Фізика 7 клас: Теоретичний довідник

Основні поняття, закони та формули з курсу фізики для 7 класу: механічний рух, взаємодія тіл, тиск, робота та енергія.

Вступ. Будова речовини

Що вивчає фізика? Фізичні тіла та явища

Фізика – це наука про природу, яка вивчає найзагальніші властивості та закони руху матерії та енергії.

Фізичне тіло – це будь-який предмет, що нас оточує. Речовина – це те, з чого складаються фізичні тіла. Явище – це будь-які зміни, що відбуваються в природі.

Будова речовини. Атоми та молекули

Основні положення молекулярно-кінетичної теорії (МКТ):

Усі речовини складаються з найдрібніших частинок – атомів та молекул.
Ці частинки перебувають у безперервному хаотичному русі (броунівський рух).
Частинки взаємодіють одна з одною (притягуються та відштовхуються).

Дифузія – це процес взаємного проникнення молекул однієї речовини між молекулами іншої. Це є доказом руху молекул.

Механічний рух

Що таке механічний рух?

Механічний рух – це зміна з часом положення тіла в просторі відносно інших тіл. Тіло, відносно якого розглядається рух, називається тілом відліку.

Траєкторія, шлях та переміщення

Траєкторія – це уявна лінія, яку описує тіло під час свого руху.

Шлях ($l$) – це довжина траєкторії, яку подолало тіло. Це скалярна величина (має тільки числове значення).

Переміщення ($\vec{s}$) – це напрямлений відрізок, що з'єднує початкове та кінцеве положення тіла. Це векторна величина (має числове значення і напрямок).

Швидкість рівномірного руху

Рівномірний рух – це рух, під час якого тіло за будь-які рівні проміжки часу долає однаковий шлях.

Швидкість ($v$) – це фізична величина, що характеризує швидкість руху і дорівнює відношенню шляху, який подолало тіло, до часу, протягом якого цей шлях було подолано.

Формула: $v = \frac{l}{t}$. Одиниця вимірювання в СІ – метр за секунду (м/с).

Взаємодія тіл. Сили

Взаємодія тіл. Інерція

Взаємодія – це дія тіл одне на одне, внаслідок якої обидва тіла змінюють свою швидкість.

Інерція – це явище збереження тілом стану спокою або рівномірного прямолінійного руху за умови, що на нього не діють інші тіла або дія інших тіл скомпенсована.

Маса та густина речовини

Маса ($m$) – це фізична величина, яка є мірою інертності тіла. Чим більша маса тіла, тим важче змінити його швидкість. Одиниця вимірювання в СІ – кілограм (кг).

Густина ($\rho$) – це фізична величина, яка дорівнює відношенню маси тіла до його об'єму.

Формула: $\rho = \frac{m}{V}$. Одиниця вимірювання в СІ – кілограм на метр кубічний (кг/м³).

Сила. Графічне зображення сил

Сила ($\vec{F}$) – це векторна фізична величина, яка є мірою дії одного тіла на інше (мірою взаємодії). Сила характеризується числовим значенням (модулем), напрямком і точкою прикладання. Одиниця вимірювання в СІ – Ньютон (Н).

Сила тяжіння. Вага тіла

Сила тяжіння ($F_{тяж}$) – це сила, з якою Земля притягує до себе тіла, що перебувають на її поверхні або поблизу неї. Вона завжди напрямлена вертикально вниз.

Формула: $F_{тяж} = m \cdot g$, де $g \approx 9,8$ Н/кг – прискорення вільного падіння.

Вага тіла ($P$) – це сила, з якою тіло внаслідок притягання до Землі діє на опору або підвіс. Вага прикладена до опори або підвісу.

Сила пружності. Закон Гука

Деформація – це зміна форми або розмірів тіла. Сила пружності ($F_{пруж}$) – це сила, що виникає під час деформації тіла і напрямлена протилежно напрямку зміщення частинок тіла.

Закон Гука: У разі малих пружних деформацій сила пружності прямо пропорційна видовженню тіла.

Формула: $F_{пруж} = k \cdot x$, де $k$ – жорсткість пружини, $x$ – видовження.

Сила тертя

Сила тертя ($F_{тер}$) – це сила, що виникає під час руху або спроби руху одного тіла по поверхні іншого і напрямлена протилежно руху. Розрізняють тертя спокою, ковзання та кочення.

Додавання сил. Рівнодійна сила

Рівнодійна сила ($\vec{R}$) – це сила, яка чинить на тіло таку саму дію, як кілька сил, що діють одночасно.

Якщо сили напрямлені в один бік, їхні модулі додаються: $R = F_1 + F_2$.
Якщо сили напрямлені в протилежні боки, їхні модулі віднімаються: $R = |F_1 - F_2|$.

Тиск твердих тіл, рідин і газів

Тиск твердих тіл

Тиск ($p$) – це фізична величина, яка дорівнює відношенню сили, що діє перпендикулярно до поверхні, до площі цієї поверхні.

Формула: $p = \frac{F}{S}$. Одиниця вимірювання в СІ – Паскаль (Па).

Тиск рідин і газів. Закон Паскаля

Рідини і гази створюють тиск на дно та стінки посудини. Закон Паскаля: тиск, що діє на рідину або газ, передається без змін у кожну точку об'єму рідини або газу.

Гідростатичний тиск (тиск стовпа рідини) залежить від густини рідини та висоти стовпа.

Формула: $p = \rho \cdot g \cdot h$.

Сполучені посудини

Сполучені посудини – це посудини, з'єднані між собою в нижній частині. В однорідній рідині вільні поверхні встановлюються на одному рівні.

Атмосферний тиск

Атмосферний тиск – це тиск, який створює атмосфера Землі на всі тіла, що в ній перебувають. Нормальний атмосферний тиск дорівнює 760 мм рт. ст. (міліметрів ртутного стовпа) або приблизно 101 325 Па.

Виштовхувальна сила. Закон Архімеда

Закон Архімеда: на тіло, занурене в рідину або газ, діє виштовхувальна сила (сила Архімеда), яка дорівнює вазі рідини або газу в об'ємі зануреної частини тіла.

Формула: $F_A = \rho_{рідини} \cdot g \cdot V_{тіла}$.

Умови плавання тіл

Якщо сила тяжіння більша за силу Архімеда ($F_{тяж} > F_A$), тіло тоне.
Якщо сила тяжіння дорівнює силі Архімеда ($F_{тяж} = F_A$), тіло плаває всередині рідини.
Якщо сила тяжіння менша за силу Архімеда ($F_{тяж} < F_A$), тіло спливає на поверхню.

Робота, потужність, енергія

Механічна робота

Механічна робота ($A$) виконується тоді, коли на тіло діє сила і тіло рухається. Робота дорівнює добутку сили на шлях, пройдений тілом у напрямку дії цієї сили.

Формула: $A = F \cdot l$. Одиниця вимірювання в СІ – Джоуль (Дж).

Потужність

Потужність ($N$) – це фізична величина, яка характеризує швидкість виконання роботи і дорівнює відношенню виконаної роботи до часу, за який її виконано.

Формула: $N = \frac{A}{t}$. Одиниця вимірювання в СІ – Ват (Вт).

Механічна енергія

Енергія ($E$) – це фізична величина, яка характеризує здатність тіла виконувати роботу.

Кінетична енергія ($E_k$) – енергія руху. Залежить від маси та швидкості тіла: $E_k = \frac{m \cdot v^2}{2}$.
Потенціальна енергія ($E_p$) – енергія взаємодії. Для піднятого тіла: $E_p = m \cdot g \cdot h$.

Закон збереження механічної енергії: у замкненій системі повна механічна енергія залишається сталою.