Сдаём ОГЭ по физике. Краткое изложение курса физики 7-9 классов.

Сдаём ОГЭ по физике.

Краткое изложение курса физики общеобразовательной неполной средней школы.

Часть1

О предмете физики в нескольких словах.

Слово физика, которым называется наука и школьный предмет, знакомящий нас с этой наукой, пришло к нам из языка древних эллинов. Словом «физюс» они называли природу. Физика ‒ наука о природе. Почему светит солнце, почему текут реки, почему они текут так, а не иначе, почему дует ветер, почему идет дождь, почему Луна появляется регулярно на небе, почему сменяются времена года, почему горит огонь? Почему летит стрела, и тем дальше, чем сильнее натянута тетива? И ещё множество других вопросов, на которые должна была ответить наука о природе ‒ физика.

Разобраться во всём этом очень непросто. С чего начать? Как действовать? За 2500 лет люди придумали подходы и приемы решения этой сложной проблемы. Мы не будем следовать извилистым и тернистым путем, которым шла наука. Мы воспользуемся её результатами.

1. Природа являет собой единое целое. Всё, что мы наблюдаем, всё происходящее в окружающем нас немыслимо огромном мире взаимосвязано между собой. Окружающий нас мир един. По словам выдающегося физика Эрвина Шредингера, "цель науки ‒ познать природу в ее единстве". Познать ‒ это значит суметь описать окружающий мир так, чтобы всякий желающий, ознакомившись с текстом, мог уяснить, как и почему происходит то, что он видит вокруг. То есть, физика ‒ это специальный язык.

Но, с другой стороны, это особый род деятельности, которая даёт материал для гипотез (предположений) относительно мироустройства, и их последующей проверки. Если гипотеза подтверждается в ходе проверки, то она становится теорией, если же нет, то отбрасывается. Такая деятельность физиков называется научными наблюдениями и физическими экспериментами, то есть опытами. Есть ещё одна очень важная область деятельности физиков ‒ это создание приборов и устройств для проведения опытов. А специальный язык, которым физики описывают реальность, ‒ это язык физических понятий.

Физические понятия ‒ это строго определенные термины, не допускающие их вольную трактовку. И если поэт может себе позволить так описать наблюдаемое: "Ах, волна моя, волна, ты игрива и вольна", то физик может сказать лишь, что механическая волна, о которой пишет поэт ‒ это процесс распространения колебаний в среде. Кроме того, физик ещё может написать математическое уравнение, позволяющее вычислить для некоторых случаев положение любой частицы, участвующей в этом процессе, в любой момент времени. А это может иметь важное практическое значение.

Итак, необходимо освоить язык физических понятий. Но начать надо со слов "реальность" и "объективно". Реальность ‒ это всё, что существует в действительности во всём нашем огромном Мире, который мы называем Вселенной: от мельчайшей пылинки в воздухе до огромных звёздных скоплений в бесконечно удаленных просторах космоса.

Объективно ‒ это значит независимо от нашего, или чьего-либо, сознания. Мир, все окружающие нас предметы существуют объективно, независимо от того, видим ли мы их, знаем ли мы о них, думаем ли мы о них.

Подумайте об этих определениях. Природа, в широком смысле, − это вся Вселенная и есть объективная реальность.

А дальше рассуждаем следующим образом. Если природу рассматривать как единое целое, то описывать её следует одним понятием. Такое понятие в науке есть. Природа во всей Вселенной ‒ это материя. Материя ‒ объективная реальность, данная нам в ощущениях, независимая от сознания и познаваемая на практике.

Другими словами, материя ‒ это всё что составляет нашу Вселенную. И сразу два основных свойства материи.

Материя находится в непрерывном бесконечном движении и взаимодействии её частей. Движение и взаимодействие ‒ вот основные, неотъемлемые свойства материи. Многообразные проявления материи ‒ объекты которые мы видим ‒ находятся в постоянном движении. Слово движение здесь понимается в смысле изменения состояния объекта. Стакан с чаем неподвижно стоит на столе и остывает ‒ это тепловое движение. Вы опускаете в стакан кусочек сахара. Сахар "исчезает", а чай становится сладким. Это результат химического движения.

Все материальные объекты соединены в единое целое благодаря взаимодействию. Связь между любыми элементами материи осуществляется благодаря взаимодействию. Взаимодействие и взаимосвязь можно рассматривать как синонимы. Природа представляет собой единое целое благодаря взаимодействию, присущему материи. Кроме того, взаимодействие является причиной изменения состояния взаимодействующих объектов. Если есть связь между какими-либо элементами природы, значит есть взаимодействие, и, как следствие, изменение состояния этих объектов, то есть движение.

Материя существует в двух видах: вещества и поля. Вещество может быть в жидком, твердом и газообразном состоянии, а также в состоянии плазмы. Материальные объекты из вещества называются физическими телами.

А какие же материальные объекты не из вещества?

Вы заходите в темную комнату и тут включается яркий свет. Свет бьет вам в глаза. Свет действует на вас. Луч света движется от источника к вашему глазу. Свет движется и действует. Значит свет ‒ материя. Но это не вещество. Свет не осязаем, не имеет границ, целиком заполняет пространство. Такую форму материи называют физическим полем.

Наше описание материального мира (объективной реальности) мы начали с определения материи и её основных свойств ‒ движения и взаимодействия.

Таким образом мы приступили к формированию научной картины мира. Научная картина мира ‒ это описание Природы, то есть движущейся Материи ‒ материального Мира. Описание с помощью всех разработанных на сегодняшний день физических теорий. Физические теории устанавливают причины явлений, природу взаимодействий, их взаимосвязь в форме физических законов, справедливых во всей Вселенной.

Методы физики, или с чего начинается описание природы.

Прежде всего оно начинается с каких-то основополагающих, фундаментальных положений, которые принимается без доказательств, но опираются на всю предшествующую общественно-историческую практику человечества.

Так, мы приняли без доказательства утверждение, что природа представляет собой единое целое с невероятно сложной и запутанной системой связей, объединяющей воедино все окружающие нас и бесконечно удаленные от нас материальные объекты.

Но как изучить целое, не разделив его на отдельные части, отдельные объекты. Расчленяя целое, мы разрываем связи, то есть исключаем взаимодействия, изолируем объект. Тем самым мы нарушаем его естественное состояние. Для нас же важны не только сами объекты, но и их взаимосвязи. Важно знать как они взаимодействуют. Ведь именно взаимодействие объектов изменяет их состояние. Поэтому поступим следующим образом. Будем изучать состояние, и изменения состояния объектов, характеризуя их физическими понятиями. Затем будем изучать взаимодействие объектов и вводить их характеристики. А после попробуем устанавливать причинно-следственные связи между характеристиками взаимодействия и характеристиками состояния изучаемых объектов, то есть физические законы.

Логическая операция расчленения целого на части для его последующего изучения называется анализ. Обратная операция объединения частей в целое называется синтез.

Мы начали выстраивать научную картину мира с анализа понятия материя. Мы разделили материю на два вида вещество и поле. Были ли у нас для этого какие-то серьёзные основания, кроме привычки узнавать неизвестное на ощупь, а не только осматривая его. Нет! Таких причин не было. Поэтому деление на вещество и поле условное. В современной физике очень интенсивно разрабатывается квантовая теория поля, в которой, по сути дела, снимается это условное разделение материи на вещество и поле. Но это вершина современной физики, которая опирается на сложнейший математический аппарат. Мы же делаем только первые шаги и, в какой-то степени, повторяем исторический путь физической науки. Поэтому не будем забегать вперёд, но не будем и медлить.

Чтобы не утомлять читателя, и не занимать его время, сразу наметим путь (что по-древнегречески значит "метод"), каким будем двигаться при изучении школьного предмета "физика".

Начнём с изучения физических тел (ф.т.), их основных свойств и отличий. Напомним, что ф.т. состоят из вещества. Вещество состоит из отдельных частиц – молекул – разделённых промежутками и находящихся в непрерывном хаотическом (его ещё называют тепловым) движении и взаимодействии. В разных состояниях это взаимодействие проявляется в разной степени: от очень сильного в твёрдом состоянии, и крайне слабом в газообразном. Интенсивность хаотического движения зависит от степени нагрева тела. Подтверждает это явление диффузии, броуновское движение, тепловое расширение тел.

Всё многообразие явлений природы разделим по виду движения, или по характеру взаимодействия, и будем их изучать в разных разделах физики.

Затем будем рассматривать все свойства (или способности) тел, то есть их качества, которые характеризуют состояние, его изменение (движение), и взаимодействие тел.

Каждому свойству ставим в соответствие физическую величину (ф.в.).

Физическая величина – количественная характеристик какого-либо свойства тела или системы тел (совокупности взаимосвязанных тел).

Чтобы количественно оценивать свойства, необходимо для каждого свойства задать соответствующий эталон, который принимается за единицу измерения этого свойства.

Сравнение с эталоном даст нам количественную оценку соответствующего свойства.

Начнём с механического движения и взаимодействия тел. Соответствующий раздел называется "Механика".

Будем рассматривать все свойства (или способности) тел, то есть, их качества, которые характеризуют механическое состояние, механическое движение и взаимодействие.

Каждому свойству ставим в соответствие физическую величину, её обозначение, указываем единицы измерения, и связь с другими физическими величинами. Представим такое описание в виде таблицы.

В дополнение к таблице следует сказать, что в ней некоторые величины векторные. Они характеризуются не только численным значением (модулем вектора), но также направлением вектора и точкой его приложения.

Такая таблица поможет систематизировать ваши знания физики в разделе «Механика».