Текущая версия на 18:48, 12 октября 2012

Гипермаркет знаний>>Физика>>Физика 7 класс>> Взаимодействие тел

• Почему Луна  движется  вокруг Земли, а  не  улетает в  космическое пространство?  Какое  тело  называется  заряженным?  Как  взаимо­действуют  друг с другом заряженные тела? Часто ли мы  сталкиваемся  с электромагнитным взаимодействием? Это  только  часть  вопросов,  с  которыми  нам  предстоит  разобраться в этом параграфе. Приступим!

1. Убеждаемся, что тела взаимодействуют

В  повседневной  жизни  мы  постоянно  встречаемся  с  различными  ви­дами  воздействий  одних  тел  на  другие.  Чтобы  открыть  дверь,  нужно  «по­действовать»  на  нее  рукой,  от  воздействия  ноги  мяч  летит  в  ворота,  даже присаживаясь на стул,  вы действуете на него  (рис.  1.35,  с.  38).

В  то  же  время,  открывая  дверь,  мы  ощущаем  ее  воздействие  на  нашу руку,  действие  мяча  на  ногу  особенно  ощутимо,  если  вы  играете  в  футбол босиком, а действие стула не позволяет нам упасть на пол. То есть действие всегда  является  взаимодействием:  если  одно тело  действует  на  другое,  то  и  другое  тело действует  на  первое.

Рис. 1.35. Примеры взаимодействия тел

Можно  наглядно  убедиться  в  том,  что  дейс­твие  не  бывает  односторонним.  Проведите  не­сложный  эксперимент:  стоя  на  коньках,  слегка толкните  своего  товарища.  В  результате  начнет двигаться не только ваш товарищ, но и вы сами.

Эти  примеры  подтверждают  вывод  ученых о том, что в природе мы всегда имеем дело с вза­имодействием,  а не с односторонним действием.

Рассмотрим более подробно некоторые виды взаимодействий.

2. Вспоминаем о гравитационном взаимодействии

Почему любой предмет, будь то карандаш, выпущенный  из  руки,  лист  дерева  или  капля дождя,  падает,  двигается вниз  (рис.  1.36)? Поче­му стрела, выпущенная из лука, не летит прямо, а в конце концов падает на землю? Почему Луна движется  вокруг Земли? Причина  всех  этих  яв­лений заключается в том, что Земля притягивает к  себе другие тела,  а эти  тела также притягива­ют  к  себе Землю.  Например,  притяжение Луны вызывает  на  Земле  приливы  (рис.  1.37).  Наша планета и  все другие  планеты Солнечной  систе­мы притягиваются к Солнцу и друг к другу.

Рис. 1.36. Капли дождя падают вниз под действием притяжения Земли

В  1687  году  выдающийся  английский  фи­зик  Исаак  Ньютон  (рис.  1.38)  сформулиро­вал  закон,  согласно  которому  между  всеми телами  во  Вселенной  существует  взаимное притяжение. 

Рис. 1.37. Приливы являются следствием притяжения Луны

Такое  взаимное  притяжение  ма­териальных  объектов  называют  гравитаци­онным  взаимодействием.  Опираясь  на  опыты и математические расчеты,  Ньютон установил, что  интенсивность  гравитационного  взаимо­действия  увеличивается  с  увеличением  масс взаимодействующих  тел.  Именно  поэтому легко  убедиться  в  том,  что  нас  с  вами  притя­гивает Земля,  но мы  совершенно не чувствуем притяжения нашего соседа по парте.

3. Знакомимся с макромагнитным взаимодействием

Существуют  и  другие  виды  взаимодей­ствий.  Например,  если  потереть  воздушный шарик кусочком шелка, он начнет притягивать к себе  различные легкие  предметы:  ворсинки, зернышки  риса,  листочки  бумаги  (рис. 1.39). Про такой шарик говорят, что он наэлектризован, или заряжен.

Заряженные тела  взаимодействуют  меж­ду  собой,  но  характер  их  взаимодействия  мо­жет  быть  разным:  они  либо  притягиваются, либо отталкиваются друг  от друга  (рис.  1.40). 

Рис. 1.38. Известный английский ученый Исаак Ньютон (1643—1727)

Впервые  серьезные  исследования  этого  явления  были  проведены  английским  ученым  Уильямом  Гильбертом  (1544—1603)  в  конце XVI  века.  

Рис. 1.39.  Наэлектризованный шарик притягивает к себе лист бумаги

Рис. 1.40. Два заряженных шари­ка взаимодействуют между собой: а —  притягиваются; б  —  отталкиваются

Взаимодействие  между  заряженными  телами Гильберт  назвал  электрическим  (от  греч.  слова elektron —  янтарь),  так  как  еще  древние  греки заметили,  что  янтарь,  если  его  потереть,  начинает  притягивать  к  себе  мелкие  предметы.

Вы  хорошо  знаете,  что  стрелка  компаса, если  дать  ей  возможность  свободно  вращать­ся,  всегда  останавливается  так,  что  один  ее конец  указывает  на  север,  а  другой  —  на  юг (рис.  1.41). Это связано с  тем,  что стрелка ком­паса  —  магнит,  наша  планета  Земля  —  тоже магнит,  причем огромный,  а два магнита всег­да  взаимодействуют  друг  с  другом.  Возьмите два любых магнита,  и  как  только вы попробу­ете  приблизить  их  друг  к  другу,  сразу же  по­чувствуете  притяжение  или  отталкивание.  Та­кое взаимодействие называется магнитным.

Физики  установили,  что  законы,  описыва­ющие  электрические и магнитные взаимодейс­твия, едины. Поэтому в науке принято говорить о едином  электромагнитном взаимодействии.

С электромагнитными взаимодействиями мы встречаемся буквально на каждом шагу —  ведь при  ходьбе  мы  взаимодействуем  с  покрытием дороги  (отталкиваемся),  и  природа  этого  взаи­модействия  электромагнитная.  Благодаря  элек­тромагнитным  взаимодействиям  мы  двигаемся, сидим,  пишем.  Видим,  слышим,  обоняем и  ося­заем  мы  также  с  помощью  электромагнитного взаимодействия  (рис.  1.42). Действие большинс­тва  современных  приборов  и  бытовой  техники основано на электромагнитном взаимодействии.

Скажем больше: существование физических тел,  в  том  числе  и  нас  с  вами,  было  бы  невоз­можно без электромагнитного взаимодействия. Ho  как  со  всем  этим  связано  взаимодействие заряженных шариков и магнитов? —  спросите вы.  He спешите:  изучая физику,  вы  обязатель­но убедитесь,  что эта связь существует.

4. Сталкиваемся с нерешенными проблемами

Наше  описание  окажется  неполным, если мы не упомянем еще два вида взаимодейс­твий,  которые  были  открыты  только  в  середине прошлого века.

Рис. 1.41  Стрелка компаса всегда сориентирована на север 

Рис. 1.42  Видим, слышим, понимаем благодаря электро­ магнитному взаимодействию

Они называются сильное и слабое взаимодействия и дей­ствуют  только в пределах микромира. Таким образом,  существуют  четыре различных  вида  взаимодействий.  He  много  ли?  Конечно,  было  бы  гораздо удобнее  иметь  дело  с  единым  универсальным  видом  взаимодействия.  Тем более,  что  пример  объединения  различных  взаимодействий —  электричес­кого и магнитного —  в единое  электромагнитное уже  имеется.

На  протяжении  многих  десятилетий  ученые  пытаются  создать  теорию такого  объединения.  Некоторые  шаги  уже  сделаны.  В  60-х  годах  XX  века удалось  создать  теорию  так  называемого  электрослабого  взаимодействия, в рамках которой были объединены электромагнитное и слабое взаимодействия.  Ho  до  полного  («великого»)  объединения  всех  видов  взаимодействия еще далеко. Поэтому у каждого из вас есть шанс совершить научное откры­тие мирового  значения!

• Подводим итоги

Взаимодействием  в физике  называется действие  тел или частиц друг на друга. Мы  коротко  охарактеризовали два вида  взаимодействия  из  четы­рех, известных  науке:  гравитационное и  электромагнитное.

Притяжение  тел  к  Земле,  планет  к Солнцу  и  наоборот  —  это  примеры проявления гравитационного взаимодействия.

Примером  электрического  взаимодействия  является  взаимодействие  на­электризованного воздушного шарика с листочками бумаги. Примером маг­нитного взаимодействия служит взаимодействие стрелки компаса с Землей, которая  также  является  магнитом,  в  результате  чего  один  конец  стрелки всегда указывает на север,  а второй —  на юг.

Электрическое  и  магнитное  взаимодействия —  это  проявления  единого электромагнитного взаимодействия.

• Контрольные вопросы
  

1. Приведите  примеры  взаимодействия  тел. 

2. Какие  виды  взаимо­действий существуют в природе? 

3. Приведите примеры гравитацион­ного взаимодействия. 

4. Кто  открыл  закон,  согласно которому между всеми телами во Вселенной существует взаимное притяжение? 

5. При­ведите примеры электромагнитного взаимодействия.

• Упражнение
  

Напишите короткое  сочинение на тему  «Мой опыт,  подтверждающий взаимодействие  тел»  (это могут быть даже  стихи!).

• Физика и техника в Украине

Значительную  часть  своей  короткой  жизни  Лев  Васильевич Шубников  (1901— 1945)  прожил  в  Харькове,  где  возглавлял  лабо­раторию  низких температур. Уровень точности  многих  измерений в лаборатории  не уступал  современному. В лаборатории  в 30-х  го­дах были получены кислород, азот и другие  газы  в жидком состоя­нии. Шубников был родоначальником исследования металлов в так называемом сверхпроводимом состоянии, когда электрическое сопростивление материалу равно нулю. Наивысшая  награда для уче­ного —  это когда для  названия  открытого  им  явления  используют вместо  технического  термина  фамилию  самого  ученого.  «Эффект Шубникова— де  Гааза»;  «фаза  Шубникова»;  «метод  Обреимова—  Шубникова»  —   это  лишь  несколько  примеров  вклада  известного украинского ученого в строительство современной физики.

Физика. 7 класс: Учебник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кирюхин, Е. А. Кирюхина. — X.: Издательство «Ранок», 2007. — 192 с.: ил.

Содержание урока
 конспект урока и опорный каркас
 презентация урока
 интерактивные технологии 
 акселеративные методы обучения

Практика
 тесты, тестирование онлайн
 задачи и упражнения 
 домашние задания
 практикумы и тренинги
 вопросы для дискуссий в классе

Иллюстрации
 видео- и аудиоматериалы
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 комиксы, притчи, поговорки, кроссворды, анекдоты, приколы, цитаты

Дополнения
 рефераты
 шпаргалки 
 фишки для любознательных 
 статьи (МАН)
 литература основная и дополнительная
 словарь терминов

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 календарные планы
 учебные программы
 методические рекомендации  
 обсуждения

 Идеальные уроки-кейсы

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.