Когда два тела взаимодействуют друг с другом, то их скорость может меняться. Тело может начать движение, остановиться, изменить направление скорости. Когда мы пинаем футбольный мячик – он начинает двигаться, когда он попадает в сетку ворот, то останавливается, а если попадает в штангу – то отскакивает от нее в другую сторону. Причем, часто мы даже не упоминаем, какое из тел оказало воздействие на данное. То есть, изучая поведение мячика, нам не всегда важно, что конкретно на него повлияло. Мы просто говорим, что у тела изменилась скорость под воздействием силы. В физике силой называют физическую величину, характеризующую изменение скорости тела. Во всех наших примерах мы воздействовали на мячик с определенной силой, и при этом менялась его скорость. Когда мы говорим: «этот человек сильнее, чем тот», мы имеем в виду, что наш силач может сильнее изменить скорость какого-либо тела или предмета, например, толкнуть застрявшую машину или поднять нагруженный чемодан. Признаки действия силы на тело Известно четыре признака действия силы на тело. У тела может измениться значение скорости – это когда мы пнули наш веселый мячик. У тела может измениться направление движения – это когда мячик врезался в штангу. Может произойти изменение размера тела – лучше всего понятно на примере надуваемого воздушного шарика. А может произойти изменение формы тела – это в том случае, когда мы мнем надутый воздушный шарик в руках. Обратите внимание, что скорость может меняться не у всего тела, а только у некоторых его частей. Например, мы сжимаем воздушный шарик двумя пальцами, и только часть его частиц начинает двигаться. Это называется – деформация тела. Деформация – изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением друг относительно друга. Направление и единица измерения силы Сила является мерой взаимодействия тел. То есть, мы можем измерить, как сильно мы пнули наш несчастный мячик. Однако, сила имеет еще и направление, потому что мячик мы можем пнуть абсолютно в любую сторону, и от нас зависит, куда он полетит. То есть сила – это величина векторная. Обозначается в физике буквой F со стрелочкой над ней. Единицей силы в физике является один 1 Н (ньютон). 1 Н – это сила, которая за 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с. Сила притяжения земли Понаблюдав за полетами и иными перипетиями в жизни пресловутого футбольного мячика, можно сделать одно наблюдение: как бы сильно его не пинали, рано или поздно он оказывается на Земле. Также и мы, если подпрыгнем высоко-высоко, все равно приземлимся обратно. Любой предмет, будучи поднятым над поверхностью, стремится к Земле. То есть, мы приходим к выводу, что есть какая-то неизменная сила, которая притягивает все предметы к Земле. Почему же это происходит? Как называется это безобразие? Сила тяжести и сила тяготения В курсе физике явление это носит понятие силы тяжести или силы тяготения. Это одно и то же? Не совсем. Сила притяжения к Земле называется силой тяжести. Сила тяжести действует на все тела, находящиеся на поверхности Земли. Но не только тела притягиваются к Земле – они сами притягивают к себе Землю. Как по расписанию, по два раза за каждые сутки поднимаются огромные волны на морях и океанах – это можно наблюдать на берегу в виде приливов и отливов. За счет чего? За счет того, что луна действует на Землю. Это взаимодействие. Впервые его описал английский физик Исаак Ньютон. Он утверждал, что все тела во Вселенной притягиваются друг к другу. Он установил также, что чем больше массы взаимодействующих тел, тем сила, с которой они взаимодействуют, будет больше. А также рассчитал, что чем больше расстояние между этими телами, тем сила взаимодействия будет меньше. Вот это явление и называется силой всемирного тяготения. Явление тяготения обусловливает силу тяжести. Для нас с вами, как для жителей Земли, сила тяжести играет огромную роль. Именно благодаря ей, мы не улетаем в открытый космос, как и все предметы вокруг нас и даже воздух, которым мы дышим. Но именно поэтому мы должны предпринимать определенные усилия, чтобы поднять и сдвинуть с места тяжелые предметы. И чем эти предметы тяжелее, тем больше сила, с которой Земля притягивает это тела к себе, и тем больше усилий потребуется нам, чтобы преодолеть силу тяжести. В физике сила тяжести обозначается такой же буквой, как и любая другая сила, но с добавлением индекса: Fт или Fтяж.
Раздел молекулярной физики, изучающий свойства вещества на основе представлений об их молекулярном строении и определенных законах взаимодействия между атомами (молекулами) , из которых состоит вещество. Считается, что частицы вещества находятся в непрерывном, беспорядочном движении и это их движение воспринимается как тепло. Молекулы взаимно притягиваются — в этом невозможно сомневаться.
Если бы на какое-то мгновение молекулы перестали притягиваться, то все жидкие и твердые тела распались бы и весь мир превратился в газ. Молекулы отталкиваются, и это несомненно, так как иначе жидкость сжималась бы так же легко, как и газ. Между молекулами действуют силы, во многом похожие на межатомные силы, о которых мы говорили выше. На больших расстояниях молекулы притягиваются слабо, при сближении сила их взаимодействия сначала растет, затем падает до нуля; при дальнейшем сближении молекулы отталкиваются. Кривая потенциальной энергии, которую мы только что рисовали для атомов, правильно передает и основные черты взаимодействия молекул. Однако между этими взаимодействиями имеются и существенные различия.
Сравним между собой, например, равновесное расстояние между атомами кислорода, образующими молекулу, и атомами кислорода двух соседних молекул, притянувшихся до равновесного расстояния. Различие будет очень заметным: атомы кислорода, образующие молекулу, устанавливаются на расстоянии 1,21 атомы кислорода разных молекул подойдут друг к другу на 2,8 . Равновесные расстояния атомов, связанных в молекулу, всегда меньше равновесных расстояний между теми же атомами, принадлежащими разным молекулам. На языке потенциальной кривой это значит: яма для атомов, связанных в молекулу, расположена ближе к началу координат, чем яма для атомов соседних молекул.
Итак, повторяем, атомы двух соседних молекул устанавливаются на более далеком расстоянии друг от друга, чем атомы, составляющие молекулу. Отсюда вытекает предположение, что молекулы легче оторвать друг от друга, чем атомы. Так оно и есть в действительности. Если энергия, необходимая для разрыва связи между атомами кислорода, образующими молекулу, равна, как говорилось выше, 116 тыс. калорий на моль, то энергия на «растаскивание» двух молекул кислорода равна всего 2 тыс. калорий на моль. Значит, на кривой потенциальной энергии молекул яма будет не только лежать дальше, но и будет менее глубокой.
Но этим не исчерпывается различие между взаимодействиями атомов, образующих молекулу, и взаимодействиями молекул. Химики показали, что атомы сцепляются в молекулу с ограниченным числом соседей. Если два атома водорода образовали молекулу, то третий атом уже не присоединится к ним для этой цели. Атом углерода не может образовать молекулу более чем с четырьмя соседями, и т. д. Это важное для химии свойство носит название валентности атомов.
Ничего подобного мы не находим в межмолекулярном взаимодействии. Притянув к себе одного соседа, молекула ни в какой степени не теряет своей «притягательной силы» . Подход соседей будет происходить до тех пор, пока хватит места.
Взаимодействие между молекулами может играть большую или меньшую роль в «жизни» молекул вещества. В свою очередь роль взаимодействия молекул вещества зависит от теплового движения. Чем тепловое движение интенсивнее, тем меньше проявляется молекулярное взаимодействие.
Три состояния вещества — газообразное, жидкое и твердое — различаются той ролью, которую играет в их существовании взаимодействие молекул.
Молекулы взаимно притягиваются — в этом невозможно сомневаться.
Если бы на какое-то мгновение молекулы перестали притягиваться, то все жидкие и твердые тела распались бы и весь мир превратился в газ. Молекулы отталкиваются, и это несомненно, так как иначе жидкость сжималась бы так же легко, как и газ. Между молекулами действуют силы, во многом похожие на межатомные силы, о которых мы говорили выше. На больших расстояниях молекулы притягиваются слабо, при сближении сила их взаимодействия сначала растет, затем падает до нуля; при дальнейшем сближении молекулы отталкиваются. Кривая потенциальной энергии, которую мы только что рисовали для атомов, правильно передает и основные черты взаимодействия молекул. Однако между этими взаимодействиями имеются и существенные различия.
Сравним между собой, например, равновесное расстояние между атомами кислорода, образующими молекулу, и атомами кислорода двух соседних молекул, притянувшихся до равновесного расстояния. Различие будет очень заметным: атомы кислорода, образующие молекулу, устанавливаются на расстоянии 1,21 атомы кислорода разных молекул подойдут друг к другу на 2,8 . Равновесные расстояния атомов, связанных в молекулу, всегда меньше равновесных расстояний между теми же атомами, принадлежащими разным молекулам. На языке потенциальной кривой это значит: яма для атомов, связанных в молекулу, расположена ближе к началу координат, чем яма для атомов соседних молекул.
Итак, повторяем, атомы двух соседних молекул устанавливаются на более далеком расстоянии друг от друга, чем атомы, составляющие молекулу. Отсюда вытекает предположение, что молекулы легче оторвать друг от друга, чем атомы. Так оно и есть в действительности. Если энергия, необходимая для разрыва связи между атомами кислорода, образующими молекулу, равна, как говорилось выше, 116 тыс. калорий на моль, то энергия на «растаскивание» двух молекул кислорода равна всего 2 тыс. калорий на моль. Значит, на кривой потенциальной энергии молекул яма будет не только лежать дальше, но и будет менее глубокой.
Но этим не исчерпывается различие между взаимодействиями атомов, образующих молекулу, и взаимодействиями молекул. Химики показали, что атомы сцепляются в молекулу с ограниченным числом соседей. Если два атома водорода образовали молекулу, то третий атом уже не присоединится к ним для этой цели. Атом углерода не может образовать молекулу более чем с четырьмя соседями, и т. д. Это важное для химии свойство носит название валентности атомов.
Ничего подобного мы не находим в межмолекулярном взаимодействии. Притянув к себе одного соседа, молекула ни в какой степени не теряет своей «притягательной силы» . Подход соседей будет происходить до тех пор, пока хватит места.
Взаимодействие между молекулами может играть большую или меньшую роль в «жизни» молекул вещества. В свою очередь роль взаимодействия молекул вещества зависит от теплового движения. Чем тепловое движение интенсивнее, тем меньше проявляется молекулярное взаимодействие.
Три состояния вещества — газообразное, жидкое и твердое — различаются той ролью, которую играет в их существовании взаимодействие молекул.