Фізичне тіло - малюнок

Фізичне тіло — поняття, особливості будови, властивості



Фізичні тіла – це предмет вивчення науки фізики. Це поняття широко використовується в такому її розділі, як механіка. До фізичних тіл відносяться матеріальні об’єкти, що мають певну форму, масу, об’єм і чітко окреслені межі.

Крім цього, у них є й інші важливі характеристики, такі як:

  • густина;
  • твердість/пружність;
  • прозорість/непрозорість і т. д.

Вони, своєю чергою, визначаються властивостями (матеріалів), з яких складаються (виготовлені) фізичні об’єкти.

Що таке фізичне тіло - приклад

Види тіл у фізиці

Залежно від того, з чого складаються фізичні тіла, розрізняють кілька їх видів. Так, вони бувають:

  • тверді;
  • рідкі;
  • газоподібні.

У першому випадку в їх складі є тверді речовини, і вони мають певну форму. Можна навести наступні приклади твердих фізичних тіл:

  • піщинка;
  • валун;
  • автомобіль;
  • стіл.

У навколишньому світі їх безліч – як природні, так і рукотворні. Останні називаються предметами.

Другий вид фізичних тіл – рідкі об’єкти, наприклад, вода в склянці. Їх характерна риса полягає в тому, що вони не мають власної форми і приймають обриси предмета, всередині якого знаходяться. Так, рідина в склянці матиме одну форму, в акваріумі або бензобаку — іншу.

Третій вид фізичних тіл – газоподібні. Для них характерно те, що при відсутності обмежень вони вільно поширюються в навколишньому середовищі. Їх обриси (форма), як і в другому випадку, визначаються межами зовнішнього твердого об’єкта (ємності). На відміну від рідких, відповідно до властивостей газів, вони заповнюють весь доступний об’єм.

Що таке речовина - приклади

Принципова різниця у властивостях фізичних тіл

Тверді, рідкі і газоподібні тіла мають значні відмінності. З точки зору фізики, вони викликані різною будовою речовин, з яких ці об’єкти складаються, і різним ступенем тяжіння їх молекул. Так, тверді речовини бувають:

  • Кристалічними – розташування молекул або атомів (іонів) в них строго впорядковано.
  • Аморфними – не мають певного порядку розташування.
  • Високомолекулярними, в яких положення атомів в молекулах визначено, але самі молекули розташовуються в речовині хаотично.

Частинки у твердій речовині і, відповідно, твердому фізичному об’єкті, сильно притягуються один до одного і знаходяться в постійному русі. У рідині тяжіння слабкіше, але все ж його досить для того, щоб такі речовини зберігали свою структуру, але цього не вистачає для утримання форми рідких речовин, тому під дією сили тяжіння рідини приймають форму судини.

Зв’язок між структурними частинками в газах ще слабший. Молекули (атоми) в них розташовані на відстані, що значно перевищує власний розмір частинок. Тому гази можна сильно стиснути, але форми вони не мають, заповнюючи собою весь наданий об’єм.

Властивості речовин визначають характеристики об’єктів, що складаються або виготовлені з них.

Базові фізичні терміни

Текучість як властивість фізичних тіл

Попри значні відмінності, у твердих і рідких тіл є і подібні властивості. Існують так звані м’які об’єкти, що займають проміжне положення і володіють властивостями і одних, і інших.

Наприклад, характерну для рідин текучість можуть демонструвати і тверді об’єкти або речовини, такі як:

  • шевський вар;
  • лід;
  • навіть деякі метали.

Останні демонструють властивості рідин при впливі високого тиску.

Так, якщо з’єднати два металевих шматків в необхідній послідовності, можна під високим тиском отримати міцне з’єднання — вони як би спаюються в єдине ціле.

Цікаво, що нагрівати їх до температури плавлення для цього не потрібно. Таким методом на основі дифузії (взаємного проникнення частинок) отримують деякі металеві сплави.

Приклад фізичного тіла

Прості і складові речовини

Застосовується ще одна класифікація, в залежності від того, чи є в тілах складові частини. Так, складовим називають такі з них, які мають неоднорідну будову і являють собою комбінацію (з’єднання) декількох простих тіл, що вважаються однорідними.

Така класифікація була прийнята для проведення спрощених розрахунків при роботі з фізичними тілами, в яких не враховуються зміни внутрішнього стану реальних об’єктів, а також руйнування внаслідок прикладеної ззовні сили.

Наприклад, людину, при вивченні її шляхом теоретичних досліджень як фізичного об’єкта, коректно розглядати як сукупність простих форм — циліндрів, куль (якщо знехтувати тим, що будь-яке людське тіло має порожнини).

Агрегатні стани речовини - схема

Тіла і речовини

З визначення фізичного тіла випливає, що позначатися цим терміном можуть абсолютно всі предмети навколо, створені як людиною, так і природою. Кристалики солі, предмети меблів та оргтехніка, повітря в повітряній кулі, вода в склянці — всі вони мають ознаки фізичних тіл: певний об’єм і масу, розміри і т. д.

Всі фізичні об’єкти складаються з різних речовин. Щоб розібратися, що у фізиці розуміють під терміном «фізичне тіло», необхідно розрізняти ці поняття.

Слово “речовина” — назва якісного прояву матерії. У фізиці його розглядають як форму матерії, яка не має заряду і володіє масою спокою.

З точки зору хімії, речовина – це вид матерії, що складається з молекул, іонів або атомів, що володіє певними хімічними властивостями, а значить, і вступає в ті чи інші хімічні реакції. Вивчати речовини в рамках відповідних завдань може як фізика, так і хімія.

Речовина утворює фізичний об’єкт, займаючи певний вільний простір. Так, золото – це речовина, а золоте кільце — тіло. Інший приклад: вода є речовиною, а її крапля або вода в ємності — тіло.

Фізичні тіла - приклад

Прийняті в науці наближення

У сучасній фізиці в певних випадках розглядають якісь абстрактні тіла з ідеальними характеристиками. Це? перш за все? стосується механіки. У цьому розділі розглядається рух ідеальних фізичних точок, які не мають маси та інших фізичних властивостей. Для поставлених завдань ці величини не мають значення, тому ними можна знехтувати.

При розрахунках також нерідко використовується абстрактне поняття абсолютно твердого тіла. Відрізнятися від звичайних воно буде відсутністю зміщення центру маси і несхильністю будь-яких деформацій.

Абсолютно чорне тіло – ще одна абстракція, яка використовується в термодинаміці. Під нею розуміють об’єкт, який здатний поглинути абсолютно будь-яке електромагнітне випромінювання, яке досягло його поверхні.

Варто відзначити, що воно саме може випускати випромінювання, якщо такі умови завдання, а візуально може бути не тільки чорним. Те, яким буде спектр його випромінювання, пов’язано тільки з температурою абсолютно чорного об’єкта.

Ще одне наближення: будь-який розглянутий у фізичній задачі предмет за замовчуванням вважається кулястим, якщо його форма не має значення.

Фізичне тіло і речовина - порівняння

Природні явища і тіла

Виникнення фізичної науки пов’язане саме з необхідністю дослідження поведінки фізичних об’єктів і їх взаємодії між собою, а також з природними явищами. Так, створення рукотворних предметів особливої конструкції здатне затримати рух природної стихії під час шторму, захистити від ураганів.

Катастрофічні наслідки землетрусів для людей долаються шляхом проєктування і зведення будівель особливої форми, що володіють певними властивостями.

Інший приклад: створення автомобіля особливої конструкції, що дозволяє зменшити його пошкодження при контакті з іншими твердими об’єктами під час автокатастрофи. Все це стало можливим завдяки вивченню закономірностей взаємодії фізичних об’єктів (тіл) між собою, з природними та іншими явищами.

Пройти цей складний шлях фізика змогла за багато століть і найзначніші відкриття, безсумнівно, ще попереду.

Leave a Reply

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *