Φυλλάδια

ΘΕΩΡΙΑ

1. Τι είναι η Φυσική;
Φυσική είναι η επιστήμη που μελετά τα φυσικά φαινόμενα.

2. Τι είναι τα φυσικά φαινόμενα;
Φυσικά φαινόμενα ονομάζονται οι μεταβολές που συμβαίνουν στη φύση, όπως το χιόνι που λιώνει, τα λουλούδια που ανθίζουν, τα αυτοκίνητα που κινούνται.

3. Τι ονομάζεται μέγεθος;
Μέγεθος είναι κάθε ποσότητα που μπορεί να μετρηθεί.

4. Ποια ονομάζονται φυσικά μεγέθη;
Φυσικά μεγέθη ονομάζονται τα μεγέθη που εισάγουμε και είναι απαραίτητα για την περιγραφή των φυσικών φαινομένων. Τέτοια μεγέθη
είναι το μήκος, το εμβαδόν, ο όγκος, ο χρόνος, η ταχύτητα, η μάζα, η πυκνότητα.

5. Τι ονομάζεται μέτρηση και πώς γίνεται;
Μέτρηση ονομάζεται η διαδικασία σύγκρισης ομοειδών μεγεθών. Για να μετρήσουμε ένα φυσικό μέγεθος, το συγκρίνουμε με άλλο ομοειδές. Αυτό το ομοειδές μέγεθος ονομάζεται μονάδα μέτρησης. Για παράδειγμα, για να μετρήσουμε το μήκος ενός σώματος, το συγκρίνουμε με ορισμένο μήκος το οποίο θεωρούμε ως μονάδα μέτρησης.

6. Ποια είναι τα θεμελιώδη μεγέθη;
Θεμελιώδη είναι τα φυσικά μεγέθη που προκύπτουν άμεσα από τη διαίσθησή μας και δεν ορίζονται με τη βοήθεια άλλων μεγεθών. Τέτοια φυσικά μεγέθη είναι το μήκος, ο χρόνος και η μάζα. Οι μονάδες μέτρησης των θεμελιωδών μεγεθών ορίζονται και ονομάζονται θεμελιώδεις μονάδες. Το μέτρο (m),το δευτερόλεπτο (s) και το χιλιόγραμμο (kg) είναι θεμελιώδεις μονάδες στη Μηχανική.

7. Ποια είναι τα παράγωγα μεγέθη;
Παράγωγα μεγέθη ονομάζονται αυτά που ορίζονται με απλές μαθηματικές σχέσεις από τα θεμελιώδη. Οι μονάδες μέτρησής τους εκφράζονται με τις ίδιες μαθηματικές σχέσεις, μέσω των μονάδων των θεμελιωδών μεγεθών,και ονομάζονται παράγωγες μονάδες. Τέτοια μεγέθη είναι το εμβαδόν, ο όγκος, η πυκνότητα, η ταχύτητα κτλ.

8. Τι είναι το Διεθνές Σύστημα Μονάδων (Système International);Ποιες είναι οι μονάδες μέτρησης του μήκους, της μάζας, του χρόνου, της επιφάνειας, του όγκου;
Διεθνές σύστημα μονάδων είναι το σύστημα που αποτελείται από τις θεμελιώδεις και
τις παράγωγες μονάδες και χρησιμοποιείται απ’ όλες τις χώρες .

·    Η μονάδα μέτρησης του μήκους στο S.I είναι το ένα μέτρο (1m).

·   Η μονάδα μέτρησης της μάζας στο S.I είναι το ένα χιλιόγραμμο (1kg) ή πιο απλά το ένα κιλό.

·   Η μονάδα μέτρησης του χρόνου στο S.I είναι το ένα δευτερόλεπτο (1s).

·   Η μονάδα μέτρησης της επιφάνειας στο διεθνές σύστημα είναι το τετραγωνικό μέτρο 1m2.

·    Η μονάδα μέτρησης του όγκου στο διεθνές σύστημα είναι το κυβικό μέτρο 1m3.

9.Τι είναι η πυκνότητα ενός υλικού και ποιες είναι οι μονάδες μέτρησης της;

Η πυκνότητα ενός υλικού εκφράζει τη μάζα του υλικού που περιέχεται στη μονάδα του όγκου

Η πυκνότητα έχει χαρακτηριστική τιμή για κάθε υλικό

Οι συνήθεις μονάδες της πυκνότητας  στο S.I. είναι το Κg/m^3

10.Μετατροπές μονάδων ‘’Σκάλες’’

11. Ποια ονομάζονται μονόμετρα μεγέθη;
Τα φυσικά μεγέθη διακρίνονται σε μονόμετρα και διανυσματικά.Μονόμετρα ονομάζονται τα μεγέθη που καθορίζονται αν γνωρίζουμε μόν
νο το μέτρο τους, δηλαδή την αριθμητική τιμή τους και τη μονάδα μέτρησής τους. Τέτοια μεγέθη είναι ο όγκος, η πυκνότητα και η θερμοκρασία.

12. Ποια ονομάζονται διανυσματικά μεγέθη;
Διανυσματικά ονομάζονται τα μεγέθη που καθορίζονται αν γνωρίζουμε το μετρο τους και την κατεύθυνσή τους (διεύθυνση και φορά) και παριστάνονται με ένα διάνυσμα. Τέτοια μεγέθη είναι η δύναμη, η θέση, η μετατόπιση, η ταχύτητα.Ένα διανυσματικό μέγεθος παριστάνεται με ένα βέλος. Για παράδειγμα, η θέση συμβολίζεται με  και παριστάνεται με βέλος.

Παράδειγμα διανύσματος

Πάνω σε μια ευθεία (ε) επιλέγουμε τυχαία δύο
σημεία Α και Β. Το προσανατολισμένο ευθύγραμ-
μο τμήμα ΑΒ με αρχή το σημείο Α και τέλος το
σημείο Β ονομάζεται διάνυσμα και γράφεται .

Τα χαρακτηριστικά ενός διανύσματος
• Σημείο εφαρμογής: είναι η αρχή του διανύσματος (σημείο Α).
• Κατεύθυνση. Δηλαδή:

Η διεύθυνσή του: είναι η ευθεία (ε) πάνω στην οποία βρίσκεται το διάνυσμα και κάθε άλλη ευθεία παράλληλη προς την (ε).
Η φορά του: από το σημείο Α προς το σημείο Β.

13. Πώς βρίσκουμε τη μεταβολή του φυσικού μεγέθους;
Τη μεταβολή ενός φυσικού μεγέθους τη βρίσκουμε αν αφαιρέσου-
με την αρχική του τιμή Φαρχ από την τελική του τιμή Φτελ. Ισχύει, δηλαδή: ΔΦ = Φτελ - Φαρχ
(Το γράμμα Δ όταν μπαίνει μπροστά από ένα φυσικό μέγεθος σημαίνει μεταβολή, π.χ. η μεταβολή της θέσης ενός κινούμενου σώματος συμβολίζεται με Δχ.)

14.Τι εκφράζει ο ρυθμός μεταβολής φυσικού μεγέθους ΔΦ/Δt;
Εκφράζει πόσο γρήγορα μεταβάλλεται το φυσικό μέγεθος

 
15. Τι γνωρίζετε για την έννοια της κίνησης;
Η κίνηση αποτελεί μια χαρακτηριστική ιδιότητα της ύλης. Υπάρχει τόσο στον μακρόκοσμο όσο και στον μικρόκοσμο. Τα πάντα γύρω μας βρίσκονται σε κίνηση. Η κίνηση όμως είναι έννοια σχετική και υπάρχει πάντοτε ως προς κάποιο σημείο αναφοράς.

16. Τι είναι το σημείο αναφοράς;
Σημείο αναφοράς ονομάζεται το σημείο που επιλέγουμε και ως προς το οποίο γίνονται οι μετρήσεις για τη μελέτη μιας κίνησης. Ως σημείο αναφοράς επιλέγουμε ένα αντικείμενο (ή κάποιο σημείο) το οποίο θεωρούμε ακίνητο.

17. Τι ονομάζουμε υλικό σημείο ή σημειακό αντικείμενο;
Υλικό σημείο ή σημειακό αντικείμενο ονομάζουμε την αναπαράσταση ενός αντικειμένου με ένα γεωμετρικό σημείο (δηλαδή θεωρούμε ασήμαντες τις διαστάσεις του αντικειμένου).

18. Πότε λέμε ότι κινείται ένα υλικό σημείο;
Ένα υλικό σημείο κινείται όταν αλλάζει η θέση του με την πάροδο του χρόνου ως προς ένα σημείο αναφοράς.

19. Τι ονομάζουμε τροχιά ενός κινητού;
Τροχιά ονομάζεται η νοητή, συνεχής γραμμή που θα προκύψει αν ενώσουμε τις διαδοχικές θέσεις από τις οποίες περνά το κινητό κατά τη διάρκεια της κίνησής του.

20. Πώς προσδιορίζουμε τη θέση ενός υλικού σημείου που κινείται
ευθύγραμμα;
Η θέση ενός υλικού σημείου που κινείται ευθύγραμμα πάνω σε έναν άξονα προσδιορίζεται από έναν αριθμό x που έχει:
α) απόλυτη τιμή την απόσταση του σημείου από την αρχή Ο του άξονα,
β) πρόσημο θετικό ή αρνητικό, ανάλογα με το αν το σημείο βρίσκεται στον θετικό ή στον αρνητικό ημιάξονα αντίστοιχα (δηλαδή δεξιά ή αριστερά του Ο).
Παράδειγμα
• Η θέση του σημείου M στο παρακάτω σχήμα είναι: XM = +3 m, γιατί το Μ είναι στον θετικό ημιάξονα και απέχει 3 m από το Ο.
• Η θέση του σημείου Κ είναι: XK = -2 m, γιατί το σημείο Κ είναι στον αρνητικό ημιάξονα και απέχει 2 m από το Ο.

• Η θέση συμβολίζεται με  και όπως υποδεικνύει και το βέλος στο σύμβολο x, είναι μέγεθος διανυσματικό. Κατά συνέπεια δεν αρκεί να γνωρίζουμε μόνο την τιμή ου αντιστοιχεί στη θέση του σώματος αλλά πρέπει να σχεδιάσουμε και ένα βέλος (διάνυσμα) για τη θέση. Το βέλος αυτό ονομάζεται διάνυσμα θέσης και έχει πάντοτε αρχή το σημείο αναφοράς και τέλος το σημείο που βρίσκεται το υλικό σημείο. 

21. Τι ονομάζεται μετατόπιση και τι διάστημα (μήκος διαδρομής)
ενός κινητού σε μια κίνηση;

α)Η μετατόπιση ενός σώματος γενικά, εκφράζει το πόσο και προς τα πού άλλαξε η θέση ενός σώματος. Η μετατόπιση αφού μας λέει και προς τα που (κατεύθυνση) άλλαξε η θέση του σώματος είναι μέγεθος διανυσματικό και πρέπει να σχεδιάζουμε και για αυτήν βελάκι στα σχήματα μας. Η μετατόπιση συμβολίζεται με

 και υπολογίζουμε την τιμή της από τη σχέση:

μετατόπιση= τελική θέση σώματος – αρχική θέση σώματος

Προσοχή: Τα x2 και x1 στην παραπάνω σχέση τα βάζουμε με τα πρόσημα τους.

Το μέτρο της μετατόπισης είναι ένα βελάκι που πάντα ξεκινά από την αρχική θέση του σώματος και καταλήγει στην τελική θέση του σώματος.

Για παράδειγμα ας θεωρήσουμε το σώμα της προηγούμενης παραγράφου, το οποίο αν και αρχικώς βρίσκεται στη θέση  τελικά μεταβαίνει στη θέση  τότε η μετατόπιση θα δίνεται από τη σχέση:

Τα διανύσματα της αρχικής, της τελικής θέσης, καθώς και της μετατόπισης, φαίνονται στο παρακάτω σχήμα:

Θετική μετατόπιση σημαίνει ότι το σώμα μετατοπίζεται προς τα θετικά (δεξιά) στον άξονα.

Αρνητική μετατόπιση σημαίνει ότι το σώμα μετατοπίζεται προς τα αρνητικά (αριστερά) του άξονα.

β) Διάστημα (μήκος της διαδρομής) είναι το μονόμετρο μέγεθος που μας δίνει το μήκος της συνολικής διαδρομής που διέτρεξε το κινητό.
Συμβολίζεται με το γράμμα S και έχει μονάδα μέτρησης το 1 m.

Παράδειγμα: Αν το σωμάτιο που αρχικά βρίσκεται στο Α κινηθεί μέχρι το Β και αλλάζοντας φορά κίνησης τελικά φτάσει στο Γ, τότε η μετατόπισή του είναι: Δx = XΓ - ΧΑ= (-1) m – (+3) m = -4 m και είναι το διάνυσμα ΑΓ,ενώ το διάστημα που διάνυσε είναι Soλ = (AB) + (ΒΓ) = 3 m + 7 m = 10 m.

22. Ποιες είναι οι διαφορές διαστήματος (μήκους της διαδρομής) και
μετατόπισης;

ΔΙΑΣΤΗΜΑ (μήκος της διαδρομής)

Μονόμετρο μέγεθος.

Το διάστημα έχει πάντα θετική τιμή.

Εξαρτάται από τη διαδρομή που ακολουθεί το σώμα.

ΜΕΤΑΤΟΠΙΣΗ

Διανυσματικό μέγεθος.

Η μετατόπιση μπορεί να έχει τιμή θετική ή αρνητική ή μηδέν.

Εξαρτάται μόνο από την αρχική και την τελική του θέση.

 Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΗΣ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ
23. Με ποια μεγέθη συνδέεται η ταχύτητα και πώς συμβολίζεται;
Η ταχύτητα συνδέεται με το μήκος της διαδρομής και τον χρόνο. Εκφράζει τον ρυθμό μεταβολής της θέσης του σώματος και συμβολίζεται με .

Η ταχύτητα είναι διανυσματικό μέγεθος, διότι, εκτός από το πόσο γρήγορα αλλάζει θέση ένα σώμα (μέτρο της ταχύτητας), πρέπει να γνωρίζουμε και προς τα πού κινείται (διεύθυνση και φορά).
• Στο S.I. μονάδα μέτρησης της ταχύτητας είναι το 1 m/s.

• ΜΕΣΗ ΤΑΧΥΤΗΤΑ
ορίζεται ως το πηλίκο του μήκους της διαδρομής που διανύει ένα κινητό σε ορισμένο χρονικό διάστημα ως προς το χρονικό διάστημα αυτό.

όπου Sολ είναι το συνολικό μήκος της διαδρομής που έκανε το σώμα ή αλλιώς όπως λέγεται, το «διάστημα» που έκανε το σώμα και είναι το χρονικό διάστημα κατά το οποίο κινήθηκε το σώμα.

Η μέση αριθμητική ταχύτητα είναι μέγεθος μονόμετρο και είναι πάντα θετικός αριθμός.

Η ΣΤΙΓΜΙΑΙΑ ΤΑΧΥΤΗΤΑ υστ
Η ταχύτητα του κινητού σε κάθε σημείο της τροχιάς του (της πορείας του)
λέγεται στιγμιαία ταχύτητα.
Στιγμιαία ταχύτητα είναι η ένδειξη του «κοντέρ» ενός αυτοκινήτου ή μιας
μοτοσικλέτας σε κάθε χρονική στιγμή μιας διαδρομής. Μονάδα μέτρησης της
στιγμιαίας ταχύτητας στο S.I. είναι το 1 m/s.