Почему тела меняют движение. Деформация упругая и пластическая. Сила как мера взаимодействия.
Почему мяч сам не начинает катиться
Представь футбольный мяч, который лежит на земле. Он лежит спокойно — не катится, не подпрыгивает. Стоит ударить по нему ногой — мяч начинает двигаться. Что изменилось? На мяч подействовало другое тело — нога.
Катящийся мяч постепенно останавливается. Почему? На него действуют поверхность земли и воздух. Поэтому скорость мяча уменьшается.
Взаимодействие тел — это действие тел друг на друга, из-за которого может измениться скорость тела или его форма.
Тело меняет своё движение не само по себе, а из-за действия других тел.
Взаимодействие тел
При взаимодействии тела действуют друг на друга: одно тело влияет на движение или форму другого.
Что происходит при взаимодействии
Когда тела взаимодействуют, обычно можно заметить один из двух результатов:
тело меняет скорость;
тело меняет форму.
Иногда происходит и то, и другое сразу. Например, мяч ударился о стену — изменил направление движения и немного деформировался.
Если движение или форма тела изменились, почти всегда надо спросить: какое другое тело на него подействовало?
Изменение скорости или формы
Взаимодействие может изменить скорость тела (оно начнёт двигаться, замедлится или изменит направление) или его форму.
Интерактив 1. «Что изменилось?»
Нажми на ситуацию и выбери: что изменилось — скорость, форма или и то, и другое?
Взаимодействуют оба тела
Очень важный момент: при взаимодействии не одно тело «главное», а другое «просто терпит».
Взаимодействие всегда взаимное: тела действуют друг на друга.
Если нога ударяет по мячу — мяч тоже действует на ногу. Это легко почувствовать: если ударить по тяжёлому мячу или по стене, ноге может стать больно.
Если рука давит на стол — стол тоже действует на руку. Поэтому рука не проваливается сквозь стол. Если Земля притягивает яблоко — яблоко тоже притягивает Землю, просто Земля огромная, и это незаметно.
Интерактив 2. «Кто на кого действует?»
Выбери ситуацию и узнай, кто на кого действует.
Рука толкает тележку.
Рука действует на тележку. Тележка действует на руку. Взаимодействие всегда взаимное.
Мяч ударяется о стену.
Мяч действует на стену. Стена действует на мяч — поэтому мяч отскакивает.
Человек сидит на стуле.
Человек давит на стул. Стул поддерживает человека. Даже в покое — взаимодействие есть.
При любом взаимодействии оба тела действуют друг на друга.
Взаимное действие тел
Взаимодействие тел: изменение скорости и деформация
Деформация
Когда тела взаимодействуют, они могут деформироваться.
Деформация — это изменение формы или размеров тела.
Некоторые деформации заметны сразу: сжатая губка, смятый пластилин. Другие почти незаметны: когда книга лежит на столе, стол очень немного прогибается, но глазом это не видно.
Упругая и пластическая деформация
Упругая деформация — деформация, после которой тело восстанавливает форму:
резинку растянули и отпустили — она стала прежней;
пружину сжали и отпустили — она распрямилась;
мяч сжали и отпустили — снова стал круглым.
Пластическая деформация — деформация, после которой тело не восстанавливает прежнюю форму:
пластилин смяли — остался смятым;
алюминиевую банку смяли — не стала прежней сама;
мокрый снег слепили в комок — сохранил новую форму.
Упругая и пластическая деформация
Упругая: тело восстанавливает форму (пружина, резинка). Пластическая: форма не восстанавливается (пластилин, мятая банка).
Интерактив 3. «Упругая или пластическая?»
Нажми на ситуацию и определи вид деформации.
Взаимодействие при контакте и на расстоянии
Контактное взаимодействие — тела соприкасаются: рука толкает дверь, нога ударяет по мячу, тормозные колодки трутся о колесо, вода действует на лодку.
Взаимодействие на расстоянии — тела не обязательно касаются друг друга, но всё равно действуют друг на друга: Земля притягивает мяч, магнит притягивает скрепку, Луна притягивает Землю, заряженная расчёска притягивает кусочки бумаги.
Интерактив 4. «Контакт или расстояние?»
Нажми и определи вид взаимодействия.
Сила — мера взаимодействия
Чтобы описывать взаимодействие тел точнее, в физике используют величину сила.
Сила (F) — физическая величина, которая показывает, насколько сильно одно тело действует на другое. Единица силы — ньютон (Н).
Если взаимодействие сильнее — сила больше, и изменение скорости или формы заметнее. Сила имеет не только значение, но и направление: на рисунках её показывают стрелкой.
Сила тяжести — направлена вниз;
Сила трения — направлена против движения;
Сила упругости — возвращает тело к прежней форме.
Сила — мера взаимодействия
Сила (F) показывает, насколько сильно одно тело действует на другое. Обозначается стрелкой: чем длиннее стрелка, тем больше сила.
Интерактив 5. «Как изменилась скорость?»
Выбери ситуацию и посмотри, что произошло со скоростью.
Санки скатываются с горки и разгоняются.
Скорость увеличилась.
Машина тормозит перед светофором.
Скорость уменьшилась.
Мяч ударился о стену и полетел обратно.
Изменилось направление скорости.
Вратарь поймал летящий мяч.
Скорость стала равной нулю.
Тележку толкнули, и она поехала.
Скорость появилась из состояния покоя.
Взаимодействие может увеличить скорость, уменьшить её, изменить направление или вызвать движение из покоя.
Интерактив 6. «Почему не движется?»
Нажми на ситуацию и выбери объяснение.
Важно не только то, что на тело действует сила, но и то, какие ещё силы на него действуют.
Взаимодействие и движение: схема
Взаимодействие
Что изменилось
Нога ударила по мячу
Скорость мяча
Рука сжала губку
Форма губки
Земля притягивает яблоко
Скорость яблока при падении
Стена действует на мяч
Направление движения мяча
Тормоза действуют на колесо
Скорость велосипеда
Человек сел на стул
Форма стула (немного)
Мини-опыты дома
Мини-опыт 1. Тележка или игрушечная машинка
Что нужно
Игрушечная машинка или тележка.
Что сделать
Слегка толкни машинку. Потом толкни сильнее.
Что заметишь
После слабого толчка машинка движется медленнее и проходит меньший путь. После сильного — быстрее и дальше.
Чем сильнее взаимодействие, тем сильнее изменяется движение тела.
Мини-опыт 2. Губка и пластилин
Что нужно
Губка и кусочек пластилина.
Что сделать
Сожми губку и отпусти. Сожми пластилин и отпусти.
Что заметишь
Губка почти восстановит форму. Пластилин останется смятым.
Деформации бывают упругими (тело восстанавливает форму) и пластическими (не восстанавливает).
Мини-опыт 3. Магнит и скрепка
Что нужно
Магнит и металлическая скрепка.
Что сделать
Поднеси магнит к скрепке, не касаясь её.
Что заметишь
Скрепка может начать двигаться к магниту ещё до соприкосновения.
Тела могут взаимодействовать на расстоянии — без соприкосновения.
Мини-опыт 4. Книга на столе
Что нужно
Книга и стол.
Что сделать
Положи книгу на стол. Аккуратно нажми рукой на книгу сверху. Почувствуй, что стол сопротивляется.
Что заметишь
Книга не проваливается вниз, потому что стол действует на неё вверх.
Даже если тело покоится, взаимодействие происходит.
Частые ошибки
1
«Если тело не движется, на него ничего не действует». Нет. Книга на столе покоится, но на неё действуют Земля и стол.
2
«При ударе нога действует на мяч, а мяч на ногу не действует». Нет. Тела действуют друг на друга взаимно.
3
«Взаимодействие всегда требует соприкосновения». Нет. Земля притягивает тела, магнит притягивает скрепку без контакта.
4
«Сила — это само движение». Нет. Сила — мера взаимодействия. Она может изменить движение или форму тела.
5
«Если тело изменило форму, это уже не физика движения». Это тоже физика: взаимодействие может менять не только скорость, но и форму тела.
Проверь себя — 10 вопросов1 / 10
правильных ответов из 10
Главное
Тела могут действовать друг на друга. Такое действие называется взаимодействием.
В результате взаимодействия может измениться скорость тела или его форма.
Взаимодействие всегда взаимное: если одно тело действует на другое, второе тоже действует на первое.
Тела могут взаимодействовать при соприкосновении или на расстоянии.
Деформация — изменение формы тела. Бывает упругой (форма восстанавливается) и пластической (нет).
Сила (F) — мера взаимодействия тел. Измеряется в ньютонах (Н).
