§ 1. ФІЗИКА — НАУКА ПРО ПРИРОДУ. ФІЗИЧНІ ТІЛА ТА ФІЗИЧНІ ЯВИЩА

Контрольні запитання

1. Що означає слово «фізика» в перекладі з грецької? 

Фізика — наука про природу, або природнича наука (у перекладі з давньогрецької означає «природа»). Словом «природа» зазвичай називають навколишній світ, інше тлумачення слова — це сутність (основна властивість чого-небудь, часто говорять «природа блискавки», «природа вулканічної діяльності», «природа тіл Сонячної системи»).

Ще в далеку давнину люди почали досліджувати навколишній світ, щоб захиститися від негоди та хижаків, зібрати врожай, врятуватися від ворогів тощо (людина навчилась переміщувати й піднімати важкі камені для будівництва домівки з міцними стінами; виплавляти метал із руди для виготовлення гострих наконечників стріл, плуг, сокири...), зрозуміти природні явища (чому трапляються землетруси, повені, посухи чи пожежі, як виникли Земля й Сонце, Місяць і зорі, як літають птахи чи плавають риби,  звідки з'явилася сама людина і яким є її призначення). Так почала зароджуватися «наука про природу», яку сьогодні називають природознавство. Із збільшенням обсягу знань єдина «наука про природу» почала розпадатися на окремі дисципліни (фізику, хімію, географію, біологію, медицину, астрономію, філософію, тощо).

2. Що таке матерія? які існують види матерії? 

Матерія — це все те, що нас оточує. Всесвіт складається з різних видів матерії: речовина, поле – невидимі електромагнітні хвилі (відкрили у ХІХ ст., за допомогою поля можна спілкуватися по мобільному телефону, знаходити координати через супутник, чути радіо, дивитися телебачення), темна матерія та темна енергія (відкрили нові дві матеріальні сутності наприкінці ХХ ст. за межами Сонячної системи, їх фізичну природу не встановлено й нині, вони займають на 95,1 % Всесвіту і лише на 4,9 % приходиться на речовини та поля). Питання властивостей темної енергії й темної матерії — головна проблема сучасної фізики.

3. Наведіть приклади фізичних тіл. Зазначте, які це тіла (рідкі; тверді; газоподібні; мають змішану структуру). 

Фізичне тіло — це певна частина простору, зайнята речовиною. Фізичні тіла можуть бути твердими (олівець, камінь, стіл), рідкими (краплі дощу, олія у склянці, молоко в бідоні), газоподібними (повітря в повітряній кульці, газ в балоні), мати змішану структуру, тобто тверді, рідкі та газоподібні складові (живі істоти, машини, хмари).

4. Наведіть приклади фізичних явищ — електромагнітних, теплових, світлових, механічних. 

Природні явища – це зміни у природі. Складні природні явища розглядають як сукупність фізичних явищ — таких, які можна описати за допомогою відповідних фізичних законів. Фізичні явища бувають теплові, світлові, механічні, звукові, електромагнітні тощо.

Наприклад, грозу можна розглядати як сукупність блискавки (електромагнітне явище), гуркоту грому (звукове явище), руху хмар і падіння крапель дощу (механічні явища), пожежі, що може виникнути внаслідок влучення блискавки в дерево (теплове явище).

Вивчаючи фізичні явища, вчені, зокрема, встановлюють їхній взаємозв'язок (розряд блискавки  - це електромагнітне явище, яке обов'язково супроводжується в каналі блискавки значним підвищенням температури - теплове явище). Дослідження цих явищ у їхньому взаємозв'язку дозволило не тільки краще зрозуміти природне явище — грозу, але й знайти шлях для практичного застосування електричного розряду – електрозварювання металевих деталей. 

5. Що вивчає фізика? 

фізика — це природнича наука, яка вивчає найзагальніші закономірності явищ природи, властивості та будову матерії, закони її руху.

6. чому фізика є основною природничою наукою? 

Фізика є фундаментальною природничою наукою, адже вивчає найзагальніші закономірності явищ природи, властивості та будову матерії, закони руху матерії.

По-перше, фізика вивчає найбільш загальні й фундаментальні закономірності, які визначають структуру та поведінку найрізноманітніших об'єктів — від гігантських зір до найдрібніших частинок речовини — атомів і молекул.

По-друге, фізика спирається на фундаментальні поняття: час і простір, матерія та рух (саме ці поняття описують будь-які події, що відбуваються у всесвіті).

По-третє, закони фізики є основою будь-якої природничої науки (в астрономії закони фізики пояснюють причини світіння та будову зір, утворення планет, рух будь-яких космічних об'єктів; у географії закони фізики застосовують для пояснення клімату, течій річок, утворення рельєфу; у хімії саме фізика пояснює напрямок та швидкість перебігу хімічних реакцій).

7. Наведіть докази того, що фізика є основою техніки.

У судноплавстві судно має двигун, GPS-навігатор (завжди відомі курс судна та місце його перебування), сонар (пристрій для дослідження морського дна за допомогою ультразвукових хвиль попередить про підводні скелі та рифи), радар (пристрій для виявлення об'єктів за допомогою радіохвиль виявить айсберги, скелі та інші судна в умовах поганої видимості), радіо (у разі аварії завжди можна викликати допомогу); у повітроплаванні з'явились літаки, ракети, космічні кораблі, штучні супутники, потужні телескопи; електронні мікроскопи; у багатьох галузях застосовуються теплові двигуни, електроосвітлення, у побуті маємо телевізор, телефон, комп'ютер, електричний нагрівник, пральну машину тощо, приблизно половина електричної енергії в нашій країні виробляється на атомних електростанціях, створених завдяки відкриттям у галузі ядерної фізики; у медицині лазерні прилади, комп'ютерна діагностика, усього не перелічити.

Вправа № 1

1. Назвіть речовини, з яких складаються такі тіла: підручник, олівець, футбольний м'яч, склянка, автомобіль.

Усі фізичні тіла «побудовані» з речовини. Підручник складається з паперу та металу (скріпки), клею; олівець – дерева та графітового стержня; футбольний  м'яч – гуми, шкіри; склянка – скла; автомобіль – металу, пластика, скла, гуми.

2. Заповніть таблицю на основі наведеного речення*. Дослідник поклав шматок олова у сталеву посудину та розплавив його в полум'ї газового пальника.

3. Визначте, про які фізичні явища йдеться в реченнях. Обертається гвинт електром'ясорубки. Дріт нагрівся в полум'ї пальника. Навколишній світ ми бачимо різнокольоровим.

Обертається гвинт електром'ясорубки – механічні, електромагнітні фізичні явища. Дріт нагрівся в полум'ї пальника – теплове явище. Навколишній світ ми бачимо різнокольоровим – світлове.

4. Поміркуйте, які фізичні явища можна «побачити» в таких природних явищах: виверження вулкана; повінь; сходження снігової лавини; падіння зірки.

У виверженні вулкана можна «побачити» механічні, теплові фізичні явища; повінь – теплові; сходження снігової лавини - механічні; падіння зірки – світлові, механічні.

5. чи можна вважати фізичними явищами події, які ми бачимо уві сні або уявляємо?

Події, які ми бачимо у сні, є тільки проявом нашої уяви, вони не є матеріальними, тому їх не можна вважати фізичними явищами.

6. Наведіть приклади застосування фізичних знань у побуті.

Уміння користуватися побутовими приладами, фізичні знання необхідні при конструюванні та будівництві.

7. Закономірності яких фізичних явищ треба знати, щоб створити автомобіль?

Механічні, теплові, світлові, електромагнітні, звукові.

8. Уявіть, що ви потрапили на безлюдний острів. Як ви можете дізнатися, з яких речовин складаються тіла, що вас оточують, і в якому агрегатному стані вони перебувають? Спробуйте записати план ваших досліджень та проілюструвати його. Наведіть загальновідомі факти на підтвердження ваших висновків щодо результатів дослідження.