Физика

Изменение скоростей тел при взаимодействии. Инертность тел

 

На прошлом занятии мы уяснили, что изменить скорость тела можно, только подействовав на него другим телом. Но ведь если одно тело действует на другое, то при этом другое тело обязательно действует на первое. Мы говорим, что происходит взаимодействие тел. То есть это действие, которое взаимно.

 

Поскольку тела могут только взаимодействовать, то в ходе взаимодействия обязательно будут изменяться скорости обоих тел.

Представим себе два движущихся навстречу друг другу шарика: шарик для настольного тенниса и примерно такой же по размеру стальной шарик.

 

Рис. 1. Столкновение – пример взаимодействия тел

При столкновении этих шариков (то есть во время их взаимодействия) скорость стального шарика изменится едва заметно, а скорость шарика для настольного тенниса изменится значительно (она даже изменит направление). Физики говорят, что стальной шарик обладает большей инертностью по сравнению с теннисным шариком.

Инертность – это свойство тела, состоящее в том, что для изменения его скорости требуется некоторое время.

Поскольку в рассмотренном примере шарики действовали друг на друга одинаковое время, а скорость стального шарика изменилась меньше, это означает, что его инертность больше, чем инертность теннисного шарика.

 

Масса – мера инертности тела

 

 

Усложним рассмотренный выше опыт. Разместим между двумя неподвижными шариками сжатую пружинку, перевязанную ниткой, которая не дает пружинке распрямиться. Аккуратно пережжем нить. Пружинка начнет распрямляться, упираясь своими концами в шарики. Можно сказать, шарики начнут взаимодействовать посредством пружинки и в результате этого взаимодействия приобретут некоторые скорости.

 

Допустим, например, что стальной шарик приобрел скорость 2 см/с, а теннисный – 1 м/с. То есть скорость стального шарика изменилась в 50 раз меньше, чем скорость теннисного шарика. Можно сказать, что инертность стального шарика в 50 раз больше, чем инертность теннисного. Значит, инертности тел можно сравнивать! 

Масса тела – это физическая величина, которая является мерой инертности тела.

Чем больше масса тела, тем больше его инертность. В нашем примере масса стального шарика в 50 раз больше массы шарика для настольного тенниса.

Любое тело – человек, стол, планета Земля, капля воды – обладают массой.

 

Единицы измерения массы. Эталон массы

 

 

В самом начале курса физики мы говорили, что измерение – это сравнение физической величины с однородной величиной, принятой за единицу. Значит, теперь необходимо установить единицу измерения массы и указать, масса какого тела равняется этой единице (выбрать эталон массы).

 

Масса в физике обозначается буквой m и в системе СИ измеряется в килограммах (кг):

Существуют и другие единицы массы: тонна (т), грамм (г), миллиграмм (мг).

1 т = 1000 кг;                  1 г = 0,001 кг;

1 кг = 1000 г;                 1 мг = 0,001 г;

1 кг = 1000000 мг;         1 мг = 0,000001 кг.

1 килограмм – это масса эталона. Международный эталон массы хранится во Франции в городе Севре, в Палате мер и весов.

 

Рис. 2. Место хранение Международного эталона килограмма

Эталон килограмма – это цилиндр из платино-иридиевого сплава. Его диаметр и высота составляют около 39 мм.

Рис. 3. Эталон килограмма	Рис. 4. Контейнер для хранения эталона килограмма

Копии эталона массы хранятся в 40 странах мира. Например, в России находится копия эталона – образец №12.

 

Приборы для измерения массы - весы

 

 

Процесс измерения массы называется взвешиванием, а прибор для измерения массы – весами. Изображение весов встречается еще со времен Древнего Египта.

 

 

Рис. 5. Египетские весы

Кстати, к правильному взвешиванию и аккуратному отношению к весам всегда относились очень серьезно. Например, в одной из древнерусских грамот XII века находятся такие строки:

«За неправильное пользование мерами и весами следует казнить близко смерти, а имущество делить на три части: часть Софийской церкви, часть Ивановской, а часть сотским и городу Новгороду».

Современные конструкции весов очень разнообразны. Например, автомобили, вагоны можно взвешивать на так называемых транспортных весах. Они позволяют измерять массу до 200 т.

 

Рис. 6. Транспортные весы

Тела, масса которых не превышает сотен грамм, но точность измерения должна быть очень высокой, взвешивают на аналитических весах. Такие весы позволяют проводить взвешивание с точностью до десятых долей миллиграмма.

  

Рис. 7. Аналитические весы

В школьных физических и химических кабинетах используют учебные весы. Верхний предел измерения таких весов составляет 200 г.

 

Рис. 8. Учебные весы

 

Правила взвешивания

 

 

Познакомимся с правилами, которые необходимо соблюдать при взвешивании различных тел.

 

1. Перед взвешиванием необходимо убедиться, что весы уравновешены. При необходимости уравновесить весы можно вращением гаек, расположенных снизу и сбоку от чашек (на рис. 8 хорошо видна левая гайка). В устаревших конструкциях школьных весов равновесия добиваются, кладя на более легкую чашку кусочки бумаги или картона.
2. Тело необходимо ставить на чашу весов, расположенную слева от вас.
3. Гири кладут на правую чашку весов. Тело и гири нужно опускать осторожно, не роняя их даже с небольшой высоты.
4. Нельзя взвешивать тела более тяжелые, чем указанная на весах предельная нагрузка.
5. На чашки весов нельзя класть мокрые, грязные, горячие тела, насыпать без использования прокладки порошки, наливать жидкости.
6. Мелкие гири нужно брать только пинцетом.

Для того чтобы не получилось, что мелких гирь не хватает, вначале на весы кладут гирю, имеющую массу, немного большую, чем масса взвешиваемого тела (подбирают на глаз с последующей проверкой).

 

Список литературы

1. Перышкин А.В. Физика. 7 кл. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010.
2. Перышкин А.В. Сборник задач по физике, 7 – 9 кл.: 5-е изд., стереотип. – М: Издательство «Экзамен», 2010.
3. Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике для 7 – 9 классов общеобразовательных учреждений. – 17-е изд. – М.: Просвещение, 2004.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов (Источник)
2. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов (Источник)

 

Домашнее задание

Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике для 7 – 9 классов

№ 205–213.