Физика для гуманитариев. Учебник-рассказ за 7 класс

Пока я уверенно двигалась по назначенной траектории, окружающие меня вечнозеленые сосны пробудили во мне детские воспоминания о живописной дороге в деревню, пролегающей сквозь леса и холмы. С непреодолимым любопытством я наблюдала за деревьями, которые все быстрее и быстрее убегали вдаль. «Как это возможно? Стоит ли вообще доверять своим глазам?» Эти вопросы не давали мне покоя.

Действительно, как мы понимаем, движется ли объект или находится на месте? Внезапно проснувшись в вагоне с опущенными занавесками, мы не всегда можем определить, стоит ли поезд или пробирается сквозь ночную мглу. И лишь мерное постукивание колес выдает себя.

Когда вы находитесь в метро, относительно людей в вагоне ваше тело неподвижно, для ожидающих на платформе вы движетесь со скоростью поезда, а в космических масштабах вы летите со скоростью 230 километров в секунду, вращаясь вокруг центра Галактики. Верно и обратное: относительно вашего неподвижного тела как стоящие на платформе люди, так и Галактика совершают движение.

Поглощенная своими размышлениями, я сбилась с маршрута. Теперь мне понадобилась помощь навигатора, который бестактно сообщил мне, что я опаздываю.

С чего бы? Откуда он вообще знает? Карта хранит данные не только о длинах маршрутов, но и информацию о средней скорости ходьбы или езды. Несмотря на неравномерность нашего движения (по пути мы где-то идем быстрей, где-то вынуждены притормозить на светофоре или постоять в пробке), навигатор достаточно точно рассчитывает время в пути именно благодаря тому, что усредненная скорость учитывает все особенности нашего маршрута. И благодаря увеличению количества информации, с каждым годом предсказание времени в пути становится все лучше2.

Врожденный дух противоречия не позволил мне пойти на поводу у навигатора – едва переведя дыхание, я все же пришла в класс вовремя.

Итоги главы 2:

Механическое движение – изменение положения одного объекта*

относительно других. Тело может двигаться относительно одних тел,

но стоять по отношению к другим.

*объекты в физике принято называть физическими телами.

Траектория – линия, по которой движется тело.

Путь – длина траектории.

Перемещение – кратчайшее расстояние между точками начала и конца движения.

Неравномерное движение – движение с изменяющейся скоростью, т.е. за равные промежутки времени тело проходит разные пути.

Равномерное движение – движение с одной и той же скоростью на всем участке пути, т.е. за равные промежутки времени тело проходит равные пути.

Скорость – быстрота движения; путь, деленный на время.

Средняя скорость – скорость неравномерного движения, учитывающая остановки и изменения быстроты в течение пути.

Мгновенная скорость – скорость в данный момент времени.

Глава 3. Инерция и масса

Влетев в класс, я не смогла сманеврировать и из-за инерции врезалась в учителя, который от неожиданности по инерции вскрикнул. К счастью, на этом цепная реакция завершилась.

Вы можете со мной не согласиться, но подобная игра слов показалась мне весьма забавной, раскрывающей суть термина. Как бы я ни хотела затормозить, сделать это мгновенно не получилось – мое тело, как и преподаватель, не успело «сообразить» и отреагировало «по привычке».

Инерция – способность объектов сохранять свою скорость, то есть состояние покоя или движения.

После утреннего фиаско мне нужен был реванш. Я решила бросить вызов инерции, удерживая равновесие на поворотах автобуса и при его торможении. По плану мне предстояло встретить стихию с распростертыми объятиями, пренебрегая помощью поручня – наклоны тела в противоположную сторону должны были нейтрализовать влияние инерции… к счастью, в момент падения под боком оказался прекрасный амортизатор в виде недовольного кондуктора.

Жутко несправедливая вещь эта инерция. Мне вспомнилась детская досада во время катания на ледяных горках – взрослые уезжали невероятно далеко, а я останавливалась, едва оказавшись на пологой части. Чем тяжелее объект, тем сильнее он желает сохранить свою скорость. Едва ли кому-то удавалось столкнуть отца с горы без его помощи, но, когда он набирал скорость, его невозможно было остановить.

Впрочем, во всем есть свои преимущества. В противном случае, покидая пристанище угрюмого кондуктора, я бы оттолкнула автобус ногой, как это происходит с легкой лодкой, причалившей к берегу.

Итак, тяжесть предмета, то есть его масса, определяет его способность сохранять скорость. Но что определяет саму массу?