ΦΒΓ Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΙΣΤΗΜΩΝ ΟΡΟΣΗΜΟ1

ΒΓ/Μ1
05 - 06

ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΟΡΟΣΗΜΟ

Τεύχος 1ο:

• Ιστορία των φυσικών επιστημών

ΕΚΔΟΤΙΚΕΣ ΤΟΜΕΣ ΟΡΟΣΗΜΟ

ΠΕΡΙΟΔΙΚΗ ΕΚΔΟΣΗ ΓΙΑ ΤΟ ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΚΑΙ ΤΟ ΛΥΚΕΙΟ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ
Φυσική για την B' Τάξη του Γυμνασίου

1. Ιστορία των φυσικών επιστημών σελ. 3
2. Επιστημονική μέθοδος σελ. 14
3. Γνωριμία με το εργαστήριο - μετρήσεις σελ. 20

Ιστορία των φυσικών επιστημών
Επιστημονική μέθοδος

Γνωριμία με το εργαστήριο - Μετρήσεις

Γιατί διδάσκεται η φυσική;
Ιστορία των φυσικών επιστημών

Γιατί διδάσκεται η φυσική:

Ποια οφέλη προκύπτουν από τη μελέτη της φυσικής;

Η φυσική είναι ένα από τα κορυφαία επιτεύγματα του ανθρώπινου πνεύ-
ματος. Η γνώση της μας βοηθά να γνωρίσουμε και να κατανοήσουμε:
α. Τη φύση που μας περιβάλλει, για παράδειγμα μπορούμε να απαντήσουμε

στο ερώτημα: «γιατί ο ουρανός είναι γαλάζιος;»
β. Τον ανθρώπινο τεχνολογικό πολιτισμό, γιατί χωρίς τη γνώση των νόμων της

φυσικής δε θα ήταν δυνατή η σχεδίαση και η δημιουργία όλων των τεχνολο-
γικών επιτευγμάτων που μας περιβάλλουν.

Η ιστορία των φυσικών επιστημών:

Ποιες ήταν οι πρώτες γνώσεις του ανθρώπου για τη φύση;

Ένας από τους πρώτους Κατά τα προϊστορικά χρόνια, ο άνθρωπος παρατηρούσε τα φυσικά φαινό-
τροχούς. μενα που συνέβαιναν γύρω του.

Αυτό τον οδήγησε στην ανακάλυψη του τροχού και του τρόπου ανάμματος της
φωτιάς, που αποτέλεσαν τους πρώτους κορυφαίους σταθμούς στην εξέλιξη του
πολιτισμού.

4 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

Γιατί ο άνθρωπος άρχισε να παρατηρεί την κίνηση των ουράνιων σωμάτων;

Οι Αιγύπτιοι, οι Βαβυλώνιοι, οι Ινδοί και οι Κινέζοι μελετούσαν τις κινή-
σεις της Σελήνης, του Ηλίου και των αστεριών, με σκοπό τη δημιουργία ημερο-
λογίου και τον προσανατολισμό στα μακρινά ταξίδια.

Κατά την περίοδο αυτή, στόχος τους ήταν η παρατήρηση των φαινομέ-
νων και όχι η ερμηνεία τους.

Γιατί ο άνθρωπος δημιούργησε τους μύθους σχετικά με τη φύση;

Ο άνθρωπος έπλασε μύθους, σύμφωνα με τους οποίους, τα φυσικά Ο Δίας, κρατώντας στο χέρι
φαινόμενα που παρατηρούσε δημιουργούνταν από θεότητες, πνεύματα ή του κεραυνό.
υπερφυσικά όντα.
Στην δημιουργία αυτών των μύθων, τον οδήγησε η αδυναμία του να ερμηνεύ-
σει αυτά τα φαινόμενα.
Για παράδειγμα, για τους κεραυνούς στην αρχαία Ελλάδα ήταν υπεύθυνος ο Δίας.

Έλληνες φιλόσοφοι:

Ποια η συνεισφορά των αρχαίων Ελλήνων φυσικών φιλοσόφων στις
φυσικές επιστήμες;

Από τον 6ο μέχρι τον 4ο π.Χ. αιώνα, οι Έλληνες φυσικοί φιλόσοφοι, παρα-
τηρούσαν τα φαινόμενα και με λογικά επιχειρήματα προσπαθούσαν να δημιουρ-
γήσουν μία θεωρία, η οποία να εξηγεί για ποιο σκοπό συμβαίνουν αυτά.
Αυτό είχε σαν αποτέλεσμα την αμφισβήτηση των μύθων και την απαρχή των
φυσικών επιστημών.

Οι Έλληνες φιλόσοφοι δεν ενδιαφέρονταν να κατανοήσουν τι ακρι-
βώς συμβαίνει σε ένα φαινόμενο, ή πως συμβαίνει αυτό.

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 5

Ποια ερωτήματα απασχόλησαν κυρίως τους αρχαίους Έλληνες φυσικούς

φιλόσοφους;

Τα ερωτήματα που απασχόλησαν τους αρχαίους Έλληνες φυσικούς
φιλόσοφους ήταν:
«Ποια είναι η δομή της ύλης;» και «Πως δημιουργήθηκε ο κόσμος;». Σχετικά
με τα ερωτήματα αυτά, οι σπουδαιότεροι από αυτούς δέχονταν:
α. Την αφθαρσία της ύλης, δηλαδή ότι η ύλη δεν καταστρέφεται, ούτε παράγε-

ται από το μηδέν.
β. Ότι όλες οι μορφές της ύλης συντίθενται από λίγες απλές μορφές, τα στοιχεία.

Σύμφωνα με το Δημόκριτο, η ύλη αποτελείται από τα άτομα, τα οποία
είναι πολύ μικρά και αδιαίρετα σωματίδια, που βρίσκονται σε συνεχή
κίνηση και έχουν διαφορετικό σχήμα για κάθε υλικό.

Προτομή του Αριστοτέλη. Ποια ήταν η συμβολή του Αριστοτέλη στην ανάπτυξη των φυσικών

επιστημών;

Ο Αριστοτέλης, πίστευε ότι για να φτάσει κάποιος σε γενικά συμπερά-
σματα, πρέπει να ξεκινήσει από την παρατήρηση (επαγωγική μέθοδος).
Για αυτό, εισήγαγε:
α. Τη συστηματική παρατήρηση της φύσης.
β. Τη συλλογή υλικών.
γ. Την ταξινόμηση των υλικών.
δ. Την εξαγωγή συμπερασμάτων από τα δεδομένα της παρατήρησης.

Ποια ήταν η άποψη του Εμπεδοκλή για τη σύνθεση της ύλης;

Σύμφωνα με τον Εμπεδοκλή, κάθε σώμα αποτελείται από τέσσερα στοιχεία: έδα-
φος, νερό, αέρα και φωτιά. Καθένα από αυτά τα στοιχεία έχει μία «φυσική θέση». Στην
ψηλότερη βρίσκεται η φωτιά, πιο κάτω ο αέρας, ύστερα το νερό και τέλος το έδαφος.

6 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

Πως εξήγησε ο Αριστοτέλης την κίνηση των σωμάτων;

Ο Αριστοτέλης υιοθέτησε την άποψη του Εμπεδοκλή και σύμφωνα με τη
θεωρία του, η κίνηση οφείλεται στην τάση που έχουν τα στοιχεία να φτά-
σουν στη φυσική τους θέση.

Για παράδειγμα, μία πέτρα (έδαφος) κινείται προς τα κάτω διαμέσου του
αέρα και του νερού, για να φτάσει στο έδαφος.

Ποιες αστρονομικές θεωρίες διατύπωσαν οι Έλληνες φιλόσοφοι; Σύμφωνα με τον Εμπεδο-
κλή και τον Αριστοτέλη,
Ο Πυθαγόρας ο Σάμιος, μεγάλος μαθηματικός γνωστός από το ομώνυμο θεώ- κάθε σώμα είναι συνδυα-
ρημα της γεωμετρίας, ήταν ο πρώτος που διατύπωσε ότι η Γη είναι σφαιρική. σμός τεσσάρων στοιχείων.
• Ο Ερατοσθένης, κατόρθωσε να υπολογίσει με μεγάλη ακρίβεια την περιφέρεια της Γης.
Η προτομή του Πυθαγόρα
Πιο συγκεκριμένα, βρήκε ότι έχει μήκος 41.000 χιλιόμετρα, ενώ σήμερα έχει υπολογιστεί καθώς και απεικόνισή του
ότι είναι περίπου 40.000. σε γραμματόσημο.
• Ο Αρίσταρχος ο Σάμιος, διατύπωσε την άποψη ότι η Γη και οι πλανήτες περιφέρονται
γύρω από τον Ήλιο.
• Ο Πτολεμαίος υποστήριξε τη Γεωκεντρική θεωρία, σύμφωνα με την οποία η Γη είναι
ακίνητη στο κέντρο του κόσμου και όλα τα ουράνια σώματα κινούνται γύρω από αυτή.

Μεσαίωνας:

Με ποιο τρόπο τα κείμενα των αρχαίων Ελλήνων φιλοσόφων διαδόθη-
καν στη Δύση;

Αρχικά, τα κείμενα των αρχαίων Ελλήνων φιλοσόφων διασώθηκαν από Βυζα-
ντινούς λόγιους. Τα παραπάνω κείμενα, μεταφράστηκαν από Άραβες. Από τις μετα-
φράσεις αυτές τα κείμενα έγιναν γνωστά στην Ευρώπη, κατά τον 12ο αιώνα μ.Χ.

Οι απόψεις του Αριστοτέλη και του Πτολεμαίου, θεωρούνταν μέχρι
το 16ο αιώνα ως απόλυτες αλήθειες στη δυτική Ευρώπη.

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 7

Τι γνωρίζετε για την αλχημεία και τους αλχημιστές;

Η αλχημεία αναπτύχθηκε στη δυτική Ευρώπη κατά την περίοδο του με-
σαίωνα. Στόχος των αλχημιστών ήταν να ανακαλύψουν τη «φιλοσοφική λίθο»
και το «ελιξίριο της ζωής». Οι αλχημιστές κατάφεραν να τελειοποιήσουν τεχνικές
διαχωρισμού των φυσικών ουσιών και ανακάλυψαν πολλές νέες ουσίες.

Επιστημονική επανάσταση:

Τι γνωρίζετε για την “Επιστημονική επανάσταση”;

Η περίοδος της επιστημονικής επανάστασης άρχισε με τον Γαλιλαίο, ο
οποίος υποστήριξε ότι η γνώση πρέπει να βασίζεται στις παρατηρήσεις και τα
πειράματα και όχι στην αυθεντία των αρχαίων βιβλίων.

Η μέθοδος έρευνας που ανέπτυξε ο Γαλιλαίος περιλάμβανε την παρατήρηση,
το πείραμα και την ανάλυση.

Ο Κοπέρνικος. Ποιες είναι οι κυριότερες θεωρίες που αναπτύχθηκαν κατά την περίο-

Ο Ισαάκ Νεύτων θεωρείται δο της επιστημονικής επανάστασης;
από πολλούς ο μεγαλύτερος
φυσικός όλων των εποχών. Οι κυριότερες θεωρίες που αναπτύχθηκαν την περίοδο αυτή είναι οι
παρακάτω:
• Ο Κοπέρνικος διατύπωσε τη θεωρία ότι ο Ήλιος και όχι η Γη είναι το κέντρο του

πλανητικού μας συστήματος. Τη θεωρία αυτή αποδέχθηκε και ο Γαλιλαίος.
• Ο Γαλιλαίος, μελετώντας την κίνηση των σωμάτων, απέδειξε ότι οι αντιλήψεις

του Αριστοτέλη ήταν λανθασμένες.
• Ο Νεύτων, ο οποίος από πολλούς θεωρείται ο κορυφαίος φυσικός όλων των

εποχών, ανέπτυξε μία ολοκληρωμένη θεωρία για την κίνηση, η οποία ισχύει
για ολόκληρο το σύμπαν και ονομάζεται Νευτώνεια Μηχανική. Επίσης, διατύ-
πωσε τις πρώτες υποθέσεις για τη φύση του φωτός, κάτι το οποίο έκανε την
ίδια εποχή και ο Χόιχενς.
• Ο Κασέντι επανέφερε στο προσκήνιο την ατομική θεωρία του Δημόκριτου.

8 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις
19ος αιώνας:

Ποιοι είναι οι κυριότεροι σταθμοί στην ανάπτυξη της φυσικής κατά
τον 19ο αιώνα;

Οι κυριότεροι σταθμοί της φυσικής κατά το 19ο αιώνα είναι: Ο Μάξγουελ (δεξιά) και ο
• Η εφεύρεση της ατμομηχανής και η εισαγωγή της έννοιας της ενέργειας. Χέρτζ (αριστερά), οι οποί-
• Η διατύπωση ενός θεμελιώδους νόμου που αφορά την απόδοση των θερ- οι διατύπωσαν και επιβε-
βαίωσαν την ηλεκτρομα-
μικών μηχανών, από τους Κέλβιν και Κλαούζιους. γνητική θεωρία.
• Το συμπέρασμα ότι η ενέργεια μπορεί να αλλάξει μορφή αλλά συνολικά δια-

τηρείται, από τον Τζάουλ.
• Η διατύπωση της ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας από τον Μάξγουελ και η

πειραματική της επιβεβαίωση από τον Χέρτζ.

• Η στατιστική φυσική (L. Boltzmann).

20ος αιώνας:

Ποιες επαναστατικές θεωρίες διατυπώθηκαν στις αρχές του 20ου αιώνα;

Οι επαναστατικές θεωρίες που διατυπώθηκαν στις αρχές του 20ου αιώνα είναι: Ο Άλμπερτ Αϊνστάιν.

• Η θεωρία της σχετικότητας από τον Αϊνστάιν, η οποία άλλαξε τις ιδιότητες
της κίνησης για σώματα που κινούνται με ταχύτητες κοντά σε αυτήν του
φωτός και προέβλεψε τη δυνατότητα της μετατροπής της ύλης σε ενέργεια.

• Η κβαντική θεωρία, με εμπνευστές πολλούς φυσικούς (Πλάνκ, Μπόρ,
Χάιζενμπεργκ κ.α.), τροποποίησε δραστικά τις ιδιότητες της κίνησης, όταν
περιορίζεται σε πολύ μικρές περιοχές του χώρου, μικρότερες από ένα δισεκα-
τομμυριοστό του εκατοστόμετρου.
Εκεί η ύλη είναι “ασυνεχής”. Δηλαδή, αποτελείται από σωμάτια μεταξύ των οπ-
οίων υπάρχει κενό, όπως είχε φανταστεί ο Δημόκριτος. Η κίνηση αυτών των σω-
ματιδίων μοιάζει περισσότερο με χορό κυμάτων παρά με παιχνίδι μπιλιάρδου.

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 9

Ανακεφαλαίωση:

• Η φυσική μας βοηθά να γνωρίσουμε τη φύση που μας περιβάλλει και τον ανθρώ-
πινο τεχνολογικό πολιτισμό.

• Η ιστορία των φυσικών επιστημών αρχίζει με τους αρχαίους Έλληνες φυσικούς
φιλόσοφους.

• Η επιστημονική επανάσταση αρχίζει με το Γαλιλαίο, ο οποίος ανέπτυξε μία μέθο-
δο έρευνας που περιλαμβάνει το πείραμα ως κυρίαρχο συστατικό της επιστημονι-
κής μεθόδου.

• Ο Ισαάκ Νεύτων ανέπτυξε μία ολοκληρωμένη θεωρία για την κίνηση, που ονομά-
ζεται Νευτώνεια Μηχανική.

• Κατά τη διάρκεια του 19ου αιώνα, εισάγεται η έννοια της ενέργειας και διατυπώνε-
ται η ηλεκτρομαγνητική θεωρία.

• Στις αρχές του 20ου αιώνα, διατυπώνονται η θεωρία της σχετικότητας και η
κβαντική θεωρία, πάνω στις οποίες οικοδομείται η σύγχρονη φυσική.

10 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

Λυμένες ασκήσεις:

1. Να αντιστοιχίσετε τη στήλη Α με τη στήλη Β:

Στήλη Α Στήλη Β

1. Αλχημιστές α. Θεωρία της σχετικότητας
2. Αϊνστάιν β. Φιλοσοφική λίθος
3. Πτολεμαίος γ. Ατομική θεωρία
4. Γαλιλαίος δ. Παρατήρηση - πείραμα - ανάλυση
5. Μάξγουελ - Χέρτζ ε. Γεωκεντρική θεωρία
6. Δημόκριτος ζ. Ηλεκτρομαγνητική θεωρία

Λύση
1  β, 2  α, 3  ε, 4  δ, 5  ζ, 6  γ

2. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λανθασμένες;

α. Η ανακάλυψη του τροχού αποτελεί κορυφαίο σταθμό στην εξέλιξη του
πολιτισμού.

β. Σύμφωνα με τον Αρίσταρχο το Σάμιο, ο Ήλιος κινείται γύρω από τη Γη.
γ. Οι αλχημιστές ανέπτυξαν και τελειοποίησαν τεχνικές διαχωρισμού των

φυσικών ουσιών.

δ. Ο Γαλιλαίος μελέτησε την κίνηση των σωμάτων και απέδειξε ότι οι αντι-
λήψεις του Αριστοτέλη ήταν λανθασμένες.

ε. Η θεωρία της σχετικότητας διατυπώθηκε από τον Μαξ Πλάνκ.

Λύση
α. Η πρόταση είναι σωστή.
β. Η πρόταση είναι λανθασμένη, γιατί ο Αρίσταρχος ο Σάμιος υποστήριζε

ότι η Γη κινείται γύρω από τον Ήλιο.
γ. Η πρόταση είναι σωστή.
δ. Η πρόταση είναι σωστή.
ε. Η πρόταση είναι λανθασμένη, γιατί η θεωρία της σχετικότητας διατυπώ-

θηκε από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν.

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 11

Ασκήσεις για λύση:

1. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λανθασμένες;
α. Ο Δημόκριτος θεωρούσε ότι η ύλη αποτελείται από άτομα.

β. Σύμφωνα με τον Αριστοτέλη, η κίνηση οφείλεται στην τάση που έχει
κάθε σώμα να φτάσει στη φυσική του θέση.

γ. Ο Γαλιλαίος δεχόταν ότι η Γη είναι το κέντρο του σύμπαντος.

δ. Ο Μάξγουελ διατύπωσε την ηλεκτρομαγνητική θεωρία.

ε. Οι σημαντικότεροι Έλληνες φυσικοί φιλόσοφοι δέχονταν ότι η ύλη πα-
ράγεται από το μηδέν.

ζ. Ο Νεύτωνας διατύπωσε την πρώτη ολοκληρωμένη θεωρία για τη κίνηση.

2. Να αντιστοιχίσετε τα πρόσωπα της στήλης Α με την εποχή της στή -
λης Β:

Στήλη Α Στήλη Β
1. Γαλιλαίος
2. Τζάουλ α. 6ος - 4ος αιώνας π.Χ.
3. Δημόκριτος β. 16ος - 17ος αιώνας μ.Χ.
4. Αϊνστάιν γ. 19ος αιώνας μ.Χ.
5. Πυθαγόρας δ. 20ος αιώνας μ.Χ.
6. Κέλβιν

12 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

3. Να συμπληρώσετε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις:
α. Η αδυναμία του ανθρώπου να εξηγήσει με τη λογική όσα παρατηρούσε
στη φύση, τον οδήγησε στη δημιουργία των ………………..

β. Σύμφωνα με τον Εμπεδοκλή, κάθε σώμα αποτελείται από τέσσερα στοι-
χεία:

……………….. , ……………….. , ……………….. και ………………..

γ. Ο ……………….. ο Σάμιος, πρώτος διατύπωσε ότι η Γη είναι σφαιρική.

δ. Οι αλχημιστές προσπαθούσαν να ανακαλύψουν τη ……………….. λίθο
και το ……………….. της ζωής.

ε. Ο ……………….. απέδειξε ότι οι αντιλήψεις του Αριστοτέλη για την
κίνηση ήταν λανθασμένες.

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 13

1Ο Κριτήριο Αξιολόγησης:

Θέμα 1ο
α. Ποια είναι τα κυριότερα στάδια της επαγωγικής μεθόδου που

καθιέρωσε ο Αριστοτέλης;
β. Ποιες είναι οι θεωρίες που διατυπώθηκαν στις αρχές του 20ου

αιώνα και προκάλεσαν επανάσταση στην επιστημονική σκέψη;

Θέμα 2ο
α. Ποιος διατύπωσε και ποιος επιβεβαίωσε πειραματικά την

ηλεκτρομαγνητική θεωρία;
β. Ποιες ήταν οι απόψεις του Δημόκριτου για την ύλη;

Θέμα 3ο
α. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες

λανθασμένες;
1. Σύμφωνα με τον Πτολεμαίο η Γη είναι ακίνητη και κατέχει το κέντρο

του σύμπαντος.
2. Οι απόψεις του Αριστοτέλη είχαν αναγνωριστεί από τη Δυτική

Εκκλησία ως απόλυτες αλήθειες.
3. Η εισαγωγή του πειράματος στις φυσικές επιστήμες έγινε από τον

Κοπέρνικο.
β. Με ποιο τρόπο μεταφέρθηκαν οι απόψεις των αρχαίων Ελλήνων

φυσικών φιλοσόφων στη Δυτική Ευρώπη;

Θέμα 4ο
Να συμπληρώσετε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις:
α. Ο Πτολεμαίος υποστήριζε την ……………….. θεωρία.
β. Η περίοδος που αρχίζει με το Γαλιλαίο ονομάστηκε επιστημονική

……………….. .
γ. Η θεωρία της σχετικότητας προέβλεψε τη δυνατότητα μετατροπής της

ύλης σε ……………….. .

14 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

Τι μελετά η Φυσική; - Επιστημονική μέθοδος:

Τι μελετά η φυσική:

Τι είναι τα φυσικά φαινόμενα;

Φυσικά φαινόμενα χαρακτηρίζονται οι μεταβολές των σωμάτων, στις οπ-
οίες η σύσταση των σωμάτων παραμένει αμετάβλητη.
Για παράδειγμα:
Το λιώσιμο του χιονιού και η κίνηση της Σελήνης είναι φυσικά φαινόμενα.

Τι είναι οι φυσικές επιστήμες;

Φυσικές ονομάζονται οι επιστήμες που ασχολούνται με την έρευνα και τη
μελέτη της φύσης.
Η φυσική, η χημεία, η βιολογία, η γεωλογία, η μετεωρολογία και η αστρονομία,
είναι φυσικές επιστήμες.

Η χημεία μελετά τα φαινόμενα κατά τα οποία αλλάζει η σύσταση
των σωμάτων, δηλαδή τα χημικά φαινόμενα, ενώ η βιολογία τα φαι-
νόμενα που αφορούν τους οργανισμούς. Να σημειώσουμε ότι στο
μικρόκοσμο όλα τα φαινόμενα μελετούνται με ενιαίο τρόπο.

Πότε ένα σώμα περιέχει ενέργεια;

Ένα σώμα περιέχει ενέργεια, όταν μπορεί να προκαλέσει μεταβολή στον εαυ-
τό του ή στο περιβάλλον του.
Να σημειώσουμε ότι όλα τα φυσικά φαινόμενα μπορούν να περιγραφούν με τη
βοήθεια της έννοιας της ενέργειας.

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 15

Η φυσική μελε- Από τι αποτελείται η ύλη;
τά τη δομή της
ύλης και περιγράφει Η ύλη αποτελείται από κάποια αδιαίρετα σωματίδια, μεταξύ των οποίων
τις διάφορες φυσι- υπάρχει κενό.
κές μεταβολές.
Κατά τον 20ο αιώνα, η φυσική διαπίστωσε ότι η ύλη και η ενέργεια είναι δύο όψεις
του ίδιου νομίσματος.

Επιστημονική μέθοδος:

Τι μελετά γενικά η φυσική;

Η φυσική μελετά τα κοινά χαρακτηριστικά όλων των φαινομένων που συμ-
βαίνουν στη φύση.
Προσπαθώντας να δώσουμε έναν ορισμό για το τι είναι η φυσική, θα μπορού-
σαμε να πούμε ότι:
Φυσική είναι η επιστήμη που μελετά αντικείμενα μικρά σαν άτομα και μεγά-
λα σαν γαλαξίες. Γενικά μελετά το σύμπαν, δηλαδή το χώρο, το χρόνο, την
ύλη και την ενέργεια, καθώς και τις μεταξύ τους σχέσεις.
Η φυσική αποτελεί τη βάση της τεχνολογίας που καθορίζει τον τρόπο ζωής του
ανθρώπου σήμερα.

Με ποιο τρόπο οι φυσικοί «ανακρίνουν τη φύση»;

Για να «ανακρίνουν» οι φυσικοί τη φύση, αρχικά την παρατηρούν, στη
συνέχεια καταγράφουν και ταξινομούν τις παρατηρήσεις και τέλος θέτουν ερω-
τήματα σχετικά με αυτή, στα οποία και δίνουν απαντήσεις.

Τι ονομάζεται επιστημονική μέθοδος;

Επιστημονική μέθοδος ονομάζονται τα βασικά βήματα που ακολουθούν
όλοι οι φυσικοί, με στόχο να «ανακρίνουν» τη φύση.
Να σημειώσουμε ότι, εκτός από τα βασικά βήματα, κάθε φυσικός εφαρμόζει
και τη δική του μέθοδο.

16 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

Ποια είναι τα σημαντικότερα στοιχεία της επιστημονικής μεθόδου;

Τα σημαντικότερα στοιχεία της επιστημονικής μεθόδου είναι η παρατή-
ρηση, η υπόθεση και το πείραμα.

Τι περιλαμβάνει το στάδιο της υπόθεσης στην επιστημονική μέθοδο;

Στο στάδιο της υπόθεσης ο φυσικός δίνει μία πιθανή απάντηση στα ερω-
τήματα που προέκυψαν από την παρατήρηση.

Τι είναι και γιατί γίνεται το πείραμα;

Το πείραμα είναι η αναπαραγωγή ενός φαινομένου κάτω από ελεγχόμενες
συνθήκες και γίνεται για να επιβεβαιωθεί ή να απορριφθεί η υπόθεση.

Κατά τη διάρκεια του πειράματος, είναι αναγκαία η μέτρηση των φυσι-
κών μεγεθών που περιγράφουν το φαινόμενο.

Πότε μία υπόθεση γίνεται θεωρία; Να τονίσουμε
ότι οι θεωρίες
Μία υπόθεση γίνεται θεωρία όταν οι προβλέψεις της επιβεβαιώνονται από δεν είναι αιώνιες,
τα πειράματα. αλλά ελέγχονται και
εξελίσσονται και
Ποια ήταν η άποψη του Αριστοτέλη για την πτώση των σωμάτων και στην περίπτωση που
πως ο Γαλιλαίος απέδειξε ότι ήταν λανθασμένη; δεν συμφωνούν με
μία νέα παρατήρη-
Σύμφωνα με τον Αριστοτέλη, τα βαρύτερα σώματα πέφτουν ταχύτερα από ση ή ένα νέο πείρα-
τα ελαφρά, γιατί περιέχουν το στοιχείο έδαφος σε μεγαλύτερη ποσότητα. μα προσαρμόζονται
Ο Γαλιλαίος άφησε να πέσουν από τον πύργο της Πίζας σφαίρες διαφορετικού ή καταρρίπτονται.
βάρους και παρατήρησε ότι έφταναν στο έδαφος σχεδόν ταυτόχρονα.
Με τον τρόπο αυτό απέδειξε ότι η άποψη του Αριστοτέλη ήταν λανθασμένη.

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 17

Ανακεφαλαίωση:

• Ενέργεια περιέχει κάθε σώμα το οποίο έχει τη δυνατότητα να προκαλέ-
σει κάποια μεταβολή.

• Η φυσική μελετά το σύμπαν, δηλαδή το χώρο, το χρόνο, την ύλη και την
ενέργεια, καθώς και τις μεταξύ τους σχέσεις.

• Ο πρώτος που εφάρμοσε την επιστημονική μέθοδο ήταν ο Γαλιλαίος.

• Τα σημαντικότερα στοιχεία της επιστημονικής μεθόδου είναι η παρα-
τήρηση, η υπόθεση και το πείραμα.

Λυμένες ασκήσεις:

3. Να συμπληρώσετε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις:

α. Οι μεταβολές των σωμάτων στις οποίες δεν αλλάζει η σύστασή τους
χαρακτηρίζονται ως ……………….. ………………..

β. Ένα σώμα περιέχει ……………….. όταν μπορεί να προκαλέσει κάποια
μεταβολή.

γ. Η ……………….. και η ……………….. είναι δύο όψεις του ίδιου νομί-
σματος.

δ. Τα σημαντικότερα στάδια της επιστημονικής μεθόδου είναι η
……………….. , η ……………….. και το ………………..

Λύση β. ενέργεια
α. φυσικά φαινόμενα δ. παρατήρηση, υπόθεση, πείραμα
γ. ύλη, ενέργεια

4. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λανθασμένες;
α. Με την ενέργεια περιγράφονται ορισμένα μόνο φυσικά φαινόμενα.

18 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

β. Οι φυσικές επιστήμες μελετούν μόνο φυσικά φαινόμενα.
γ. Η ύλη αποτελείται από αδιαίρετα σωματίδια, μεταξύ των οποίων υπάρχει κενό.
δ. Μία υπόθεση γίνεται θεωρία, όταν οι προβλέψεις της επιβεβαιώνονται από

τα πειράματα.
Λύση
α. Η πρόταση είναι λανθασμένη, γιατί με την ενέργεια περιγράφονται όλα

τα φυσικά φαινόμενα.
β. Η πρόταση είναι λανθασμένη, οι φυσικές επιστήμες μελετούν όλα τα

φαινόμενα.
γ. Η πρόταση είναι σωστή.
δ. Η πρόταση είναι σωστή.

Ασκήσεις για λύση:

4. Να συμπληρώσετε τα κενά στις παρακάτω προτάσεις:
α. Φυσικές ονομάζονται οι επιστήμες που ασχολούνται με την έρευνα και τη
μελέτη της ………………..
β. Η ύλη αποτελείται από κάποια ……………….. σωματίδια, μεταξύ των
οποίων υπάρχει ………………..
γ. Η αναπαραγωγή ενός φαινομένου κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες ονο-
μάζεται ………………..
δ. Ο Γαλιλαίος απέδειξε ότι οι απόψεις του ……………….. για την πτώση
των σωμάτων ήταν λανθασμένες.

5. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λανθασμένες;
α. Η βιολογία μελετά τα φαινόμενα που αφορούν τους οργανισμούς.
β. Η ύλη και η ενέργεια αποτελούν δύο όψεις του ίδιου νομίσματος.
γ. Οι θεωρίες δεν καταρρίπτονται.
δ. Με το πείραμα επιβεβαιώνεται ή απορρίπτεται η υπόθεση.

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 19

2Ο Κριτήριο Αξιολόγησης:

Θέμα 1ο
α. Ποια φαινόμενα χαρακτηρίζονται ως φυσικά; Δώστε δύο παρα-

δείγματα.
β. Ποια σώματα περιέχουν ενέργεια;

Θέμα 2ο
α. Τι μελετά γενικά η φυσική;
β. Ποια είναι τα σημαντικότερα στοιχεία της επιστημονικής μεθόδου;

Θέμα 3ο
Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες
λανθασμένες;
1. Η γεωλογία είναι μία από τις φυσικές επιστήμες.
2. Το πρώτο στάδιο της επιστημονικής μεθόδου είναι το πείραμα.
3. Όλες οι θεωρίες είναι προσωρινές.

Θέμα 4ο
Να αντιστοιχίσετε τις φυσικές επιστήμες της στήλης Α με τα φαινόμενα
στη στήλη Β:

Στήλη Α Στήλη Β

1. Φυσική α. Καταιγίδα
2. Χημεία β. Ηφαίστεια
3. Βιολογία γ. Κίνηση πλανητών
4. Γεωλογία δ. Φωτοσύνθεση
5. Μετεωρολογία ε. Ηλεκτρισμός
6. Αστρονομία ζ. Σκούριασμα σιδήρου

20 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

Γνωριμία με το εργαστήριο - Μετρήσεις:

Φυσικά μεγέθη:

Τι είναι τα φυσικά μεγέθη;

Φυσικά μεγέθη λέγονται οι ποσότητες που χρησιμοποιούμε για την περι-
γραφή ενός φαινομένου.

Για παράδειγμα:
Όταν μελετούμε την κίνηση ενός σώματος, δύο φυσικά μεγέθη που χρησιμο-
ποιούμε για να την περιγράψουμε είναι ο χρόνος που κινήθηκε το σώμα και η
απόσταση που διάνυσε.

Τι είναι η μονάδα μέτρησης;

Μονάδα μέτρησης ονομάζεται ένα ίδιο φυσικό μέγεθος με το οποίο συγ-
κρίνουμε το μέγεθος που μελετάμε, προκειμένου να το μετρήσουμε.

Μήκος:

Ποια είναι η μονάδα μέτρησης του μήκους; To μήκος μετριέται με το υ-
ποδεκάμετρο, το πτυσσόμε-
Μονάδα μέτρησης του μήκους είναι το μέτρο, το οποίο παριστάνεται με νο μέτρο και τη μετροταινία.
το γράμμα m.

Όταν το μήκος που θέλουμε να μετρήσουμε είναι
μικρότερο από ένα μέτρο, χρησιμοποιούμε υποπολ-
λαπλάσια του μέτρου, όπως το δεκατόμετρο (dm),
το εκατοστόμετρο (cm) και το χιλιοστόμετρο (mm).
Όταν το μήκος που μετράμε είναι πολύ μεγαλύτερο
από το μέτρο, χρησιμοποιούμε πολλαπλάσια του μέ-
τρου, όπως το χιλιόμετρο (Κm) και το μεγάμετρο
(Μm).

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 21

Εμβαδόν:

Ποια είναι η μονάδα μέτρησης του εμβαδού;

Μονάδα μέτρησης του εμβαδού είναι το τετραγωνικό μέτρο, το οποίο
συμβολίζεται m2 και είναι το εμβαδόν ενός τετραγώνου με πλευρά 1 m.
To εμβαδό μίας επιφάνειας μετριέται εξετάζοντας πόσες φορές χωρά το τετρα-
γωνικό μέτρο σε αυτή.
Για επιφάνειες μικρότερες του ενός τετραγωνικού μέτρου, χρησιμοποιούμε υ-
ποπολλαπλάσια του, όπως το τετραγωνικό εκατοστόμετρο (cm2).
Όταν θέλουμε να υπολογίσουμε το εμβαδόν κανονικών γεωμετρικών σχημά-
των, χρησιμοποιούμε τις γνωστές σχέσεις από τη γεωμετρία.

Όγκος:

Τι ονομάζουμε όγκο ενός σώματος;

Όγκος (V) ονομάζεται ο χώρος που καταλαμβάνει ένα σώμα.

Ποια είναι η μονάδα μέτρησης του όγκου;

Μονάδα μέτρησης του όγκου είναι το κυβικό μέτρο, το οποίο συμβολίζε-
ται m3 και είναι ο όγκος ενός κύβου με ακμή ένα μέτρο. Ο όγκος ενός σώματος
μετριέται εξετάζοντας πόσες φορές χωρά το κυβικό μέτρο στο σώμα.

Για σώματα με όγκο μικρότερο του ενός κυβικού μέτρου, χρησιμοποιούμε υποπολλα-
πλάσια του, όπως το κυβικό δεκατόμετρο (dm3) και το κυβικό εκατοστόμετρο (cm3).

Τι είναι το λίτρο;

Το λίτρο είναι μία μονάδα όγκου η οποία χρησιμοποιείται στις φυσικές επιστή-
μες αλλά και στην καθημερινή μας ζωή, για τη μέτρηση του όγκου των υγρών και
συμβολίζεται με L.

Να σημειώσουμε ότι: 1L 1 dm3, 1L1000 mL και 1 mL 1 cm3

22 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

Με ποιο τρόπο μετράμε τον όγκο των υγρών;

Για να μετρήσουμε τον όγκο ενός υγρού σώματος χρησιμοποιούμε τον
ογκομετρικό κύλινδρο.

Ο όγκος είναι ίσος με την ένδειξη στην επιφάνεια του υγρού.

Με ποιο τρόπο μετράμε τον όγκο ενός ακανόνιστου στερεού;

Για να μετρήσουμε τον όγκο ενός ακανόνιστου στερεού χρησιμοποιούμε Στην εικόνα βλέπουμε διά-
τον ογκομετρικό κύλινδρο. φορους τύπους ογκομετρι-
Αρχικά, τοποθετούμε στον ογκομετρικό κύλινδρο κάποιο υγρό και μετράμε τον κών κυλίνδρων.
όγκο του.
Στη συνέχεια, τοποθετούμε μέσα στο υγρό και το σώμα του οποίου θέλουμε να Τα υγρά είναι
μετρήσουμε τον όγκο και βλέπουμε τη νέα ένδειξη της στάθμης του υγρού. ασυμπίεστα, δη-
Ο όγκος του σώματος θα είναι ίσος με τη διαφορά των ενδείξεων μεταξύ της λαδή όταν αλλάζει
τελικής και της αρχικής στάθμης του υγρού. το σχήμα τους, ο ό-
γκος τους παραμένει
Με ποιο τρόπο μετράμε τον όγκο ενός στερεού σε μορφή κόκκων; σταθερός.

Τα στερεά σώματα σε μορφή κόκκων ρέουν όπως τα υγρά, και μπορούμε
να τα μεταγγίσουμε από ένα δοχείο σε άλλο. Όμως η ελεύθερη επιφάνειά τους
δεν είναι ούτε επίπεδη, ούτε οριζόντια όπως των υγρών. Ο όγκος των στερεών
σε μορφή κόκκων μετριέται με ογκομετρικό κύλινδρο.

Με ποιο τρόπο μετράμε τον όγκο ενός αερίου;

Αν και τα περισσότερα αέρια είναι άχρωμα και αόρατα, έχουν όγκο.
Για να μετρήσουμε τον όγκο ενός αερίου, το διοχετεύουμε σε σωλήνα γεμάτο
με νερό.

Ο όγκος του αερίου είναι ίσος με τον όγκο του νερού που εκτοπίζεται.

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 23

Στα στερεά τα Ποια είναι η βασική ιδιότητα του όγκου των στερεών και των υγρών;
οποία αποτε-
λούνται από κόκ- Τα στερεά και τα υγρά σώματα είναι ασυμπίεστα, δηλαδή αν αλλάξει το
κους, υπάρχει εγ- σχήμα τους, ο όγκος τους δεν αλλάζει.
κλωβισμένος αέρας
μεταξύ των κόκκων. Για παράδειγμα:
Συνεπώς ο πραγμα-
τικός τους όγκος εί- α. Ο όγκος ενός κομματιού πλαστελίνης παραμένει σταθερός, ανεξάρτητα από
ναι διαφορετικός το σχήμα που της δίνουμε.
από το μετρήσιμο.
β. Μία ποσότητα υγρού έχει συγκεκριμένο όγκο, είτε βρίσκεται σε ένα μπουκά-
λι, ή σε ένα ποτήρι, ή σε ένα ογκομετρικό κύλινδρο.

Χρόνος:

Ποια είναι η μονάδα μέτρησης του χρόνου;

Η βασική μονάδα μέτρησης του χρόνου στη φυσική είναι το δευτερόλεπ-
το (s). Άλλες μονάδες μέτρησης είναι το λεπτό (min) και η ώρα (h).

1 min = 60 s 1 h = 60 min 1 h = 3600 s

Mε ποια όργανα μετριόταν ο χρόνος παλιότερα και με ποια μετριέται
σήμερα;

Όργανα μέτρησης του χρό- Γενικά για τη μέτρηση του χρόνου, χρησιμοποιείται ένα φαινόμενο το οπ-
νου από το παρελθόν: Κλε- οίο επαναλαμβάνεται περιοδικά.
ψύδρα, ηλιακό ρολόι, εκ-
κρεμή και χρονόμετρο. Αρχικά η μέτρηση του χρόνου στηριζόταν στη διαδοχή της μέρας με τη νύχτα.

Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν ηλιακά ρολόγια και κλεψύδρες, αργότερα το
εκκρεμές, ενώ σήμερα ο χρόνος μετριέται με ρολόγια και χρονόμετρα.

24 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις
Μάζα:

Τι είναι η μάζα;

Μάζα ονομάζεται η ποσότητα της ύλης που περιέχεται σε ένα σώμα και
συμβολίζεται με m.
H μάζα συνδέεται με την κίνηση. Πιο συγκεκριμένα, όσο πιο δύσκολα ένα σώμα
αρχίζει να κινείται ή σταματά, τόσο μεγαλύτερη μάζα έχει. Ακριβέστερο ορι-
σμό της μάζας θα διδαχτείτε στις επόμενες τάξεις.

Ποια είναι η μονάδα μέτρησης της μάζας; Για να υπολο-
γίσουμε τη μά-
Μονάδα μέτρησης της μάζας είναι το χιλιόγραμμο (Κg). Πολλές φορές, ζα ενός ρευστού πρέ-
χρησιμοποιούνται υποπολλαπλάσιά του όπως το γραμμάριο (g) και το χιλιο- πει να αφαιρέσουμε
στόγραμμο (mg). τη μάζα του δοχείου
στο οποίο περιέχεται.
1 Kg = 1000 g 1 g = 1000 mg 1Κg = 1000000 mg
Στην καθημε-
H μάζα ενός σώματος μετριέται με το ζυγό. ρινή μας ζωή,
μετράμε τις μάζες
Βάρος: των σωμάτων συγ-
κρίνοντας ουσιαστι-
Τι είναι το βάρος; κά τα βάρη τους,
γιατί όταν δύο σώ-
Βάρος ενός σώματος ονομάζεται η ελκτική δύναμη που ασκεί η Γη σε ματα βρίσκονται
αυτό. στον ίδιο τόπο έχουν
Μονάδα μέτρησης του βάρους, όπως και όλων των δυνάμεων, είναι το Νιούτον ίσα βάρη, έχουν και
(Ν). Το βάρος ενός σώματος μετριέται με το δυναμόμετρο. ίσες μάζες.

Ποιες διαφορές έχουν η μάζα και το βάρος;

Η μάζα και το βάρος είναι διαφορετικά μεγέθη. Οι κυριότερες διαφορές
τους είναι:

α. Η μάζα μετριέται σε Κg ενώ το βάρος σε Ν.

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 25

β. Η μάζα μετριέται με το ζυγό ενώ το βάρος με το δυναμόμετρο.

γ. Το βάρος μεταβάλλεται από τόπο σε τόπο, ενώ η μάζα διατηρείται σταθερή.

Πυκνότητα:

Τι είναι η πυκνότητα;

Πυκνότητα (d-p) ενός σώματος ονομάζεται το πηλίκο της μάζας του σώ-
ματος προς τον όγκο του σώματος.
Η πυκνότητα ενός υλικού εκφράζει τη μάζα του υλικού που περιέχεται σε μία
μονάδα όγκου.
Για να υπολογίσουμε την πυκνότητα ενός υλικού, διαιρούμε τη μάζα με τον
όγκο του:

πυκνότητα = μάζα d = m
όγκος V

Μονάδα μέτρησης της πυκνότητας είναι το Κg/m3. Επίσης υπάρχουν και άλλες
μονάδες μέτρησης της πυκνότητας, ανάλογα με τις μονάδες της μάζας και του
όγκου.

Η πυκνότητα Τι γνωρίζετε γενικά για την πυκνότητα των υγρών και των αερίων;
είναι χαρακτη-
ριστικό του υλικού Τα υγρά σώματα, με εξαίρεση τον υδράργυρο, έχουν γενικά μικρότερη
κατάσκευής του σώ- πυκνότητα από τα στερεά. Τα αέρια έχουν μικρότερη πυκνότητα από τα υγρά.
ματος, π.χ. μία σιδη-
ροδοκός έχει την Πότε ένα σώμα επιπλέει ή βυθίζεται σε ένα υγρό;
ίδια πυκνότητα με
ένα σιδερένιο καρφί. Ένα σώμα επιπλέει σε ένα υγρό όταν έχει μικρότερη πυκνότητα από αυτό,
ενώ βυθίζεται όταν έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το υγρό.
Για παράδειγμα:
Ο φελός επιπλέει στο νερό, γιατί έχει μικρότερη πυκνότητα από αυτό, ενώ ο σίδηρος
που έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από το νερό, βυθίζεται.

26 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

Πότε ένα σώμα πέφτει ή ανυψώνεται στον αέρα;

Ένα σώμα ανυψώνεται στον αέρα, όταν έχει μικρότερη πυκνότητα από τον
αέρα, ενώ πέφτει όταν έχει μεγαλύτερη πυκνότητα από τον αέρα.
Για παράδειγμα:
Το αερόστατο ανυψώνεται γιατί ο θερμός αέρας που περιέχει έχει μικρότερη
πυκνότητα από τον ατμοσφαιρικό αέρα.

Τι συμβαίνει αν τοποθετήσουμε στο ίδιο δοχείο υγρά διαφορετικής πυ-
κνότητας, τα οποία δεν αναμιγνύονται;

Αν τοποθετήσουμε σε ένα δοχείο υγρά διαφορετικής πυκνότητας τα οποία δεν
αναμιγνύονται, τότε αυτά διαχωρίζονται σε στρώματα, με αυξανόμενη πυκνότητα από
επάνω προς τα κάτω. Δηλαδή, το υγρό με τη μεγαλύτερη πυκνότητα θα βρίσκεται στον
πυθμένα του δοχείου και το υγρό με τη μικρότερη πυκνότητα, στην επιφάνεια.

Το διεθνές σύστημα μονάδων:

Τι είναι το διεθνές σύστημα μονάδων;

Το διεθνές σύστημα μονάδων είναι ένα σύνολο θεμελιωδών και παραγώγων
μονάδων που αναγνωρίζονται σχεδόν από όλες τις χώρες. Το διεθνές σύστημα μο-
νάδων δημιουργήθηκε, προκειμένου οι μετρήσεις να αποκτήσουν οικουμενικό χα-
ρακτήρα και να μη διαφέρουν από χώρα σε χώρα.

Ποια είναι τα θεμελιώδη φυσικά μεγέθη στο διεθνές σύστημα μονά-
δων; Ποια είναι η μονάδα μέτρησης του κάθε μεγέθους;

Τα θεμελιώδη μεγέθη στο διεθνές σύστημα μονάδων είναι το μήκος, η μάζα,
ο χρόνος, η απόλυτη θερμοκρασία και η ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος.
Οι αντίστοιχες μονάδες τους είναι το μέτρο (m), το χιλιόγραμμο (Κg) και το
δευτερόλεπτο (s), ο βαθμός Κέλβιν (Κ) και το αμπέρ (Α).

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 27

Ποια μεγέθη ονομάζονται παράγωγα στο διεθνές σύστημα μονάδων;

Παράγωγα ονομάζονται τα μεγέθη τα οποία προκύπτουν από τα βασικά
μεγέθη του διεθνούς συστήματος μονάδων, για παράδειγμα, το εμβαδόν, ο ό-
γκος, η πυκνότητα.
Οι μονάδες των μεγεθών αυτών προκύπτουν από τις θεμελιώδεις μονάδες και
ονομάζονται παράγωγες μονάδες.

Για παράδειγμα:
Η μονάδα του εμβαδού είναι το τετραγωνικό μέτρο, η οποία προκύπτει από τη
μονάδα του μήκους, δηλαδή το μέτρο.

Πίνακας θεμελιωδών και παραγώγων μεγεθών

1m2
1m3
Kg/m3

Φυσικές επιστήμες και μαθηματικά:

Πως οι φυσικές επιστήμες χρησιμοποιούν τη γλώσσα των μαθηματικών;

Κατά τη μελέτη των φυσικών φαινομένων, τις περισσότερες φορές, παρα-
τηρούμε ότι τα φυσικά μεγέθη που τα περιγράφουν συνδέονται με μία σχέση.
Αυτή τη σχέση την απεικονίζουμε με τη γλώσσα των μαθηματικών.

Ποιος είναι ο νόμος της πτώσης των σωμάτων;

Αν μετρήσουμε το χρόνο που διαρκεί η πτώση ενός αντικειμένου και το
αντίστοιχο ύψος από το οποίο ξεκίνησε η πτώση, καταλήγουμε στο συμπέρα-
σμα ότι:

28 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις
Το ύψος είναι ανάλογο με το τετράγωνο του χρόνου πτώσης.
Αυτός είναι ο νόμος της πτώσης των σωμάτων.

Πως σχεδιάζουμε ένα διάγραμμα ή μια γραφική παράσταση;

Για να σχεδιάσουμε ένα διάγραμμα ή μια γραφική παράσταση εργαζόμα-
στε ως εξής:
α. Κατασκευάζουμε τον πίνακα τιμών.
β. Επιλέγουμε τους άξονες. Στη φυσική, συνήθως ο χρόνος είναι στον άξονα

x΄x, οπότε το άλλο μέγεθος θα είναι στον y΄y.
γ. Επιλέγουμε κατάλληλη κλίμακα σε κάθε άξονα.
δ. Σχεδιάζουμε τα ζεύγη των σημείων που έχουμε από τον πίνακα.
ε. Ενώνουμε τα σημεία κάνοντας το διάγραμμα.

Τι μορφή έχει η γραφική παράσταση της σχέσης μεταξύ του χρόνου
πτώσης και του ύψους;
Αν μετρήσουμε το χρόνο που διαρκεί η πτώση και το αντίστοιχο ύψος από
το οποίο ξεκίνησε η πτώση, κατασκευάζουμε τον ακόλουθο πίνακα:

Με βάση τις μετρήσεις του πίνακα, κατασκευάζουμε τη γραφική παράσταση
της σχέσης μεταξύ του χρόνου πτώσης και του ύψους, όπως αναφέραμε. (δι-
πλανό διάγραμμα).

Τι είναι η υδροστατική πίεση;

Υδροστατική πίεση είναι η πίεση που οφείλεται στο βάρος ενός υγρού. Το
όργανο μέτρησης της υδροστατικής πίεσης είναι το μανόμετρο.

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 29

Ποιος είναι ο νόμος της υδροστατικής πίεσης;
Σύμφωνα με το νόμο της υδροστατικής πίεσης:
Η υδροστατική πίεση είναι ανάλογη με το βάθος από την επιφάνεια του υγρού.

Τι μορφή έχει η γραφική παράσταση της σχέσης μεταξύ της υδροστα-
τικής πίεσης και του βάθους από την επιφάνεια του υγρού;

Αν μετρήσουμε την υδροστατική πίεση και το αντίστοιχο βάθος από την
επιφάνεια του υγρού, κατασκευάζουμε τον ακόλουθο πίνακα:

Με βάση τις μετρήσεις του πίνακα, κατασκευάζουμε τη γραφική παράσταση
της σχέσης μεταξύ της υδροστατικής πίεσης και του βάθους (διπλανό διάγραμ-
μα). Επειδή τα μεγέθη είναι μεταξύ τους ανάλογα, η γραφική παράσταση είναι
μία ευθεία γραμμή που περνά από την αρχή των αξόνων.

Τα φράγματα, είναι παχύτερα στη βάση και λε-
πτότερα στο πάνω μέρος τους, έτσι ώστε να αυ-
ξάνεται η αντοχή τους όσο αυξάνεται το βάθος
και να είναι πιο οικονομικά στην κατασκευή.

30 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

Ανακεφαλαίωση:

• Φυσικά μεγέθη λέγονται οι ποσότητες που χρησιμοποιούμε για την
περιγραφή ενός φαινομένου.

• Μονάδα μέτρησης ονομάζεται ένα ίδιο μέγεθος, με το οποίο συγκρί-
νουμε το φυσικό μέγεθος, για να το μετρήσουμε.

• Τρία θεμελιώδη μεγέθη στο διεθνές σύστημα μονάδων είναι το μή-
κος, η μάζα και ο χρόνος, με αντίστοιχες μονάδες μέτρησης το μέτρο
(m), το χιλιόγραμμο (Kg) και το δευτερόλεπτο (s).

• Παράγωγα ονομάζονται τα φυσικά μεγέθη που προκύπτουν από τα
βασικά μεγέθη του διεθνούς συστήματος μονάδων.

• Παράγωγα φυσικά μεγέθη είναι το εμβαδόν, ο όγκος και η πυκνότητα,
με αντι-στοιχες μονάδες μέτρησης το τετραγωνικό μέτρο (m2), το
κυβικό μέτρο (m3) και το χιλιόγραμμο ανά κυβικό μέτρο (Κg/m3).

• Πυκνότητα ενός σώματος ονομάζεται το πηλίκο της μάζας προς τον

όγκο του σώματος.

πυκνότητα = μάζα d= m

όγκος V

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 31

Λυμένες ασκήσεις:

5. Να αντιστοιχίσετε τα φυσικά μεγέθη της στήλης Α με τη μονάδα μέτρη-
σης της στήλης Β:

Στήλη Α Στήλη Β

1. Μήκος α. m3
2. Όγκος β. s
3. Μάζα γ. Kg
4. Εμβαδόν δ. N
5. Χρόνος ε. m
6. Βάρος ζ. m2

Λύση
1. ε, 2. α, 3. γ, 4. ζ, 5. β, 6. δ.

6. Αν σε ένα μπουκάλι όγκου 400 cm3 περιέχονται 320 g οινοπνεύματος,
ποια είναι η πυκνότητα του οινοπνεύματος;

Λύση
Θα χρησιμοποιήσουμε τη σχέση: d  m

V
d  320g

400cm3

d = 0,8 g/cm3

32 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

7. Ένα δωμάτιο έχει μήκος 4 m, πλάτος 6 m και ύψος 3 m. Να υπολογί-
σετε τον όγκο του δωματίου.

Λύση
Το δωμάτιο έχει όγκο: V = 4 m · 6 m · 3 m
¢ ñá V = 72 m3

8. Να συμπληρώσετε τα κενά στον παρακάτω πίνακα:

Υλικό Μάζα (g) Όγκος (cm3) Πυκνότητα (g/cm3)

Νερό 32 150 1
Οινόπνευμα 120 12
Μόλυβδος 40 11,3
Αλουμίνιο 178 2,7
8,9
Χαλκός

Λύση
Για να λύσουμε την άσκηση θα χρησιμοποιήσουμε για κάθε υλικό μία από
τις σχέσεις:

d  m , m  d  V, V  m
Vd

Νερό : V  m  32g  32cm3
d 1g / cm3

Οινόπνευμα : d  m  120g  0,8g / cm3
V 150cm3

Μόλυβδος : m  d  V 11,3g / cm3 12cm3 135,6g

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 33

Aλουμίνιο : m  d  V  2,7g / cm3  40cm3 108g
Χαλκός : V  m  178g  20cm3

d 8,9g / cm3

9. Να γίνουν οι παρακάτω μετατροπές: γ. 90 min σε h
α. 0,023 m σε cm β. 123 m2 σε mm2

Λύση

α. Γνωρίζουμε ότι 1 m = 100 cm, άρα: 0,023 m = 0,023 · 100 cm = 2,3 cm

β. Γνωρίζουμε ότι 1 m2 = 1.000.000 mm2, άρα:
123 m2 = 123 · 1.000.000 mm2 = 123.000.000 mm2

γ. Γνωρίζουμε ότι 1 h = 60 min, άρα: 90 min = 90 / 60 h = 1,5 h

34 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

Ασκήσεις για λύση:

6. Να συμπληρώσετε τα κενά στον παρακάτω πίνακα:

Υλικό Μάζα (g) Όγκος (cm3) Πυκνότητα (g/cm3)

Χαλκός 600 200 8,9
Γλυκερίνη 340 480
Πετρέλαιο 0,85
Αλουμίνιο 9650 60 2,7
19,3
Χρυσός

7. Ένα σώμα έχει μάζα 60 g και όγκο 80 cm3. Να υπολογίσετε την πυκνό-
τητα του υλικού από το οποίο είναι κατασκευασμένο το σώμα.

8. Η πυκνότητα του χαλκού είναι 8,9 g/cm3. Αν ένα χάλκινο καλώδιο έχει
όγκο 12 cm3, πόση είναι η μάζα του;

9. Ένα χρυσό κόσμημα έχει μάζα 96,5 g. Αν η πυκνότητα του χρυσού είναι
19,3 g/cm3, ποιο όγκο έχει το κόσμημα;

10. Ένας κύβος έχει ακμή 2 m και μάζα 11,2 Κg. Να υπολογίσετε την πυ-
κνότητα του υλικού κατασκευής του κύβου.

11. Ένα μπουκάλι ζυγίζει 150 g. Όταν γεμίζουμε το μπουκάλι με πετρέλαιο
ζυγίζει 490 g.
α. Πόσα γραμμάρια ζυγίζει το πετρέλαιο που βρίσκεται στο μπουκάλι;
β. Αν η πυκνότητα του πετρελαίου είναι 0,85 g/cm3, τι όγκο έχει το μπουκάλι;

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 35

12. Να γίνουν οι παρακάτω μετατροπές:
α. 20 m2 σε cm2 β. 5000 cm3 σε m3 γ. 3 h σε s δ. 1200 Kg/m3 σε g/L

13. Να συγκρίνετε: β. 30 dm2 με 2500 cm2
α. 55 m με 450 dm δ. 500 Kg/m3 με 0,6 g/cm3
γ. 2 h με 700 s

14. Να συμπληρωθεί ο παρακάτω πίνακας:

Φυσικό μέγεθος Σύμβολο Μονάδα μέτρησης (S.I.)

Μήκος
Μάζα
Χρόνος
Όγκος
Πυκνότητα

15. Το σώμα του σχήματος έχει μάζα 120 g. Να βρεθεί η πυκνότητά του.

36 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

3Ο Κριτήριο Αξιολόγησης:

Θέμα 1ο
α. Να περιγράψετε πως μετράμε τον όγκο ενός στερεού ακανόνιστου

σχήματος.
β. Να συμπληρώσετε τα κενά στην ακόλουθη πρόταση:

“Ένα σώμα επιπλέει σε ένα υγρό όταν έχει .........................
......................... από αυτό, ενώ βυθίζεται όταν έχει .........................
......................... από το υγρό.”

Θέμα 2ο
α. Να αναφέρετε τις κυριότερες διαφορές μάζας και βάρους.
β. Ποιες από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστές και ποιες λανθασμένες;

1. Στα στερεά σώματα, αν αλλάξει το σχήμα τους, αλλάζει και ο όγκος τους.
2. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός σώματος, τόσο πιο δύσκολα το

σώμα αρχίζει να κινείται ή σταματά.
3. Τα θεμελιώδη μεγέθη του διεθνούς συστήματος μονάδων είναι το

μήκος, η μάζα και ο χρόνος.

Θέμα 3ο
α. Ποια είναι η μονάδα μέτρησης της πυκνότητας στο διεθνές σύστημα

μονάδων;
β. Να συμπληρώσετε τα κενά στον παρακάτω πίνακα:

Υλικό Μάζα (g) Όγκος (cm3) Πυκνότητα (g/cm3)

Χαλκός 1780 200 0,85
Πετρέλαιο 600 400 0,8
Οινόπνευμα

Θέμα 4ο
Ένας κύβος έχει ακμή 0,2 m.Αν η μάζα του κύβου είναι 1,6 Kg, να υπολογίσετε
την πυκνότητα του υλικού από το οποίο κατασκευάστηκε ο κύβος.

ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις 37

Το κεφάλαιο με μία ματιά:

Η Φυσική είναι η επιστημονική μέθοδος που μελετά τη δομή της ύλης,
αντικείμενα μικρά σαν το άτομο και μεγάλα σαν τους γαλαξίες. Γενικά
μελετά το σύμπαν, δηλαδή το χώρο, το χρόνο, την ύλη, την ενέργεια καθώς
και τον τρόπο που συσχετίζονται αυτά μεταξύ τους.

Η επιστημονική μέθοδος έχει ως σημαντικότερα στοιχεία την παρατήρη-
ση, την υπόθεση και το πείραμα και τέλος την πρόβλεψη νέων φαινομένων.

Κάθε θεωρία της φυσικής είναι αποτέλεσμα της επιστημονικής μεθόδου.

Μέτρηση λέγεται η σύγκριση ενός φυσικού μεγέθους με ένα άλλο ομοει-
δές, που το λαμβάνουμε σαν μονάδα.

Διεθνές σύστημα μονάδων (S.I.) είναι:
το σύστημα βάσει του οποίου γίνονται οι μετρήσεις των θεμελιώδων φυσι-
κών μεγεθών και έχουμε τα εξής:

Θεμελιώδες μέγεθος Θεμελιώδης μονάδα

μήκος 1 μέτρο (1 m)
μάζα 1 χιλιόγραμμο (1 Κg)
χρόνος 1 δευτερόλεπτο (1 s)
θερμοκρασία
Ένταση ηλ. ρεύματος 1 Κέλβιν (1 Κ)
1 αμπέρ (1 Α)

Τα μεγέθη που παράγονται από τα θεμελιώδη μεγέθη λέγονται παράγωγα
μεγέθη. Τέτοια είναι η πυκνότητα και ο όγκος. Οι μονάδες των παράγω-
γων μεγεθών λέγονται παράγωγες μονάδες. Τέτοιες είναι το m2 και το m3.

38 ΦΥΣΙΚΗ: Iστορία των φυσικών επιστημών - Επιστημονική μέθοδος - Γνωριμία με το εργασήριο - Μετρήσεις

Πυκνότητα d-p ορίζεται ως το πηλίκο της μάζας ενός σώματος, διά του
όγκου του:

m
d=

V
Η πυκνότητα έχει ως μονάδα μετρησης στο S.I.τα Κg/m3.

Χρόνος:
1h = 60 min = 3600 s 1 min = 60 s
Μήκος:
1 m = 10 dm = 100 cm = 1000 mm
1Km = 1000 m

Στη φυσική πρέπει να γνωρίζουμε ότι:

Εμβαδά: Όγκοι: