Взаємодія тіл. Сила – міра взаємодії. Енергія

Взаємодія тіл. Сила

Усі тіла у Всесвіті притягуються одне до одного. Це притягання називають гравітаційною взаємодією.

Дуже часто при взаємодії тіл не вказують, яке саме тіло діє на тіло, яке ми розглядаємо. У такому разі кажуть, що на тіло діє сила. У результаті дії сили тіло змінює свою швидкість.

Сила – це фізична величина, яка кількісно характеризує дію одного тіла на інше. У Системі Інтернаціональній сила вимірюється в ньютонах. Крім числового значення, сила має й напрямок. Такі величини, які, крім числового значення, мають напрямок, називають векторними величинами. Сила – векторна величина.

Прикладом гравітаційних сил є сила притягання тіла до Землі. Закон, який описує взаємодію тіл у Всесвіті, сформулював великий англійський вчений Ісаак Ньютон. Цей закон стверджує, що значення гравітаційної сили залежить від маси тіл, які взаємодіють, та відстані між ними.

Для людей найважливіше значення має сила тяжіння. Це сила, з якою Земля притягує до себе всі тіла. Сила тяжіння завжди спрямована до центру Землі. На досліді встановлено, що сила тяжіння прямо пропорційна масі тіла.

Існує гіпотеза, що раніше на Місяці, як і на Землі, була атмосфера. Але завдяки тому, що сила тяжіння на Землі більша, ніж на Місяці, все повітря Місяця Земля «перетягнула» до себе.

Крім гравітаційної, існують інші види взаємодії: електрична та магнітна. У повсякденному житті ми часто можемо спостерігати електричні явища. Ще древньогрецькі вчені помітили, що бурштин, потертий об хутро, набуває властивості притягувати дрібні предмети. З грецької бурштин – електрон, тому і явища називають електричними. Прикладом електричної взаємодії є притягання невеличких шматочків паперу до наелектризованого тіла,

Явище, в результаті якого тіла набувають властивості притягувати інші предмети, називають електризацією тіл. Прикладом магнітної взаємодії є взаємодія магніту з металевими предметами.

Тіла, які тривалий час зберігають намагніченість, називаються постійними магнітами або просто магнітами.

Першою великою працею, присвяченою дослідженню магнітних явищ, була робота Вільяма Гілберта «Про магніт, магнітні тіла і про великий магніт – Землю». У цій роботі Гілберт сформулював основні властивості магнітів:

– різні частини магніту по-різному притягують залізні предмети; найсильніше притягують полюси магніту (ті місця магніту, де виявляються найбільш сильні магнітні дії, називаються полюсами магнітів);

– магніт завжди має два полюси: північний і південний; не можна отримати магніт із одним полюсом;

– різнойменні полюси магнітів притягуються, а однойменні – відштовхуються;

– підвішений на нитці магніт розміщується так, що вказує на північ і на південь;

– Земля є велетенським магнітом.

Енергія

Механічна робота виконується тоді, коли на тіло діє сила і тіло під дією цієї сили рухається. Для нерухомого тіла механічна робота не виконується, але є можливість її виконання. Фізичну величину, що характеризує здатність тіла виконувати роботу, називають енергією тіла. Чим більшу роботу може виконати тіло, тим більшу енергію воно має. Існує багато видів енергії: механічна, електрична, теплова, хімічна, звукова, світлова. У природі, техніці та побуті можна спостерігати перетворення одного виду енергії в інший. Енергія може і передаватися від одного тіла до іншого.

Енергія ні з чого не виникає і не зникає безслідно; вона тільки перетворюється з одного виду в інший або передається від одного тіла іншому. Це і є закон збереження енергії, який відкрив німецький вчений Майєр та англійський учений Джоуль.

Майєр сформулював закон збереження енергії з позиції лікаря-природознавця. Його увагу привернули до себе явища, які відбуваються в організмі людини. Учений помітив різницю кольору венозної крові людей у країнах помірних та тропічних поясів і прийшов до висновку, що ця різниця пояснюється обсягами споживання кисню. Чим ближче до екватора, тим кров людини стає більш червоною.