§2 Некоторые физические термины

Определения и обозначения

Физическое тело — любой предмет, который рассматривают в физике. Это может быть мяч, стакан, автомобиль или планета. Понятие нужно, чтобы обозначить отдельный объект и изучать его форму, размеры, движение и взаимодействие с другими объектами.

Вещество — то, из чего состоят физические тела. Примеры веществ: железо, стекло, древесина, вода и воздух. Такой термин помогает назвать не сам предмет, а материал, его состав и свойства.

Материя — всё существующее независимо от человеческого сознания. К материи относят вещества и поля, например электрическое или магнитное поле. Это самое общее понятие из трёх: оно объединяет разные формы объективно существующего мира.

Как это устроено

Чтобы отличить тело от вещества, нужно спросить: речь идёт о предмете или о материале? Железный гвоздь — физическое тело, а железо — вещество, из которого он сделан. Такая проверка нужна потому, что один и тот же материал можно использовать для изготовления разных предметов.

Одно вещество может входить в состав разных тел, потому что форма предмета не определяет сам материал. Из железа делают гвозди, инструменты и детали машин, хотя эти тела отличаются размером и назначением. Значит, название вещества отвечает на вопрос «из чего сделано?», а название тела — «что это за предмет?».

Одно физическое тело нередко состоит из нескольких веществ, поскольку для его изготовления используют разные материалы. Школьная парта может включать древесину, металл, пластмассу и клей. Поэтому, называя тело, не следует автоматически считать, что у него только одно вещество в составе.

Один предмет можно описывать по-разному в зависимости от того, что именно изучают. Для механики важны его форма, размеры и движение, для изучения вещества — состав и свойства материала, а при разговоре о взаимодействиях может быть важным поле вокруг тела. Один и тот же объект сохраняет название тела, но вопрос исследования меняет нужное описание.

Тела и вещества относятся к материи, потому что существуют независимо от того, думает о них человек или нет. Поля тоже относят к материи, хотя они не выглядят как обычные предметы. Например, электрическое поле нельзя взять в руку, но оно существует и может действовать на электрические заряды.

Физическое тело, вещество и материя

Пользуйтесь таблицей как проверкой: сначала определите, назван предмет или материал. Если говорится обо всём объективно существующем, используется понятие материи.

Для ответа можно задать два вопроса: «Что это?» и «Из чего оно сделано?». Первый помогает найти физическое тело, второй — вещество.

Разбор задач

Железный гвоздь, стеклянный стакан и деревянный карандаш

Условие. Нужно назвать физические тела и вещества, из которых они сделаны. Требуется не перепутать предмет с материалом.

1. Определяем отдельные предметы: гвоздь, стакан и карандаш являются физическими телами.
2. Для каждого предмета называем основной материал: гвоздь сделан из железа, стакан — из стекла, карандаш — главным образом из древесины.
3. Проверяем ответ вопросами: «Что можно взять как отдельный предмет?» и «Из чего этот предмет изготовлен?».

Ответ: физические тела — железный гвоздь, стеклянный стакан и деревянный карандаш; вещества — железо, стекло и древесина.

Состав школьной парты

Условие. Нужно указать вещества, которые могут входить в состав одной школьной парты. Следует рассматривать парту как целое физическое тело, а её материалы — как вещества.

1. Выделяем части парты: столешницу, ножки, крепления и защитные элементы.
2. Связываем части с материалами: столешница может быть из древесины или пластика, ножки — из металла, накладки — из пластмассы.
3. Учитываем соединение деталей: в составе могут быть также клей, краска или лак.

Ответ: парта может состоять из древесины, металла, пластмассы, клея, краски или лака. Точный набор зависит от конструкции конкретной парты.

Вода в стакане и лёд из той же воды

Условие. Нужно назвать вещество и физические тела в двух случаях: когда вода находится в стакане и когда из неё получен лёд. Важно отделить материал от формы и состояния предмета.

1. В обоих случаях определяем вещество: и вода в стакане, и лёд состоят из одного вещества — воды.
2. Называем тела: стакан с водой можно рассматривать как физическое тело, а кусок льда — как другое физическое тело.
3. Сравниваем форму и состояние: жидкая вода и лёд выглядят по-разному, но это не превращает их в разные вещества.

Ответ: вещество в обоих случаях — вода; физические тела — стакан с водой и кусок льда. Различаются форма и состояние вещества, а не его название.

Типичные ошибки

Вещество называют физическим телом. Так происходит, когда не различают предмет и материал, например называют железо гвоздём. Проверьте себя вопросом: можно ли назвать объект отдельным предметом или это только то, из чего предмет сделан?

Считают, что тело состоит только из одного вещества. Ошибка возникает из-за примеров простых предметов, изготовленных почти из одного материала. Чтобы проверить ответ, рассмотрите детали тела и подумайте, нет ли в нём металла, пластмассы, покрытия или клея.

Используют слова «тело» и «вещество» как взаимозаменяемые. Эти понятия связаны, но обозначают разные стороны объекта: предмет и его материал. Если можно поставить вопрос «из чего?», ответом будет вещество, а не тело.

Материей считают только видимые предметы. Поля не похожи на обычные вещи, поэтому их иногда ошибочно исключают. Проверьте рассуждение: если объект существует независимо от сознания и способен действовать, он относится к материи, даже если его нельзя потрогать.

Связь с другими темами

До изучения этих терминов полезно уметь называть окружающие предметы и материалы, из которых они изготовлены. Такое различение помогает описывать наблюдения точнее.

Понятия тела и вещества понадобятся при изучении строения вещества и физических свойств материалов. Тогда будет проще понимать, свойства какого объекта или материала сравниваются.

Понятие материи подготавливает к знакомству с физическими полями и другими формами материи. Оно показывает, что физика изучает не только видимые предметы.

Что запомнить

• Физическое тело — предмет, рассматриваемый в физике.
• Вещество — то, из чего состоят физические тела.
• Одно тело может состоять из нескольких веществ.
• Одно и то же вещество может входить в состав разных тел.
• Материя существует независимо от человеческого сознания.
• К материи относятся вещества и поля.