Сайт по физике

Силы, приложенные к объекту, могут не только двигать объект, но и изменять его форму. Вы можете вылепить из пластилина или глины предмет любой желаемой формы прос­тым приложением силы ваших рук. Когда эта сила устранена, пласти­лин или глина сохранит свою новую форму. Другие материалы ведут себя иначе после прекращения действия на них силы. Если вы сожмете шарик, например футбольный или теннисный мяч, то он изменит свою форму, но тут же восстановит ее, когда сила будет устранена (рис. 3.6). Резинка растягивается, когда ее тянут, но воз­вращается к своему исходному раз­меру, когда сила устраняется. Спи­ральная пружина может быть растя­нута или сжата, если на нее подейст­вовать соответствующей силой.

Существует несколько интересных трюков, демонстрирующих, что тело остается в покое до тех пор, пока на него не подействует несбаланси­рованная сила. Рисунок 3.5 показы­вает четыре примера проявления гори­зонтально направленной силы, имею­щей малый эффект или совсем его не оказывающей.

Трюк 1. Поставьте стакан, час­тично наполненный водой, на стол, покрытый скатертью без швов. Затем выдерните скатерть, не трогая стакан и не разлив воду. (Если скатерти при­дан быстрый, резкий рывок, то гори­зонтально направленная сила между скатертью и основанием стакана ока­жется недостаточно велика и длительность ее действия не будет достаточ­ной для продвижения стакана в го­ризонтальном направлении. Скатерть внезапно убрана, и стакан падает вер­тикально на стол под действием силы тяжести.

Исаак Ньютон (1642—1727) изу­чал движение объектов и сформули­ровал три закона движения.

Первый закон

Любой объект, находящийся в по­кое, будет оставаться в покое, пока на него не подействует внешняя сила. Также и объект, движущийся с не­изменной скоростью по прямой линии, будет продолжать движение, пока к нему не будет приложена внешняя сила.

Первое утверждение, приведенное выше, подтверждается личным опытом каждого. Например, если вы остав­ляете на скамье книгу, то она оста­нется в том же положении, пока кто-нибудь не сдвинет ее, т. е. не прило­жит к ней силу. Если книга не нахо­дится в том месте, где вы ее положи­ли, то единственным разумным выво­дом явилось бы то, что кто-то «под­толкнул» или «потянул» ее в новое положение.

Ускорение g уменьшается с увели­чением высоты над Землей. Это озна­чает, что вес тела данной массы умень­шается по мере увеличения высоты его расположения над Землей. Когда не­кий объект покидает Землю и двигает­ся по направлению к Луне, он дости­гает точки, где сила притяжения Зем­ли равна силе притяжения Луны. Эта точка, в которой гравитационные силы равны и противоположны, называется нейтральной (нулевой) точкой.

На космический корабль, движу­щийся по орбите вокруг Земли, долж­на действовать какая-то сила, направ­ленная к центру круговой орбиты и удерживающая этот космический ко­рабль в круговом движении на одной и той же высоте. Сила, с которой Зем­ля притягивает корабль на этой вы­соте, как раз и является центростреми­тельной силой, необходимой для под­держания тела в круговом движении. Это значит, что космический корабль, а также и предметы, и астронавты внутри его становятся «невесомы­ми».

Единицей измерения силы явля­ется кг-м-с^-2, она названа ньюто­ном и обозначается Н.

Изменение давления мало влияет на объем твердых тел и жидкостей, или же заметно не влияет вообще. Увеличение температуры, однако, приводит к расширению большинства твердых тел и жидкостей. Если объем вещества увеличивается, то плотность этого вещества уменьшается, посколь­ку его масса остается неизменной. Расширение твердых тел обычно очень мало, и им, как правило, пренебре­гают. Вместе с тем расширение жид­костей с увеличением температуры бо­лее заметно, и изменение плотности может быть обнаружено. Фактически конвекционные движения в жидкостях  и  газах  являются  прямым следствием изменений плотности при изменении температуры.

Определение плотности жидкости

Определите массу m₁чистого сухого сосуда при помощи весов, как показано на рисунке 2.6. Наполните измерительный цилиндр, пипетку или бюретку жидкостью, которую вы исследуете, и налейте ее (например, объемом 50 или 100 см³) в сосуд. Используя весы, определите массу m сосуда и жидкости. Подсчитайте массу m жидкости: m  = m₂— m₁, а затем плотность жидкости по формуле: