- Чому Місяць рухається навколо Землі, а не відлітає в космічний простір? Яке тіло називається зарядженим? Як взаємо-діють один з одним заряджені тіла? Чи часто ми стикаємося з електромагнітним взаємодією? Це тільки частина питань, з якими нам належить розібратися в цьому параграфі. Приступимо!
1. Переконуємося, що тіла взаємодіють
У повсякденному житті ми постійно зустрічаємося з різними ви-дами впливів одних тіл на інші. Щоб відкрити двері, потрібно «по-діяти» на неї рукою, від впливу ноги м'яч летить у ворота, навіть сідаючи на стілець, ви дієте на нього (рис. 1.35, с. 38).
У той же час, відкриваючи двері, ми відчуваємо її вплив на нашу руку, дія м'яча на ногу особливо відчутно, якщо ви граєте в футбол босоніж, а дія стільця не дозволяє нам впасти на підлогу. Тобто дія завжди є взаємодією: якщо одне тіло діє на інше, те й інше тіло діє на перше.
Мал. 1.35. Приклади взаємодії тел
Можна наочно переконатися в тому, що чинному законо-твие не буває одностороннім. Проведено не-складний експеримент. стоячи на ковзанах, злегка штовхніть свого товариша. В результаті почне рухатися не тільки ваш товариш, але і ви самі.
Ці приклади підтверджують висновок учених про те, що в природі ми завжди маємо справу з вза-імодействіем, а не з одностороннім дією.
Розглянемо більш докладно деякі види взаємодій.
2. Згадуємо про гравітаційній взаємодії
Чому будь-який предмет, будь то олівець, випущений з руки, лист дерева або крапля дощу, падає, рухається вниз (рис. 1.36)? Поче-му стріла, випущена з лука, не летить прямо, а в кінці кінців падає на землю? Чому Місяць рухається навколо Землі? Причина всіх цих яв-лений полягає в тому, що Земля притягує до себе інші тіла, а ці тіла також притягаючи-ють до себе Землю. Наприклад, тяжіння Місяця викликає на Землі припливи (рис. 1.37). Наша планета і всі інші планети Сонячної систе-ми притягаються до Сонця і один до одного.
Мал. 1.36. Краплі дощу падають вниз під дією тяжіння Землі
У 1687 році видатний англійський фі-ЗІК Ісаак Ньютон (рис. 1.38) сформулювати-вал закон. згідно з яким між усіма тілами у Всесвіті існує взаємне притягання.
Мал. 1.37. Припливи є наслідком тяжіння Місяця
Таке взаємне притягання ма-матеріальних об'єктів називають гравітації-онним взаємодією. Спираючись на досліди і математичні розрахунки, Ньютон встановив, що інтенсивність гравітаційного взаємодії-дії збільшується зі збільшенням мас взаємодіючих тіл. Саме тому легко переконатися в тому, що нас з вами притому-гивает Земля, але ми абсолютно не відчуваємо тяжіння нашого сусіда по парті.
3. Знайомимося з макромагнітним взаємодією
Існують і інші види взаємодій-тей. Наприклад, якщо потерти повітряну кульку шматочком шовку, він почне притягати до себе різні легкі предмети: ворсинки, зернятка рису, листочки паперу (рис. 1.39). Про таку кульку кажуть, що він наелектризований, або заряджений.
Заряджені тіла взаємодіють між-ду собою, але характер їх взаємодії мо-же бути різним: вони або притягуються, або відштовхуються одна від одної (рис. 1.40).
Мал. 1.38. Відомий англійський учений Ісаак Ньютон (1643-1727)
Вперше серйозні дослідження цього явища були проведені англійським вченим Вільямом Гільбертом (1544-1603) в кінці XVI століття.
Мал. 1.39. Наелектризований кульку притягує до себе аркуш паперу
Мал. 1.40. Два заряджених шари-ка взаємодіють між собою: а - притягуються; б - відштовхуються
Взаємодія між зарядженими тілами Гільберт назвав електричним (від грец. Слова elektron - бурштин), так як ще древні греки помітили, що бурштин, якщо його потерти, починає притягувати до себе дрібні предмети.
Ви добре знаєте, що стрілка компаса, якщо дати їй можливість вільно обертати-ся, завжди зупиняється так, що один її кінець вказує на північ, а інший - на південь (рис. 1.41). Це пов'язано з тим, що стрілка когось пасу - магніт, наша планета Земля - теж магніт. причому величезний, а два магніти зав-жди взаємодіють один з одним. Візьміть два будь-яких магніту, і як тільки ви спробуйте-ете наблизити їх одне до одного, відразу ж по-відчуваєте тяжіння або відштовхування. Та-де-не взаємодія називається магнітним.
Фізики встановили, що закони, описуючи ющіе електричні і магнітні взаємодією-твия, єдині. Тому в науці прийнято говорити про єдиний електромагнітній взаємодії.
З електромагнітними взаємодіями ми зустрічаємося буквально на кожному кроці - адже при ходьбі ми взаємодіємо з покриттям дороги (відштовхуємося), і природа цього взаи-модействие електромагнітна. Завдяки елек-нітними взаємодій ми рухаємося, сидимо, пишемо. Бачимо, чуємо, нюхати і ося-позику ми також за допомогою електромагнітної взаємодії (рис. 1.42). Дія большінс-тва сучасних приладів і побутової техніки засновано на електромагнітній взаємодії.
Скажемо більше: існування фізичних тіл, в тому числі і нас з вами, було б неможливе можна без електромагнітної взаємодії. Ho як з усім цим пов'язано взаємодія заряджених кульок і магнітів? - запитаєте ви. He поспішаєте: вивчаючи фізику. ви обязатель-но переконайтеся, що цей зв'язок існує.
4. Стикаємося з невирішеними проблемами
Наше опис виявиться неповним, якщо ми не згадаємо ще два види взаємо-твій, які були відкриті тільки в середині минулого століття.
Мал. 1.41 Стрілка компаса завжди зорієнтована на північ
Мал. 1.42 Бачимо, чуємо, розуміємо завдяки електро- магнітного взаємодії
Вони називаються сильне і слабке взаємодії і дей-обхідних тільки в межах мікросвіту. Таким чином, існують чотири різних види взаємодій. He чи багато? Звичайно, було б набагато зручніше мати справу з єдиним універсальним видом взаємодії. Тим більше, що приклад об'єднання різних взаємодій - електричні-кого і магнітного - в єдине електромагнітне вже є.
Протягом багатьох десятиліть вчені намагаються створити теорію такого об'єднання. Деякі кроки вже зроблені. У 60-х роках XX століття вдалося створити теорію так званого електрослабкої взаємодії, в рамках якої були об'єднані електромагнітне і слабке взаємодії. Ho до повного ( «великого») об'єднання всіх видів взаємодії ще далеко. Тому у кожного з вас є шанс зробити наукове відкритому-тя світового значення!
Взаємодією в фізиці називається дію тел або часток один на одного. Ми коротко охарактеризували два види взаємодії з подружжя-рьох, відомих науці: гравітаційне і електромагнітне.
Тяжіння тіл до Землі, планет до Сонця і навпаки - це приклади прояву гравітаційної взаємодії.
Прикладом електричного взаємодії є взаємодія на-електризуватися повітряної кульки з листочками паперу. Прикладом маг-нітних взаємодії служить взаємодія стрілки компаса з Землею, яка також є магнітом, в результаті чого один кінець стрілки завжди вказує на північ, а другий - на південь.
Електричне і магнітне взаємодії - це прояви єдиного електромагнітного взаємодії.
1. Наведіть приклади взаємодії тіл.
2. Які види взаємодії-дій існують в природі?
3. Наведіть приклади гравітаційного-ного взаємодії.
4. Хто відкрив закон, згідно з яким між усіма тілами у Всесвіті існує взаємне притягання?
5. При-ведіть приклади електромагнітної взаємодії.
Напишіть короткий твір на тему «Мій досвід, який підтверджує взаємодію тіл» (це можуть бути навіть вірші!).
Значну частину свого короткого життя Лев Васильович Шубніков (1901- 1945) прожив в Харкові, де очолював лабо-торії низьких температур. Рівень точності багатьох вимірювань в лабораторії не поступався сучасному. У лабораторії в 30-х го-дах були отримані кисень, азот та інші гази в рідкому перебуваючи-ванні. Шубніков був родоначальником дослідження металів в так званому надпровідності стані, коли електричне сопростівленіе матеріалу дорівнює нулю. Найвища нагорода для вченого - це коли для назви відкритого ним явища використовують замість технічного терміна прізвище самого вченого. «Ефект Шубнікова- де Гааза»; «Фаза Шубникова»; «Метод Обреімова- Шубникова» - це лише кілька прикладів вкладу відомого українського вченого в будівництво сучасної фізики.
Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, напишіть нам.
Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - Освітній форум.