Czym jest fizyka?

R13tNUmzbLgsk1

Zdjęcie przedstawiające panoramę nocną z odległymi światłami większego miasta. Na pierwszym planie znajduje się polna droga z nieużytkami po bokach. Droga prowadzi prosto w stronę horyzontu. Na niebie ogromna liczba gwiazd z wyraźnie odznaczającą się Drogą Mleczną tworzącą ogromny łuk nad całym kadrem.

Nauki przyrodnicze zajmują się badaniem otaczającego nas świata.

Do nauk przyrodniczych zalicza się biologię, chemię, geografię i fizykę.

Zastanów się i odpowiedz na pytanie, z czym kojarzy Ci się słowo fizyka. Swoje przemyślenia przedstaw w formie mapy myśli. Narysuj mapę myśli w zeszycie lub skorzystaj z zamieszczonego poniżej kreatora, uzupełniając puste pola swoimi skojarzeniami ze słowem fizyka. Poniższą mapę możesz rozbudować o dodatkowe pola.

Fizyka, to nauka przyrodnicza zajmująca się badaniem właściwości i przemian materii oraz energii, a także oddziaływań między nimi. Tak brzmi mądra definicja, ale co z niej wynika?

Przedmiotem badań fizyki są ciała fizyczne. Terminem tym określamy wszystkie obiekty materialne należące zarówno do świata przyrody nieożywionej, jak i ożywionej, których właściwości oraz zachowania są analizowane.

Ciałami fizycznymi są m.in. samochód, mucha, sztangista, piłka tenisowa, Słońce, jabłko i ziarnko piasku. Ciała fizyczne zawsze są z czegoś zbudowane, a ten budulec nazywamy substancją.

Przykładami substancji są: woda, papier, stal, drewno, złoto. Podstawową czynnością w naukowym badaniu świata jest pomiar. Polega on na porównaniu mierzonej wielkości z wzorcem, zwanym jednostką tej wielkości.

Podsumujmy: fizyka zajmuje się badaniem ciał i zjawisk fizycznych, które opisuje za pomocą wielkości fizycznych.

RYGnLCgzmOBs6

Prezentowany jest stół, na stole tasiemka, obok linijka 50 cm z podziałką milimetrową. Wokół pięcioro uczniów, którzy będą wykonywać pomiary oraz nauczyciel – demonstrator. Nauczyciel zwraca się do uczniów, oni potakują. Pierwszy uczeń rozkłada tasiemkę na stole możliwie prosto, przykłada linijkę do początku i zapisuje wynik na kartce (duże litery możliwe potem do pokazania do kamery) Inni nie widzą co zapisuje. Podobnie drugi uczeń. Trzeci nie rozkłada tasiemki na stole tylko do trzymanej za koniec zwisającej pionowo tasiemki przykłada linijkę. Czwarty i piąty naciągając mocno tasiemkę. Nauczyciel zwraca się do uczniów. Uczniowie pokazują do kamery zapisane wyniki. Wyniki różnią się między sobą: 41,2 cm: 40,5 cm; 40,9 cm; 41 cm; 40,3 cm. Następuje dialog nauczyciela z uczniami.

Prezentowany jest stół, na stole tasiemka, obok linijka 50 cm z podziałką milimetrową. Wokół pięcioro uczniów, którzy będą wykonywać pomiary oraz nauczyciel – demonstrator. Nauczyciel zwraca się do uczniów, oni potakują. Pierwszy uczeń rozkłada tasiemkę na stole możliwie prosto, przykłada linijkę do początku i zapisuje wynik na kartce (duże litery możliwe potem do pokazania do kamery) Inni nie widzą co zapisuje. Podobnie drugi uczeń. Trzeci nie rozkłada tasiemki na stole tylko do trzymanej za koniec zwisającej pionowo tasiemki przykłada linijkę. Czwarty i piąty naciągając mocno tasiemkę. Nauczyciel zwraca się do uczniów. Uczniowie pokazują do kamery zapisane wyniki. Wyniki różnią się między sobą: 41,2 cm: 40,5 cm; 40,9 cm; 41 cm; 40,3 cm. Następuje dialog nauczyciela z uczniami.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/RYGnLCgzmOBs6

Prezentowany jest stół, na stole tasiemka, obok linijka 50 cm z podziałką milimetrową. Wokół pięcioro uczniów, którzy będą wykonywać pomiary oraz nauczyciel – demonstrator. Nauczyciel zwraca się do uczniów, oni potakują. Pierwszy uczeń rozkłada tasiemkę na stole możliwie prosto, przykłada linijkę do początku i zapisuje wynik na kartce (duże litery możliwe potem do pokazania do kamery) Inni nie widzą co zapisuje. Podobnie drugi uczeń. Trzeci nie rozkłada tasiemki na stole tylko do trzymanej za koniec zwisającej pionowo tasiemki przykłada linijkę. Czwarty i piąty naciągając mocno tasiemkę. Nauczyciel zwraca się do uczniów. Uczniowie pokazują do kamery zapisane wyniki. Wyniki różnią się między sobą: 41,2 cm: 40,5 cm; 40,9 cm; 41 cm; 40,3 cm. Następuje dialog nauczyciela z uczniami.

Bohaterowie filmu otrzymują różne wyniki pomiarów. W takiej sytuacji mówi się, że pomiar jest obarczony niepewnością. Co w tym konkretnym przypadku jest przyczyną niepewności pomiaru? Powodem uzyskania różnych wyników pomiaru szarfy była sama szarfa – nie miała ona równych brzegów, można ją było mocniej lub słabiej naciągnąć. W języku fizyki powiemy, że jedną z przyczyn niepewności pomiaru są cechy ciała fizycznego.

Substancje mają różne stany skupienia

Substancje występują w trzech stanach skupienia. Są to:

• stan stały, np. węgiel, sól, cukier, lód;

• stan ciekły, np. woda, mleko, olej, ocet, benzyna,

• stan gazowy, np. powietrze, gaz ziemny, para wodna.

W stanie stałym substancja zachowuje swój własny kształt. Trudno zmienić jej objętość, dlatego mówimy, że jest mało ściśliwa. W stanie ciekłym substancja przybiera kształt pojemnika, w którym się znajduje, ale nadal trudno zmienić jej objętość. W stanie gazowym substancja zawsze wypełnia cały pojemnik, w którym się znajduje, i jest ściśliwa. Oznacza to, że nie ma określonego kształtu i objętości.

Ta sama substancja w zależności od warunków otoczenia może występować w trzech stanach skupienia. Na przykład woda w zależności od temperatury jest ciałem stałym (lód), cieczą lub gazem (para wodna).

R1PLZ8sXJ0iBQ

Animacja obrazuje ułożenie drobin w różnych stanach skupienia.

Animacja obrazuje ułożenie drobin w różnych stanach skupienia.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R1PLZ8sXJ0iBQ

Animacja obrazuje ułożenie drobin w różnych stanach skupienia.

Co to jest rozszerzalność cieplna?

Pod wpływem zmian temperatury wiele ciał stałych, cieczy i gazów zmienia swoją objętość. Rozszerzają się przy ogrzewaniu, a kurczą przy oziębianiu. Zjawisko to, zwane rozszerzalnością cieplną (temperaturową), jest wykorzystywane w konstruowaniu różnych urządzeń:

• w termometrach cieczowych poziom cieczy podnosi się przy wzroście temperatury;

• podgrzewany gaz w balonie powietrznym unosi go do góry;

• szczeliny między szynami zapobiegają wyginaniu się szyn podczas upałów; zimą szczeliny te są szersze, gdyż metal zmniejsza swoją objętość, natomiast latem szyny przylegają do siebie

• na moście pozostawia się szczeliny, które latem chronią most przed pękaniem;

• linie wysokiego napięcia zawiesza się luźno między słupami, co zapobiega ich zerwaniu zimą, kiedy pod wpływem niskiej temperatury liny się „kurczą”.

Podsumowanie

• Fizyka to jedna z nauk przyrodniczych. Zajmuje się badaniem ciał  i zjawisk fizycznych.

• Gazy, ciecze i ciała stałe występują w trzech stanach skupienia gazowym, ciekłym i stałym.

• Rozszerzalność cieplna (temperaturowa) jest wykorzystywana w konstruowaniu różnych urządzeń jak np. termometr czy balon napełniany gazem.

Słownik

Sprawdź, jak rozumiesz!