Što su fizička tijela? Fizička tijela: primjeri, svojstva

U današnjem članku raspravljamo o tome što je fizičko tijelo. Bez sumnje, ovaj se pojam više puta susreo tijekom godina školovanja. S pojmovima "fizičko tijelo", "tvar", "fenomen", prvo se susrećemo u lekcijama prirodne povijesti. Oni su predmet istraživanja većine dijelova posebne znanosti - fizike.

Po definiciji, izraz "fizičko tijelo" odnosi se na određeni materijalni objekt koji ima oblik i jasno izraženu vanjsku granicu koja ga odvaja od okoline i drugih tijela. Pored toga, fizičko tijelo obilježeno je obilježjima kao što su masa i volumen. Ovi parametri su osnovni. Ali osim njih postoje i drugi. Govorimo o transparentnosti, gustoći, elastičnosti, tvrdoći itd.

Fizička tijela: primjeri

Jednostavno rečeno, možemo pozvati bilo koji od okolnih objekata fizičko tijelo. Najčešći primjeri su knjiga, stol, automobil, lopta, šalica. Jednostavno tijelo poziva fizičar čiji je geometrijski oblik jednostavan. Spojena fizička tijela su ona koja postoje u obliku kombinacija fiksnih jednostavnih tijela. Na primjer, vrlo konvencionalna ljudska figura može se predstavljati kao zbirka cilindara i kuglica.

Materijal iz kojeg se bilo koji od tijela sastoji zove se materija. U tom slučaju mogu sadržavati u svom sastavu jedan i više tvari. Dajte nam neke primjere. Fizička tijela - pribor za jelo (vilice, žlice). Najčešće su izrađene od čelika. Nož može poslužiti kao primjer tijela sastavljena od dvije različite vrste tvari - čelični nož i drvenu ručku. I tako složen proizvod, poput mobitela, napravljen je iz mnogo većeg broja "sastojaka".

Koje su tvari

Oni mogu biti prirodni i stvoreni umjetno. U drevnim vremenima, sve potrebne stvari ljudi izrađene od prirodnih materijala (strelica - od kamenje, toplo odjeću - od životinjskih koža). S razvojem tehnološkog napretka pojavile su se tvari koje je stvorio čovjek. A trenutačno ih ima većina. Klasični primjer fizičkog tijela umjetnog podrijetla je plastična. Svaka takva vrsta stvorila je osoba s ciljem održavanja potrebnih svojstava ovog ili onog subjekta. Na primjer, prozirna plastika - za naočale za leće, netoksična hrana - za jela, izdržljiva - za odbojnik automobila.

Svaki subjekt (od kamena sjekira na high-tech uređaj) ima niz specifičnih osobina. Jedno od svojstava fizičkih tijela je njihova sposobnost privlačenja jedni drugima kao rezultat gravitacijske interakcije. Ona se mjeri pomoću fizičke veličine koja se zove masa. Prema definiciji fizičara, masa tijela je mjera njihove težine. Označava se simbolom m.

Mjerenje mase

Ta fizička veličina, kao i svaka druga, može se mjeriti. Da biste saznali koja je masa bilo kojeg objekta, trebate ga usporediti s standardom. To jest, s tijelom čija se masa uzima kao jedna. Međunarodni sustav jedinica (SI) je kilogram. Takva "idealna" jedinica mase postoji u obliku cilindra, što je legura iridija i platine. Ovaj međunarodni model pohranjen je u Francuskoj, a kopije su dostupne u gotovo svim zemljama.

Uz kilogram, upotrijebite pojam tona, grama ili miligrama. Izmjerite istu tjelesnu težinu mjerenjem. Ovo je klasičan način za svakodnevne izračune. Ali u suvremenoj fizici postoje i drugi metode mjerenja, mnogo suvremeniji i vrlo precizni. Pomoću svoje pomoći odrediti masu mikročestice, kao i ogromne predmete.

Ostala svojstva fizičkih tijela

Oblik, masa i volumen su najznačajnija obilježja. Ali postoje i druga svojstva fizičkih tijela, od kojih je svaki važan u određenoj situaciji. Na primjer, objekti jednakog volumena mogu se značajno razlikovati u svojoj masi, tj. Imaju različitu gustoću. U mnogim su situacijama važne osobine poput krhkosti, tvrdoće, elastičnosti ili magnetskih svojstava. Ne zaboravite na toplinsku vodljivost, prozirnost, homogenost, električnu vodljivost i druga brojna fizikalna svojstva tijela i tvari.

U većini slučajeva, sve takve karakteristike ovise o tvari ili materijalu iz kojih se sastoje sastojci. Na primjer, kuglice od gume, stakla i čelika imat će apsolutno različite skupove fizičkih svojstava. To je važno u situacijama međudjelovanja tijela međusobno, na primjer, proučavanjem stupnja njihove deformacije tijekom sudara.

Na prihvaćene približne vrijednosti

Određene fizičke grane fizike smatraju se nekom vrstom apstrakcije s idealnim karakteristikama. Na primjer, u mehanici, tijela su zastupljena u obliku materijalnih točaka koje nemaju masu ili druga svojstva. Taj se dio fizike bavi kretanjem takvih uvjetnih točaka, a kako bi se riješili ovdje postavljeni problemi, takve veličine nisu od temeljnog značaja.

U znanstvenim kalkulacijama često se koristi koncept apsolutno krutog tijela. Takav uvjetno smatra se da nije podložan nikakvim deformacijama, uz odsutnost pomicanja središta mase tijela. Ovaj pojednostavljeni model omogućuje teoretski reprodukciju određenih određenih procesa.

Sekcija termodinamike koristi pojam apsolutno crnog tijela u svoje svrhe. A što je ovo? Fizičko tijelo (apstraktni objekt), sposoban da apsorbira bilo koje zračenje koje pada na njegovu površinu. Istodobno, ako ga problem zahtijeva, elektromagnetski valovi se mogu emitirati. Ako, prema uvjetima teorijskih izračuna, oblik fizičkih tijela nije temeljni, prema zadanim se smatra da je sferičan.

Zašto su svojstva tijela tako važna

Fizika sama kao takva proizašla je iz potrebe za razumijevanjem zakona kojima se ponašaju fizikalna tijela, kao i mehanizmima postojanja različitih vanjskih fenomena. Na prirodne čimbenike može se pripisati bilo kakve promjene u našem okolišu, koje nisu povezane s rezultatima ljudske aktivnosti. Mnogi od njih koriste ljude za svoje dobro, ali drugi mogu biti opasni i katastrofalni.

Istraživanje ponašanja i najrazličitijih svojstava fizičkih tijela potrebno je ljudima kako bi se predvidjeli nepovoljni čimbenici i spriječili ili smanjili štetu koju uzrokuju. Na primjer, gradnja ljudi koji rade na puhanju koristi se za borbu protiv negativnih pojava morskih elemenata. Kako bi se oduprli potresima, čovječanstvo je naučilo razvijati posebne građevine zgrada s potresom. Noseći dijelovi automobila izrađeni su u posebnom, pažljivo verificiranom obliku kako bi se smanjila šteta tijekom nesreća.

Na strukturu tijela

Prema drugoj definiciji, pojam "fizičko tijelo" znači sve što se može prepoznati kao stvarni. Svaki od njih će se dio prostora i tvari iz kojih su izrađene, su skup molekula određene strukture. Druge, manje čestice su atomi, ali svaki od njih nije nešto nedjeljivo i potpuno jednostavno. Struktura atoma je prilično složena. U svom sastavu moguće je razlikovati pozitivne i negativno nabijene elementarne čestice-ione.

Struktura prema kojoj su takve čestice poravnane u određenom sustavu, za krute tijela nazivaju se kristalinični. Svaki kristal ima određeni, strogo fiksni oblik, koji označava naručeni kretnji i interakciju svojih molekula i atoma. Kada se struktura kristala mijenja, fizička svojstva tijela su poremećena. Stupanj pokretljivosti elementarnih sastojaka ovisi o njegovoj agregatnoj stanju, koja može biti čvrsta, tekuća ili plinovita.

Za karakterizaciju složeni fenomeni kompresije podataka koristi se pojam volumena elastičnosti ili koeficijenta, koji su međusobno inverzne vrijednosti.

Kretanje molekula

Stanje odmora nije ni svojstveno atomima ni molekulama čvrstih tijela. Oni su u stalnom pokretu, priroda koja ovisi o toplinskom stanju tijela i učincima koje trenutno doživljava. Dio elementarnih čestica - negativno nabijenih iona (zvanih elektrona) se pomiče na višu stopu od onih koji imaju pozitivan naboj.

S gledišta agregatnog stanja, fizička tijela su čvrsti predmeti, tekućine ili plinovi, što ovisi o prirodi molekularnog gibanja. Cijeli niz krutih tvari može se podijeliti u kristaliničnu i amorfnu. Kretanje čestica u kristalu potpuno je naručeno. U tekućinama, molekule se kreću duž potpuno drugačijim principom. Oni se kreću iz jedne skupine u drugu, što može biti figurativno predstavljeno kao komet koji luta iz jednog nebeskog sustava u drugi.

U bilo kojem od plinovitih tijela, molekule imaju znatno slabiju vezu nego u tekućini ili čvrsti. Čestice se mogu nazvati odvratno jedna od druge. Elastičnost fizičkih tijela određuje se kombinacijom dvije glavne veličine - koeficijenta smicanja i koeficijenta elastičnosti mase.

Tekućina tijela

Za sve značajne razlike između čvrstih i tekućih fizičkih tijela, postoje mnoge sličnosti u njihovim svojstvima. Neki od njih, koji se nazivaju mekim, zauzimaju međupredmetno stanje između prvog i drugog, s oba fizička svojstva koja su im inherentna. Ova kvaliteta, kao i fluidnost, može se naći u čvrstom tijelu (primjer - led ili cipela var). Ono je svojstveno metala, uključujući i one tvrde. Pod pritiskom, većina njih može teći poput tekućine. Kombiniranjem i zagrijavanjem dva čvrsta komada metala, moguće ih je zavariti u jednu cjelinu. Štoviše, postupak lemljenja nastavlja se na temperaturi znatno nižoj od točke taljenja svakog od njih.

Ovaj postupak je moguć pod uvjetom da su oba dijela u punom kontaktu. Na taj se način proizvode različite metalne legure. Odgovarajuća svojstva nazivaju se difuzijom.

O tekućinama i plinovima

Prema rezultatima brojnih eksperimenata, znanstvenici su došli do sljedećeg zaključka: čvrsta fizička tijela nisu neka izolirana skupina. Razlika između njih i tekućine se sastoji samo u većem unutarnjem trenju. Prijelaz tvari u različita stanja događa se pod uvjetima određene temperature.

Plinovi se razlikuju od tekućina i krutih tvari u tome što se povećanje elastične sile ne događa ni s jakom promjenom volumena. Razlika između tekućina i krutih tvari je u izgledu elastičnih sila u krutom stanju pod smicanjem, tj. Promjenom oblika. Ovaj fenomen se ne opaža tekućinama koje mogu uzeti bilo koji od oblika.

Kristalna i amorfna

Kao što je već spomenuto, dva moguća stanja krutih tvari su amorfna i kristalna. Amorfne uključuju tijela koja imaju iste fizičke osobine u svim smjerovima. Ova kvaliteta zove se izotropnost. Kao primjer, možete izliječiti otvrdnutu smolu, proizvode od jantara, stakla. Njihova izotropnost je rezultat neurednog rasporeda molekula i atoma u sastavu materije.

U kristalnom stanju, elementarne čestice su uređene u strogom poretku i postoje kao unutarnja struktura koja periodički ponavlja u različitim smjerovima. Fizička svojstva takvih tijela su različita, ali u paralelnim smjerovima oni se podudaraju. Ova svojstva koja su svojstvena kristalima nazivaju se anizotropija. Njegov razlog je nejednaka sila interakcije između molekula i atoma u različitim smjerovima.

Mono- i polikristali

U pojedinačnim kristalima, unutarnja struktura je homogena i ponavlja se tijekom volumena. Polikristali izgledaju poput mnogo malih kristala koji kristaliziraju slučajno zajedno. Elementarne čestice se nalaze na strogo definiranoj udaljenosti jedna od druge i u željenom redoslijedu. Kristalna rešetka podrazumijeva skup čvorova, to jest točke koje služe kao centri molekula ili atoma. Metali s kristalnom strukturom služe kao materijal za kosture mostova, zgrada i drugih čvrstih konstrukcija. Zato se osobine kristalnih tijela pažljivo proučavaju u praktične svrhe.

Stvarne karakteristike čvrstoće nepovoljno utječu nedostatci kristalne rešetke, kako površine tako i unutarnje. Zasebna sekcija fizike, koja se zove mehanika čvrstog stanja, posvećena je sličnim svojstvima krutih tvari.