Это связано с уникальным строением молекулы воды: она полярна и может образовывать т.н. водородные связи с другими молекулами, при этом атом водорода одной молекулы оказывается связан с атомом кислорода другой молекулы. По этой причине в твердой фазе (лёд) каждая молекула воды образует связи с 4 соседями (2 по атомам водорода и 2 по атому кислорода), формируя структуру, похожую на тетраэдр. При плавлении льда с повышением температуры водородные связи ослабевают, межмолекулярные расстояния сокращаются - плотность воды увеличивается. Это с одной стороны. С другой - рост температуры означает более интенсивное колебательное движение молекул, что приводит к увеличению расстояния между ними, т.е. уменьшению плотности вещества. Вот эти два противоположных процесса и уравновешиваются при температуре около 4 градусов (на самом деле чуть меньше): в диапазоне от 0 до 4 преобладает первый процесс (рост плотности за счет разрыва водородных связей), от 4 градусов и выше - второй (падение плотности из-за усиления колебаний молекул).
Равномерное и равноускоренное прямолинейное движение равномерное прямолинейное движение. скорость равномерным прямолинейным движением называют такое происходящее по прямолинейной траектории движение, при котором тело (материальная точка) за любые равные промежутки времени совершает одинаковые перемещения. перемещение тела в прямолинейном движении обычно обозначают s. если тело движется по прямой только в одном направлении, модуль его перемещения равен пройденному пути, т. е. |s|=s. для того, чтобы найти перемещение тела s за промежуток времени t, необходимо знать его перемещение за единичное время. с этой целью вводят понятие скорости v данного движения. скоростью равномерного прямолинейного движения называют векторную величину, равную отношению перемещения тела к промежутку времени, в течение которого было совершено это перемещение: v=s/t. (1.1) направление скорости в прямолинейном движении совпадает с направлением перемещения. поскольку в равномерном прямолинейном движении за любые равные промежутки времени тело совершает равные перемещения, скорость такого движения является величиной постоянной (v=const). по модулю v=s/t. (1.2) из формулы (1.2) устанавливают единицу скорости. в настоящее время в качестве основной системы единиц используют международную систему единиц (сокращенно си - система интернациональная) . об этой системе рассказано далее. единицей скорости в си является 1 м/с (метр в секунду) ; 1 м/с есть скорость такого равномерного прямолинейного движения, при котором материальная точка за 1 с совершает перемещение 1 м. пусть ось ох системы координат, связанной с телом отсчета, совпадает с прямой, вдоль которой движется тело, а x0 является координатой начальной точки движения тела. вдоль оси ох направлены и перемещение s, и скорость v движущегося тела. из формулы (1.1) следует, что s=vt. согласно этой формуле, векторы s и vt равны, поэтому равны и их проекции на ось ох: sx=vx·t. (1.3) теперь можно установить кинематический закон равномерного прямолинейного движения, т. е. найти выражение для координаты движущегося тела в любой момент времени. поскольку х=x0+sx, с учетом (1.3) имеем х=x0+ vx·t. (1.4) по формуле (1.4), зная координату x0 начальной точки движения тела и скорость тела v (ее проекцию vx на ось ох) , в любой момент времени можно определить положение движущегося тела. правая часть формулы (1.4) является суммой, так как и х0, и vx могут быть и положительными, и отрицательными (графическое представление равномерного прямолинейного движения дано далее) .
