§ 22. Взаємодія. Сила. Графічне зображення сили

 Поміркуйте

Чому одні тіла перебувають у спокої, а інші рухаються зі змінною швидкістю?
Чому під час удару по м’ячу нога футболіста «відчуває» удар м’яча по ній?

 Пригадайте

Взаємодія тіл

Щодня ми постійно стикаємося з дією тіл одне на одне. Коли ви стрибаєте із човна, то відштовхуєтесь від нього, тобто дієте на човен. Човен також «штовхає» вас, і ви можете стрибнути на берег. А сам човен рухається в протилежному напрямку — від берега.

Якщо перше тіло діє на друге, то друге обов’язково діє на перше, тобто тіла взаємодіють між собою.


Дія одних тіл на інші приводить до того, що тіла починають рухатися зі стану спокою або змінюють швидкість руху.

Розгляньмо приклад взаємодії тіл.

Гравець у більярд штовхає кулю. Дія кийка змушує кулю, по якій б’є гравець, почати рухатися.

Перша куля, зіштовхнувшись із другою, змінює напрямок руху та швидкість, а друга куля також починає рухатися.

Дія одних тіл на інші дозволяє пояснити і стан спокою.
Розгляньмо книжки на столі. Вони лежать нерухомо.
Але якщо прибрати стіл, вони впадуть на підлогу. Наш досвід свідчить, що падатимуть вони через дію на них Землі: усі тіла падають, якщо не мають опори. Ця дія Землі спрямована вертикально вниз.
У нашому випадку падати книгам не дає дія стола: вона спрямована вертикально вгору. Книги також діють на стіл і на Землю: стіл вони трохи прогинають, а Землю притягують до себе.
Те, що тіла прогинають поверхню, на якій перебувають, легко помітити, коли діти, приміром, стають на батут у дитячому розважальному центрі. Поверхня батута помітно прогинається — деформується, тобто змінює свою форму.


Отже, ми можемо зробити висновок: унаслідок взаємодії тіл може змінюватися їхня швидкість, а також тіла можуть деформуватися.

Саме слабка взаємодія взуття перехожих із льодом під час ожеледиці спричиняє знайомі нам незручності: не дозволяє зрушити з місця або припинити рух, піднятися на пагорб тощо.

Завдання 1 (інформаційно-пошукове)

Використовуючи слово «слизький», знайдіть якомога більше приказок і прислів’їв, де йдеться про слабку взаємодію між тілами.

Сила

У фізиці для характеристики тіл або явищ використовують фізичні величини. Для характеристики явища дії одного тіла на інше також використовують фізичну величину — силу. Прийнято говорити — одне тіло діє на інше з певною силою і навпаки.
Одиницею сили було обрано ньютон (Н) на честь видатного англійського науковця Ісаака Ньютона.

Перегляньте відео та дізнайтеся, завдяки чому тіла рухаються.

Завдання 2

Розгляньте малюнки. Поміркуйте, які взаємодії зображено. Якими можуть бути наслідки цих взаємодій: деформація тіл чи зміна швидкості?

Графічне зображення сили

Сили на рисунках зображають стрілками різної довжини.
Розгляньмо приклад.
Дві різних за розмірами суцільні сталеві кульки на мотузках підвішені до стелі.
Зобразимо стрілками сили, з якими мотузки діють на стелю.

По-перше, природно ці сили спрямовані вертикально вниз.

По-друге, мотузка, на якій висить більша куля, із нашого досвіду, діє на стелю сильніше, тож стрілка має бути довшою.

По-третє, обидві сили прикладені до тих точок на стелі, де закріплені верхні кінці мотузок. Тому стрілки мають починатися в цих точках.

Якщо врахувати ці три умови, то на рисунку будуть відображені сили.


Отже, кожну силу ми будемо характеризувати трьома властивостями:
• напрямком;
• числовим значенням;
• точкою прикладання.

Завдання 3

Дізнайтеся більше


Під час взаємодії двох різних тіл, наприклад, у разі стикання двох кульок, сили, що діють на тіла, будуть однакові за значенням, але протилежні за напрямком.
У разі взаємодії тіл із різною масою швидкість більш важкого тіла змінюється менше, ніж у легшого тіла. Тому під час стикання тенісного м’яча з ракеткою, яку тримає рука тенісиста, м’яч помітніше змінює свою швидкість, ніж ракетка.

Підсумуємо

Завдання 4

Завдання 5

 Ключова ідея


Якщо перше тіло діє на друге, то друге тіло обов’язково діє на перше — тіла взаємодіють. Унаслідок взаємодії тіл вони змінюють швидкість та деформуються.
Дія одного тіла на інше характеризується силою. Сили на рисунках зображують стрілками. Кожна сила має властивості: напрямок, числове значення, точку прикладання.

 Запитання для повторення й засвоєння
  1. Що таке взаємодія тіл? Наведіть приклади.
  2. Що таке деформація тіл? Наведіть приклади.
  3. Назвіть наслідки взаємодії тіл.
  4. Що характеризує сила?
  5. Як зображають сили на рисунках?
  6. Назвіть властивості будь-якої сили.