І. РУХ.

1.Рух — форма існування матерії.

Фізика належить до при­родничих наук, що вивчають різні форми руху матерії.

Матерія існувала до появи людей на землі, існує й існуватиме, тобто матерія існує незалежно від нашої свідомості.

Існування матерії виявляється в тім, що вона вічно змінюється. Не існує жодного тіла, яке б не змінювало свого положення, своїх властивостей. Нема нічого незмінного в природі, все змінюється, все рухається. «Рух в прикладанні до матерії, це — зміна взагалі»(Енгельс).

Рух можна спостерігати у найрізноманітніших формах. Механічне переміщення, звук, теплота, електричні та магнітні явища, світло й хімічні процеси — все це приклади різних форм руху матерії.

Рух є форма існування матерії. Ніколи і ніде не було і не може бути матерії без руху. Матерію без руху так само не можна собі уявити, як руху без матерії. [Енгельс, Анти-Доринг, Гиз, 1931 р. стор.53]

Як безкінечно різноманітна матерія, так безмежно різноманітні її властивості. Кожний новий крок вперед у науці відкриває нам щораз нові властивості матерії.

2.Перетворення одних форм руху в інші.

У природі ми скрізь спостерігаємо перетворення одних форм руху матерії в інші. Так, при терті двох тіл виникає теплота, механічний рух тут переходить у тепловий. Б'ючи важким молотом по невеликому куску заліза, ми можемо цей кусок розжарити до червоного. Теплота в паровому казані перетворює воду в пару, пара, розширюючись, надає руху робочому колесу турбіни: тут тепловий рух переходить у механічний. Парова турбіна може обертати динамомашину, виникає електричний струм. Живлячи електричним струмом лампочку, електропіч, мотор, ми дістаємо світло, теплоту, механічний рух.

Фізика вивчає форми руху матерії: механічну, теплову, електричну, променисту та інші, а також перетворення цих форм однієї в іншу.

3.Механічний рух.

Найпростіша форма руху є механічне пере­міщення, що полягає у зміні з часом положення тіла в просторі. Всякий рух має в собі механічний рух — переміщення великих або малих частин матерії, тобто зміну їх місця з часом. Наприклад: теплові зміни пов'язані з невпорядкованим рухом молекул, хімічні — з рухом атомів, електричні — з рухом електронів. Але, маючи в собі механічний рух як найпростішу форму руху, дані складні рухи не можуть бути зведені тільки до механічних рухів.

Наука, що вивчає закони механічного руху, називається механікою. Механічні рухи тіл дуже різноманітні. Рух небесних тіл, рух потягів, маховиків, годинникового маятника, рух різних частин верстатів — усе це лише небагато прикладів незліченної різноманітності механічних рухів.

За формою шляху рухи можуть бути прямолінійні й криволінійні. За характером рухи можуть бути рівномірні й нерівномірні, при чому кожний з них може відбуватись або прямою, або кривою лінією.

4.Відносний рух.

Спостерігаючи навколишні предмети, ми ба­чимо, що одні з них є в спокої, інші — в русі. Цілком зрозуміло, що спокій, який ми спостерігаємо, є відносний. Будинок є у спокої відносно Землі, трамвай рухається відносно інших предметів, які ми вважаємо за нерухомі відносно Землі. Земля з усіма предметами на ній обертається довкола своєї осі й оббігає навколо Сонця. Сонце рухається з усіма планетами в просторі. Так само рухаються в просторі зоряні системи, і не можна вказати жодного тіла у всесвіті, яке не змінювало б свого положення, яке було б у спокої. Всі тіла, які ми спостерігаємо, рухаються; всякий спокій є відносний.

Щоб можна було міркувати про зміну положення тіла в просторі, треба встановити, як можна визначити положення тіла.

Положення невеликого предмета на столі буде цілком визначене, якщо відома відстань цього предмета від двох суміжних країв стола. Припустимо, що маленька металева кулька лежить від довгого краю стола

на відстані а від короткого краю — на відстані (рис. 1). Цими двома відстанями цілком визначається положення кульки на столі. Ці відстані називаються координатами точки . Положення всякої іншої точки визначається іншими координатами.

П

Рис. 1

оложення предмета на поверхні Землі так само визначається двома координатами. Одна координата — широта місця — відстань, виміряна на північ або південь від екватора, друга координата — довгота — відстань, виміряна від певного, але довільно взятого, меридіана. Цими двома координатами ми визначаємо положення тіла на земній поверхні. Якщо взяти для визначення ще третю координату, вимірювану вгору або вниз від рівня моря, то цими трьома координатами буде цілком визначене положення тіла поблизу земної кулі. Положення тіла цілком визначене, якщо дані відстані від системи ліній або площин — системи відліку, відносно якої визначається положення тіла. Рух може бути визначений тільки відносно до тієї системи, відносно якої ми визначаємо положення тіла.

Справді, наведемо такий приклад:

У вантажному вагоні є в певному положенні відносно стін вагона пачка книжок. Якщо розглядати положення цих книжок відносно стін вагона, ми повинні сказати, що пачка є у спокої, бо її положення відносно стін вагона не змінюється з часом.

Якщо розглядати положення пачки, взявши за систему відліку положення відносно колії залізниці й станції, ми повинні сказати, що пачка рухається, і рух відбувається з такою самою швидкістю, з якою їде потяг, припустимо, у напрямі на північ. Якщо взяти за систему відліку не станцію й лінію, а стіни вагона другого потяга, що йде на південь із швидкістю , то швидкість книжок відносно цього вагона буде , у напрямі на північ; якщо другий потяг також іде на північ, то швидкість пачки дорівнюватиме на південь. Якщо і другий потяг іде з швидкістю на північ, то швидкість книжок відносно цього потяга буде дорівнювати нулю, тобто пачка в рухомому потязі є у відносному спокої щодо системи відліку, яка рухається в тому самому напрямі і з тією самою швидкістю.

С

Рис. 2

ам характер руху змінюється залежно від системи відліку. Велосипедист, спостерігаючи рух носків своїх черевиків з сідла велосипеда, бачить, що носки описують колові траєкторії відносно осі. Нерухомий спостерігач бачить, що носки черевиків велосипедиста пробігають хвилястий шлях — циклоїду (рис. 2). При всіх наших міркуваннях про рух пачки, ми, розглядаючи її рух відносно системи відліку, не звертали уваги на рух самої системи відліку, тобто ми немов би вважали її за нерухому. Розглядаючи рухи, що відбуваються навколо нас, ми свідомо вважаємо Землю і нерухомо з'єднані з нею предмети за нерухомі. Певні нерухомі лінії й площини на Землі становлять систему відліку, відносно якої ми розглядаємо зміну положення рухомого тіла.

Дослід показує, що всяке фізичне явище відбувається однаково, як у системі, що є в спокої, так і в системах, які рухаються рівномірно й прямолінійно.

Принцип відносності Галілея: ніякими фізичними дослідами, що проводяться відносно обраної системи відліку неможливо встановити, чи знаходиться система відліку в стані спокою, чи рухається рівномірно і прямолінійно.

Запитання.

1. Що називається механічним рухом?

2. Як визначається положення тіла в просторі ?

3. Що треба знати, щоб визначити положення електричної лампи, яка висить в кімнаті ?

4. Що називається системою відліку?

5. Чи залежить рух тіла від стану системи відліку?

6. Чим пояснюється добовий рух зір?