Что такое физическое тело? Определение и примеры

Искусственно созданные вещества

В древности человек для изготовления необходимых предметов искал пригодные вещества в природе (рис. 2.2): для наконечника стрелы — твердый камешек, для теплой одежды — эластичные меховые шкуры и т. п.

Искусственно созданные вещества появились позднее. Сегодня подавляющее большинство веществ, с которыми мы имеем дело каждый день, искусственного происхождения. Все они созданы человеком с конкретной целью — для изготовления физического тела того или иного назначения. В качестве примера искусственно созданных веществ прежде всего следует назвать пластики. Каждый вид пластика создан для обеспечения наилучших свойств того или иного физического тела.

Так, пластик для такого физического тела, как бамп

Так, пластик для такого физического тела, как бампер автомобиля, прежде всего должен быть прочным. Пластик, предназначенный для судков, в которых сохраняют продукты в холодильнике, не должен выделять ядовитые вещества. Пластик, применяемый для изготовления очков и линз, должен быть прозрачным (рис. 2.3). Множество других примеров вы, вероятно, можете назвать и сами.

Масса тела

Все окружающие нас физические тела — будь то каменный топор или устройство, для изготовления которого были использованы высокие технологии,— имеют некоторые общие свойства. Одним из таких свойств является способность тел притягиваться к другим телам благодаря гравитационному взаимодействию. Мерой этого свойства тел служит физическая величина, которая называется массой тел. Физики говорят, что масса тел — это мера гравитации. Масса обозначается символом т.

Понятие массы — одно из самых сложных в физике. По мере изучения этой науки вы будете все более подробно знакомиться с этой

 Заказать решение задач по физике

Видео

Текучесть тел

При всех значительных отличиях твердых и жидких физических тел между собой в свойствах их много общего. Часть из них, именуемых мягкими, занимают промежуточное агрегатное состояние между первыми и вторыми с присущими и тем, и другим физическими свойствами. Такое качество, как текучесть, можно обнаружить в твердом теле (пример — лед или сапожный вар). Присуще оно и металлам, в том числе достаточно твердым. Под давлением большинство из них способно течь подобно жидкости. Соединив и нагрев два твердых куска металла, возможно спаять их в единое целое. Причём процесс спаивания протекает при температуре гораздо более низкой, чем точка плавления каждого из них.

Данный процесс возможен при условии полного соприкосновения обеих частей. Именно таким способом получают различные металлические сплавы. Соответствующее свойство именуют диффузией.

Принципиальная разница в свойствах

Твёрдые, жидкие и газообразные тела обладают значительными отличиями. С точки зрения физики, они вызваны разным строением веществ, из которых эти объекты состоят, и разной степенью притяжения их молекул. Так, твёрдые вещества бывают:

  • Кристаллическими — расположение молекул или атомов (ионов) в них строго упорядочено.
  • Аморфными — не имеют определённого порядка расположения.
  • Высокомолекулярными, в которых положение атомов в молекулах определено, но сами молекулы располагаются в веществе хаотично.

Частицы в твёрдом веществе и, соответственно, твёрдом физическом объекте, сильно притягиваются друг к другу и находятся в постоянном движении. В жидкости притяжение слабее, но все же его достаточно для того, чтобы такие вещества сохраняли свою структуру, но не хватает для удержания формы жидких веществ, поэтому под действием силы тяжести жидкости принимают форму сосуда.

Связь между структурными частицами в газах ещё более слабая. Молекулы (атомы) в них расположены на расстоянии, значительно превышающем собственный размер частиц. Поэтому газы можно сильно сжать, но формы они не имеют, заполняя весь предоставленный объём.

Свойства веществ определяют характеристики состоящих или изготовленных из них объектов.

Простые и составные

Применяется ещё одна классификация, в зависимости от того, имеются ли в телах составные части. Так, составным называют такое из них, которое имеет неоднородное строение и представляет собой комбинацию (соединение) нескольких простых, считающихся однородными. Такая классификация была принята для проведения упрощённых расчётов при работе с физическими телами, в которых не учитываются изменения внутреннего состояния реальных объектов, а также разрушения вследствие приложенной извне силы.

Например, человека, при изучении его путём теоретических исследований в качестве физического объекта, корректно рассматривать, как совокупность простых форм — цилиндров, шаров (если пренебречь тем, что любое человеческое тело имеет полости).

Абсолютно твёрдое тело, материальная точка и другие абстракции

В некоторых разделах физики тела рассматриваются не в совокупности присущих им свойств, а как некие абстракции, которым присваиваются идеальные характеристики. Так в механике все тела представлены как материальные точки, без учёта их массы и других физических свойств. Эта дисциплина изучает движение материальных точек без учёта их реальных размеров и массы, поскольку для решения ряда задач эти величины не важны. Если вы рассчитываете среднюю скорость поезда на определённом интервале пути, вам совершенно не нужно знать, сколько в поезде вагонов.

Нередко физики для выполнения каких-либо расчётов используют понятие абсолютно твёрдого тела. Оно никогда не подвергается деформации, его центр массы не смещается, что позволяет без лишнего усложнения моделировать ряд процессов. Для решения термодинамических задач удобно бывает использовать абсолютно чёрное тело – абстрактный предмет, поглощающий все излучения, падающие на его поверхность.

При этом само тело может излучать электромагнитные волны, если того требует поставленная задача. В случаях, когда форма физического тела не имеет значения, подразумевается, что оно имеет форму шара.

Моно- и поликристаллы

У монокристаллов внутренняя структура однородная и повторяется во всем объеме. Поликристаллы выглядят как множество хаотично сросшихся друг с другом небольших кристаллитов. Составляющие их частицы располагаются на строго определённом расстоянии друг от друга и в нужном порядке. Под кристаллической решеткой понимается совокупность узлов, то есть точек, служащих центрами молекул либо атомов. Металлы с кристаллической структурой служат материалом для каркасов мостов, зданий и других прочных конструкций. Именно потому свойства кристаллических тел тщательно изучаются в практических целях.

На реальные характеристики прочности оказывают негативное воздействие дефекты кристаллической решетки, как поверхностные, так и внутренние. Подобным свойствам твёрдых тел посвящен отдельный раздел физики, именуемый механикой твердого тела.

Теги

Adblock
detector