Простiр i час. Послiдовнiсть, тривалiсть i перiодичнiсть подiй. Одиницi часу. Вимiри простору.

Усі тіла існують та рухаються у просторі. Кожне тіло займає частину простору, в якій не може бути інше тіло.

 

Час протікає в одному напрямку - від минулого до майбутнього. Час вимірюється за допомогою періодичних процессів, створеними людиною приборами. 

 

  

 

Цікаво знати

Психологи з Абердинського університету (Шотландія) експериментально довели, що люди, подумки переміщуючись в часі, роблять мимовільні рухи вперед - в уявне майбутнє - або назад.

Здатність мислення подорожувати в часі різко відрізняє людину від тварин. При цьому у кожного з нас майбутнє, звичайно ж, асоціюється з рухом вперед, а минуле - з відступом. Тепер же дослідники вирішили з'ясувати, наскільки міцний цей зв'язок.

 

В експерименті взяли участь 11 дівчат і 9 хлопців у віці 18-24 років. На лівій нозі учасників закріплювався датчик переміщень, після чого їм зав'язували очі і підводили до майданчика для вимірювань. Від добровольців було потрібно лише стати зручніше і постаратися згадати, що відбувалося з ними близько чотирьох років тому і як вони жили в той час. Процедура зняття показників датчика тривала лише 15 секунд. У другій серії дослідів учасників просили уявити майбутнє, типовий день із свого життя.

Після обробки результатів з'ясувалося, що уявні подорожі цілком успішно перетворюються у фізичний рух: люди нахилялися вперед, мріючи про майбутнє, і назад, згадуючи минуле.

 

Відеотека

Переглянути матеріали за темою у відеоформаті.

 

 

  

 

Простір – основне поняття фізики, за допомогою якого описується взаємне розташування об`єктів.
Час – фізична величина за допомогою якої описується тривалість і послідовність подій.
Тривалість подій – це проміжок часу, протягом якого ця подія відбувається.
Періодичним називають процес, який послідовно повторюється через рівні проміжки часу.

 

ПРОСТІР ТА ФІЗИЧНІ ОБ'ЄКТИ В НЬОМУ
 

Усі об’єкти, системи існують у просторі, що характеризує їх будову і протяжність, порядок розташування одних відносно інших. Можна сказати, що простір – одна із форм існування матеріальних об’єктів. 

 

Створимо "шкалу" розмірів обєктів. На цій шкалі інтервал від 0,000 001 м до 1 000 000 м займають розміри обєктів макросвіту.

 

За основну одиницю довжини в цій шкалі прийнято 1 м. У наш час одиницю довжини 1 м визначають через швидкість поширення світла у вакуумі. 

 

Із малюнка видно, що бактерії, клітини живих організмів містяться на межі макро- і мікросвіту. Нижче від них розміщені молекули, атоми, атомні ядра, елементарні частинки. 

 

Лінійні розміри молекул на шкалі знаходяться  між поділками "10-7" і "10-8". За розмірами атоми такі, що  на довжині 1м уміщається їх близько 10 000 000 000. Діаметр ядра атома в 10 000 - 1 000 000 разів менший від розмірів атома. Ядра на шкалі лінінйних розмірів розташовані між поділками "10-14" і "10-15".

 

Око людини здатне розрізнити обєкти, якщо їх розміри не менше ніж 0,1мм. За допомогою мікроскопів можна бачити обєкти, розміри яких близько 0,000 000 01м.

 

 

У мегасвіті розглядаються обєкти і відстані, більші від 1 мегаметра (1 000 000м): діаметр Землі, діаметр Сонця, відстань від Землі до Сонця, зір, галактик тощо. 

 

У наш час, наприклад, відстань від Землі до Місяця вимірюється радіолокаційним методом, тобто завдяки визначенню часу поширення радіоімпульсу від Землі до обєкту й назад.

 

Відстань від Місяця до Землі світло долає приблизно за 1,3с, а від Сонця - за 8,3 хвилини.

 

ВИМІРЮВАННЯ РОЗМІРІВ ТІЛ.

Виміряти лінійні розміри обєкта означає встановити, скільки разів метр, або його кратна чи частинна одиниця вкладається на лінійному розмірі (довжині, ширині, висоті обєкта). 

 Мірою поверхні тіла є площа, позначається S. Одиницею площі є 2 (один квадратний метр). 2 - це площа квадрата із стороною 1 м. Існують інші одиниці площі, такі як 1 гектар (га)=10 000м2, 1км=1 000 000м2, 1см, 1мм.

 

Мірою частини простору, яке займає тіло, є його обєм, позначається символом VОдиницею обєму є 3 (один кубічний метр). 1м- це обєм куба зі стороною м. Існують інші одиниці обєму: 1 літр=1дм3=0,001м3, 1мл=1см3 та ін.   

 
ПОСЛІДОВНІСТЬ, ТРИВАЛІСТЬ І ПЕРІОДИЧНІСТЬ ПОДІЙ
 

Багато явищ у природі відбуваються незалежно одне від одного, хоча можуть співпадати в часі, або слідувати одне за одним. Є явища, які відбуваються в певній послідовності - коли одне з них є причиною іншого.


Наприклад, блискавка є причиною потужного звуку – грому, тому його можна почути лише після сліпучого спалаху блискавки.

Явище-причина завжди відбувається раніше явища-наслідку.

 

Окремі явища в природі періодично повторюються. Земля обертається навколо своєї осі, тому чергуються день і ніч. Унаслідок обертання Землі навколо Сонця відбувається зміна пір року.


Кожні одинадцять років на Сонці спостерігаються грандіозні спалахи. Це рік активного Сонця. Ці спалахи впливають на життя на Землі. Повторюються також затемнення Місяця і Сонця.


Учені, вивчивши рухи планет, навчилися точно передбачати початок цих затемнень.
Зміна дня і ночі є наслідком обертання Землі навколо осі.

  

Наведемо приклад: коли на уроках фізкультури ви здаєте крос, то завжди фіксується  момент часу й перебування кожного учня в просторі. Якщо цього не робити , то  не можливо визначити переможця. Переможець приходить до фінішу раніше, ніж усі інші учасники. Тобто йдеться  про послідовність подій, коли одна з них відбувається раніше, ніж інша. 

Отже, для того щоб визначити тривалість однієї події та послідовність усіх подій, ми вимірюємо проміжок часу.

 
ЧАС ТА ЙОГО ВИМІРЮВАННЯ
 

Усі події відбуваються у часі, тобто розпочинаються у певний час і тривають також упродовж певного часу. Час визначає тривалість існування систем і змін, що в них відбуваються. 

  

Усі міри часу - секунда, хвилина, година, доба, тиждень, місяць, рік - є системою часових мір, де кожна міра складається з одиниць попередньої і є основною для одиниць наступної.

 

1хв. = 60с; 1год. = 60хв; 1год. = 3600с;

1 доба = 24год.; 1рік = 365 діб;

1 доба =86400с;

1 рік = 31536000с

 

Для вимірювання проміжків часу можна використовувати будь-який процес, що періодично повторюється (рух Сонця по небосхилу, зміну видимої форми Місяця, зміну пір року, розливи рік).

 

Тривалість доби, місяця, року людина визначала за періодичними рухами небесних тіл. А тривалість секунди, хвилини, години - за допомогою різноманітних годинників. Сьогодні існують різноманітні прилади для вимірювання часу, і в кожному з цих приладів (годиннику, метрономі тощо) теж відбуваються періодичні процеси. 

Періодом називається проміжок часу, протягом якого відбувається процесс, що повторюється. 

 

Основна одиниця часу в СІ - секунда. 1 секунда сумірна з часовим проміжком. через який повторюється биття сердця людини.  

До 1964 року міжнародну одиницю часу визначали за добовим обертанням Землі. Але тривалість доби змінюється залежно від положення Землі на орбіті під час її руху навколо Сонця. Починаючи з 1964 року, міжнародний стандарт часу визначається за допомогою атомних годинників, у яких використовується атомний елемент Цезій. 

 

Побудуємо "шкалу" часу. На даній шкалі початковою точкою є 1 с (аналогічно як на шкалі лінійних розмірів - 1 м).

 

Часто час зображують в образі стрілки, що летить. Час має напрям від минулого до майбутнього через сучасне. Час односпрямований. Ми розрізняємо раніше і зараз, майбутнє і минуле.

 

Час існування різних обєктів Всесвіту:

 

вік Всесвіту - 2*1018 с (≈17 млрд років);

 

вік Землі - 1,5*1017 с;

 

час, що минув від зародження життя - 7,5*1016 с;

 

час існування земноводних - 7,5*1015 с;

 

час існування ссавців - 5*1015 с;

 

час існування людства - 1*1014 с;

 

один рік - 3*107 с.

 

Людське життя уявляється надто малим на тлі історії Всесвіту. Але людина вимірює час протікання процесів у всесвіті з тривалістю у мільйони років, виявляє навіть ті явища, які сумірні із часом, потрібним світлу для перетину атомного ядра.  

 

Вивчаючи послідовність подій у світі, ми досліджуємо історію всесвіту, Землі, свого найближчого оточення і передбачаємо події у майбутньому. 

 

Час тече лише в одному напрямку, і нам ніколи не вдасться повернутися у вчорашній день. Кожне явище відбувається в часі. Воно починається в певний момент часу і колись закінчується.