руху?

Для визначення часу руху тіл потрібно пройдений шлях розділити на середню швидкість: t = lVc

ЗАДАЧІ ТА ВПРАВИ

Рівень А