Fizyka – Powtórzenie materiału z kl. I gimnazjum „W świecie materii” Oddziaływania

Miejsce człowieka w przyrodzie - szacunek dla niej i odpowiedzialność za jej stan Przyroda Zjawisko fizyczne – fakt doświadczalny, będący przedmiotem badań fizyki. Ciało fizyczne – każdy przedmiot, a także organizm żywy mogące stanowić obiekt badania fizyki. Substancja – materiał, z którego zbudowane jest ciało fizyczne. ożywiona np. biologia nieożywiona np. fizyka

Przykłady oddziaływań Rodzaje oddziaływań Grawitacyjne Sprężyste Elektrostatyczne Magnetyczne

Siła i jej cechy Skutki oddziaływań Siła jest wielkością wektorową. Aby ją opisać podajemy: kierunek (poziomy i pionowy) zwtrot (w dół , w górę itp.) wartość punkt przyłożenia dynamiczne statyczne sprężyste niesprężyste

Wypadkowa sił działająca wzdłuż jednej prostej Siła – wektorowa wielkość fizyczna, miara oddziaływań między ciałami. Wektor (wielkość wektorowa) – wielkość fizyczna mająca cztery cechy: kierunek, zwrot, punkt przyłożenia, wartość Siła wypadkowa F w = F1 + F2 Siła równoważąca F r =F w ojgf

Wielkość liczbowa - wielkość fizyczna mająca tylko wartość. Siła wypadkowa - siła zastępująca działanie dwóch lub więcej sił. Siły równoważące - siły, których wypadkowa jest równa 0 N. Siłomierz – przyrząd służący do pomiaru siły.

Właściwości i budowa materii

Trzy stany skupienia materii Substancje występują w trzech stanach skupienia: ciało stałe, ciecz, gaz. Większość substancji może występować we wszystkich stanach skupienia. Stan, w którym znajduję się dana substancja zależy od jej temperatury.

Właściwości ciał stałych, cieczy i gazów Ciała stałe maja własny określony kształt. Kształt niektórych ciał stałych można łatwo zmienić. Ciała stałe odznaczają się różnymi cechami: kruchością, sprężystością, plastycznością, itp. Objętość ciała stałego można odliczyć metodą wypierania przez to ciało cieczy z naczynia. Niektóre ciała stałe (np. metale, grafit) są dobrymi przewodnikami ciepła i elektryczności.

Ciecze: nie mają własnego określonego kształtu, mają swoją objętość, którą trudno jest zmienić, tzn. są mało ściśliwe, Wlane do naczynia tworzą samorzutnie swoją górną powierzchnię, zwaną powierzchnią swobodną, Są najczęściej złymi przewodnikami ciepła, Niektóre ciecze przewodzą prąd elektryczny.

Gazy: Przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują. Łatwo zmieniają objętość, tzn. są ściśliwe i rozprężliwe. Samorzutnie wypełniającą dostępną im przestrzeń. Są złymi przewodnikami ciepła i prądu elektrycznego. Wywierają nacisk na ciała, które się w nich znajdują.

Budowa materii Wszystkie ciała istniejące w przyrodzie są zbudowane z atomów. Atomy mają bardzo małe rozmiary i masy, mogą łączyć się ze sobą, tworząc cząsteczki. Zjawiska mieszania się cieczy i rozpuszczania się substancji stałych w cieczach świadczą o istnieniu atomów i cząsteczek. Mieszanie się polega na tym że cząsteczki jednej substancji wchodzą w luki między cząsteczki drugiej substancji. Pierwiastki chemiczne są zbudowane z atomów tego samego rodzaju. Cząsteczki ( drobiny, molekuły) mogą być zbudowane z atomów różnego rodzaju.

Atom - najmniejsza część pierwiastka chemicznego Cząsteczka (drobina) - trwale połączone ze sobą atomy tego samego rodzaju np. tlen, lub różnego, np. woda. Pierwiastek chemiczny – zbiór atomów tego samego rodzaju. Roztwór – mieszanina jednorodna dwóch lub więcej substancji, w której nie można rozróżnić składników bez użycia przyrządu optycznego. Związek chemiczny – zbiór cząsteczek tego samego rodzaju.

Kryształy Ciała bezpostaciowe – ciała stałe o nieuporządkowanej strukturze wewnętrznej Kryształy – ciała stałe, w których atomy lub cząsteczki układają się w regularną sieć przestrzenną zwaną siecią krystaliczną. Monokryształy – ciała stałe, które w całości są jednym kryształem. Polikryształy – ciała stałe składające się z dużej liczby zrośniętych ze sobą monokryształów. model budowy kryształu

Dyfuzja i ruchy Browna – rola tych zjawisk w przyrodzie Dyfuzja – samorzutne przenikanie się (mieszanie) dwóch różnych, stykających się ze sobą gazów, cieczy lub ciał stałych, zachodzące w wyniku ruchu cząsteczek. Ruchy Browna – chaotyczne, bezładne ruchy maleńkich cząsteczek substancji wywołane chaotycznymi bezładnym ruchem cząsteczek środowiska otaczających. Osmoza – dyfuzja substancji przez błonę.

Oddziaływania międzycząsteczkowe Siły spójności występują pomiędzy cząsteczkami tych samych cząsteczek. Siły spójności występują pomiędzy cząsteczkami różnych substancji. Menisk wklęsły Menisk wypukły

Zmiana stanów skupienia substancji

Wrzenie – parowanie zachodzące w całej objętości cieczy po jej doprowadzeniu do odpowiedniej temperatury ( temperatury wrzenia). Temperatura topnienia – temperatura przejścia ciała o budowie krystalicznej ze stanu lotnego w stan stały. Temperatura wrzenia – stała dla danej cieczy temperatura przejścia cieczy w parę w czasie procesu wrzenia.

Rozszerzalność temperaturowa ciał Bimetal – zbudowany z dwóch metali różniących się między sobą rozszerzalnością cieplną. Ogrzewając ciała stałe, ciecze i gazy zwiększają swoją objętość, gdyż ich cząsteczki po dostarczeniu im ciepła poruszają się szybciej.

Największą rozszerzalnością temperaturową odznaczają się gazy, najmniejszą zaś ciała stałe. Rozszerzalność cieczy i ciał stałych jest różna i zależna od rodzaju substancji. Anomalna rozszerzalność wody – zmniejszanie się objętości wody w miarę wzrostu temperatury w przedziale od 0oC do 4o C.

Znaczenie wody i powietrza dla organizmów żywych Woda jest potrzebna w procesie fotosyntezy. Możliwość transportu wodnego i powietrznego Woda jako składnik każdej żywej komórki Dzięki wodzie realizujemy potrzeby higieniczne Woda jako składnik pokarmowy Woda jako środowisko życia zwierząt Powietrze i woda jako źródło tlenu

Wyjaśnienie niektórych zjawisk fizycznych na gruncie kinetyczno – cząsteczkowej teorii budowy materii Ciała stałe, ciecze i gazy są zbudowane z cząsteczek. W różnych stanach skupienia cząsteczki zachowują się w różny sposób.

Oddziaływania między cząsteczkami Ciała stałe Ciecze Gazy Położenie cząsteczek Cząsteczki przylegają do siebie Cząsteczki ułożone są ciasno, ale chaotycznie i ułożenie to ciągle się zmienia Odległości między cząsteczkami są duże Oddziaływania między cząsteczkami Są duże, cząsteczki w zasadzie nie mogą się przemieszczać, jedynie cały czas drgają Nie są tak duże jak w ciele stałym, cząsteczki mogą się przemieszczać Są bardzo słabe, cząsteczki zderzają się, ich ruch jest bezładny i chaotyczny Zmiana objętości Trudno zmienić, gdyż odległości między cząsteczkami są bardzo małe Trudno zmienić, gdyż odległości między cząsteczkami są małe, większe niż w ciałach stałych Łatwo jest zmienić, gdyż odległości między cząsteczkami są bardzo duże Zmiana kształtu Trudno jest zmienić, gdyż oddziaływania między cząsteczkami są bardzo silne Łatwo jest zmienić, gdyż cząsteczki mogą z łatwością zmieniać względne położenie Łatwo jest zmienić , gdyż oddziaływa- nia między cząsteczkami są bardzo słabe

Masa i jej wyznaczenie m – masa (ilość substancji) Jednostki masy: t, kg, dag, g, mg Waga laboratoryjna i odważniki Dla danego ciała masa jest wielkością niezmienną i stałą. Jej jednostką w Układzie Si jest kilogram (kg). Masę można wyznaczyć za pomocą wagi. Ważenie Polega na porównywaniu ciężaru odważników z ciężarem ważonego ciała.

Ciężar ciała można obliczyć ze wzoru Fg = m x g g = 10 N/kg Gdzie Fg – wartość ciężaru ciała, m – masa ciała, g – przyśpieszenie ziemskie. Masa – wielkość fizyczna określająca cechę ciała ujawniającą się przy wprawianiu ciała i zatrzymywaniu. Ta sama cecha ciała decyduje o jego ciężarze. Jednostką masy jest kg. Ciężar ( siła grawitacji) – siła, z jaką Ziemia przyciąga daną masę ciała

Gęstość ciał Gęstość jest wielkością fizyczną charakterystyczną dla danej substancji w określonej temperaturze. Oblicza się ją jako iloraz masy i objętości q = m/V Jednostką gęstości w Układzie Si jest kg/m3

Elementy Hydrostatyki i aerostatyki

Siła nacisku na podłoże. Parcie a ciśnienie Paskal to ciśnienie jakie wywiera siła nacisku 1 N na pole powierzchni 1 m2. Ciecze i gazy wywierają nacisk na ścianki naczynia i na wszystkie ciała w nich się znajdujące. Siła ta nazywa się parciem. Siła parcia jest zawsze skierowana prostopadle do powierzchni, na którą działa. Stosunek wartości sił parcia do wielkości powierzchni, na którą ta siła działa, nazywa się ciśnieniem, co zapisuje się: p = Fn/S

gdzie: p - ciśnienie, Fn- wartość parcia (nacisku), S – pole powierzchni. Jednostką ciśnienia jest 1 Pa ( paskal) Ciśnienie to wielkość fizyczna określająca siłę nacisku na daną jednostkę powierzchni. Parcie to siła nacisku na ciało. Parcie nie zależy od powierzchni ciała.

Prawo Pascala Ciśnienie w gazach i cieczach jest przekazywane we wszystkich kierunkach jednakowo. Schemat prasy hydraulicznej

Ciśnienie hydrostatyczne i atmosferyczne Ciśnienie hydrostatyczne – ciśnienie wywierane przez ciecz pod wpływem jej własnego ciężaru. Ciśnienie atmosferyczne – ciśnienie, jakie wywiera powietrze na Ziemię i wszystkie ciała znajdujące się w atmosferze ziemskiej. Naczynia połączone – co najmniej dwa naczynia połączone ze sobą w odpowiedni sposób tak, że ciecz może swobodnie przepływać z jednego naczynia do drugiego. Przykład naczynia połączonego

Prawo Archimedesa Na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu skierowana ku górze i równa ciężarowi wypartej cieczy. Ciało tonie w cieczy, jeżeli jego gęstość jest większa od gęstości cieczy. Ciało zanurzone w cieczy wypływa na jej powierzchnię, jeżeli jego gęstość jest mniejsza od gęstości cieczy. Na każde ciało umieszczone w gazie działa siła wyporu skierowana ku górze i równa co do wartości ciężarowi wypartego gazu.

Ciało zanurzone w cieczy ( nie wypływa na jej powierzchnię i nie opada na dno), jeżeli jego gęstość i gęstość i gęstość cieczy są sobie równe. Dawid Pruś kl. II a gim.