Τύποι δυνάμεων στη φύση. Σχολική Εγκυκλοπαίδεια. Σχηματικός προσδιορισμός των δυνάμεων που δρουν στο σώμα

Με την πρώτη ματιά, φαίνεται ότι έχουμε αναλάβει ένα συντριπτικό και αδιάλυτο έργο: υπάρχει άπειρος αριθμός σωμάτων στη Γη και έξω από αυτήν. Αλληλεπιδρούν διαφορετικά. Έτσι, για παράδειγμα, μια πέτρα πέφτει στη Γη. μια ηλεκτρική ατμομηχανή τραβά ένα τρένο. το πόδι του ποδοσφαιριστή χτυπά την μπάλα. ένα ραβδί εβονίτη που φοριέται σε γούνα προσελκύει ελαφριά κομμάτια χαρτιού (Εικ. 3.1, α). ο μαγνήτης έλκει ρινίσματα σιδήρου (Εικ. 3.1, β)", ο αγωγός με ρεύμα στρέφει τη βελόνα της πυξίδας (Εικ. 3.1, γ), η Σελήνη και η Γη αλληλεπιδρούν και μαζί αλληλεπιδρούν με τον Ήλιο, τα αστέρια και τα αστρικά συστήματα αλληλεπιδρούν , κτλ ... κλπ. Τέτοια παραδείγματα δεν έχουν τέλος Φαίνεται ότι στη φύση υπάρχει άπειρος αριθμός αλληλεπιδράσεων (δυνάμεων)!Αποδεικνύεται ότι όχι!
Τέσσερις τύποι δυνάμεων
Στις απεριόριστες εκτάσεις του Σύμπαντος, στον πλανήτη μας, σε οποιαδήποτε ουσία, σε ζωντανούς οργανισμούς, σε άτομα, σε ατομικούς πυρήνες και στον κόσμο των στοιχειωδών σωματιδίων, συναντάμε την εκδήλωση μόνο τεσσάρων τύπων δυνάμεων: βαρυτική, ηλεκτρομαγνητική, ισχυρή (πυρηνική) και αδύναμη.
Οι δυνάμεις βαρύτητας, ή οι συμπαντικές βαρυτικές δυνάμεις, δρουν μεταξύ όλων των σωμάτων - όλα τα σώματα έλκονται μεταξύ τους. Αλλά αυτή η έλξη είναι σημαντική μόνο όταν τουλάχιστον ένα από τα αλληλεπιδρώντα σώματα είναι τόσο μεγάλο όσο η Γη ή η Σελήνη. Διαφορετικά, αυτές οι δυνάμεις είναι τόσο μικρές που μπορούν να παραμεληθούν.
Ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις ενεργούν μεταξύ των σωματιδίων που έχουν ηλεκτρικά φορτία. Το εύρος των δραστηριοτήτων τους είναι ιδιαίτερα εκτεταμένο και ποικίλο. Στα άτομα, τα μόρια, τα στερεά, τα υγρά και τα αέρια σώματα, οι ζωντανοί οργανισμοί, οι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις είναι οι κύριες. Ο ρόλος τους στους ατομικούς πυρήνες είναι μεγάλος.
Το εύρος των πυρηνικών δυνάμεων είναι πολύ περιορισμένο. Έχουν αισθητή επίδραση μόνο μέσα στους ατομικούς πυρήνες (δηλαδή σε αποστάσεις της τάξης των 10~12 cm). Ήδη σε αποστάσεις μεταξύ σωματιδίων της τάξης των 10-11 cm (χίλιες φορές μικρότερα από το μέγεθος ενός ατόμου - 10~8 cm), δεν εμφανίζονται καθόλου.
Οι αδύναμες αλληλεπιδράσεις εμφανίζονται σε ακόμη μικρότερες αποστάσεις. Προκαλούν μετασχηματισμούς στοιχειωδών σωματιδίων το ένα στο άλλο.
Οι πυρηνικές δυνάμεις είναι οι πιο ισχυρές στη φύση. Εάν η ένταση των πυρηνικών δυνάμεων ληφθεί ως ενότητα, τότε η ένταση των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων θα είναι 10~2, οι δυνάμεις βαρύτητας - 10 40, οι ασθενείς αλληλεπιδράσεις - 10~16.
Πρέπει να ειπωθεί ότι μόνο οι βαρυτικές και ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις μπορούν να θεωρηθούν ως δυνάμεις με την έννοια της Νευτώνειας μηχανικής. Ισχυρές (πυρηνικές) και αδύναμες αλληλεπιδράσεις εκδηλώνονται σε τόσο μικρές αποστάσεις όταν οι νόμοι της Νευτώνειας μηχανικής, και μαζί τους η έννοια της μηχανικής δύναμης, χάνουν το νόημά τους. Αν σε αυτές τις περιπτώσεις χρησιμοποιείται και ο όρος «δύναμη», είναι μόνο ως συνώνυμο της λέξης «αλληλεπίδραση».
Δυνάμεις στη μηχανική
Στη μηχανική, συνήθως ασχολείται κανείς με δυνάμεις βαρύτητας, ελαστικές δυνάμεις και δυνάμεις τριβής.
Δεν θα εξετάσουμε εδώ την ηλεκτρομαγνητική φύση της ελαστικής δύναμης και της δύναμης τριβής. Με τη βοήθεια πειραμάτων, είναι δυνατό να ανακαλύψουμε τις συνθήκες κάτω από τις οποίες προκύπτουν αυτές οι δυνάμεις και να τις εκφράσουμε ποσοτικά.
Υπάρχουν τέσσερις τύποι δυνάμεων στη φύση. Στη μηχανική, μελετώνται οι βαρυτικές δυνάμεις και δύο τύποι ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων - οι ελαστικές δυνάμεις και οι δυνάμεις τριβής.

Στείλτε την καλή δουλειά σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Δημοσιεύτηκε στις http://www.allbest.ru/

Υπουργείο Παιδείας και Επιστημών της Ρωσικής Ομοσπονδίας

Ομοσπονδιακή Πολιτειακή Αυτόνομη Εκπαιδευτική

ίδρυμα τριτοβάθμιας εκπαίδευσης

"Εθνική Έρευνα Τομσκ Πολυτεχνείο"

Ινστιτούτο Κυβερνητικής

Τομέας Σπουδών: Μηχατρονική και Ρομποτική

Τμήμα: Ολοκληρωμένο συστήματα υπολογιστώνδιαχείριση

Εκθεση ΙΔΕΩΝ

με θέμα:" Δυνάμεις στη φύση"

Συμπλήρωσε: Sergeev A.S.

Παραλήφθηκε: Αναπληρωτής Καθηγητής EF Kravchenko N.S.

Τομσκ - 2016

Εισαγωγή

Τα σύγχρονα επιτεύγματα της φυσικής υψηλής ενέργειας ενισχύουν ολοένα και περισσότερο την ιδέα ότι η ποικιλομορφία των ιδιοτήτων της Φύσης οφείλεται σε αλληλεπιδρώντα στοιχειώδη σωματίδια. Είναι προφανώς αδύνατο να δοθεί ένας άτυπος ορισμός ενός στοιχειώδους σωματιδίου, αφού μιλαμεγια τα πιο βασικά στοιχεία της ύλης. Σε ποιοτικό επίπεδο, μπορούμε να πούμε ότι τα φυσικά αντικείμενα που δεν έχουν συστατικά μέρη.

Προφανώς, το ζήτημα της στοιχειότητας των φυσικών αντικειμένων είναι πρωτίστως ένα πειραματικό ερώτημα. Για παράδειγμα, έχει διαπιστωθεί πειραματικά ότι τα μόρια, τα άτομα, οι ατομικοί πυρήνες έχουν μια εσωτερική δομή που δείχνει την παρουσία συστατικών μερών. Επομένως, δεν μπορούν να θεωρηθούν στοιχειώδη σωματίδια. Πιο πρόσφατα, ανακαλύφθηκε ότι σωματίδια όπως τα μεσόνια και τα βαρυόνια έχουν επίσης εσωτερική δομή και, επομένως, δεν είναι στοιχειώδη. Ταυτόχρονα, το ηλεκτρόνιο εσωτερική δομήδεν έχει παρατηρηθεί ποτέ και, επομένως, μπορεί να αποδοθεί σε στοιχειώδη σωματίδια. Ένα άλλο παράδειγμα στοιχειώδους σωματιδίου είναι ένα κβάντο φωτός - ένα φωτόνιο.

Τα σύγχρονα πειραματικά δεδομένα δείχνουν ότι υπάρχουν μόνο τέσσερις ποιοτικά διαφορετικό είδοςαλληλεπιδράσεις στις οποίες συμμετέχουν στοιχειώδη σωματίδια. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις ονομάζονται θεμελιώδεις, δηλαδή οι πιο βασικές, αρχικές, πρωταρχικές. Αν λάβουμε υπόψη όλη την ποικιλομορφία των ιδιοτήτων του Κόσμου γύρω μας, τότε φαίνεται εντελώς εκπληκτικό ότι στη Φύση υπάρχουν μόνο τέσσερις θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις που είναι υπεύθυνες για όλα τα φαινόμενα της Φύσης.

Εκτός από τις ποιοτικές διαφορές, οι θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις διαφέρουν ποσοτικά ως προς την ισχύ της κρούσης, η οποία χαρακτηρίζεται από τον όρο ένταση. Καθώς η ένταση αυξάνεται, οι θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις διατάσσονται με την ακόλουθη σειρά: βαρυτική, ασθενής, ηλεκτρομαγνητική και ισχυρή. Κάθε μία από αυτές τις αλληλεπιδράσεις χαρακτηρίζεται από μια αντίστοιχη παράμετρο, που ονομάζεται σταθερά σύζευξης, της οποίας η αριθμητική τιμή καθορίζει την ένταση της αλληλεπίδρασης.

Πώς τα φυσικά αντικείμενα πραγματοποιούν θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους; Ποιοτικά, η απάντηση σε αυτό το ερώτημα είναι η εξής. Οι θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις μεταφέρονται από κβάντα.

Παράλληλα, στο κβαντικό πεδίο, οι θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις αντιστοιχούν στα αντίστοιχα στοιχειώδη σωματίδια, που ονομάζονται στοιχειώδη σωματίδια - φορείς αλληλεπιδράσεων. Στη διαδικασία της αλληλεπίδρασης, ένα φυσικό αντικείμενο εκπέμπει σωματίδια - φορείς αλληλεπίδρασης, τα οποία απορροφώνται από ένα άλλο φυσικό αντικείμενο. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι τα αντικείμενα φαίνεται να αισθάνονται το ένα το άλλο, την ενέργειά τους, τη φύση της κίνησης, την αλλαγή κατάστασης, δηλαδή, βιώνουν αμοιβαία επιρροή.

Στη σύγχρονη φυσική υψηλής ενέργειας, η ιδέα της ενοποίησης των θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων γίνεται όλο και πιο σημαντική. Σύμφωνα με τις ιδέες της ενοποίησης, στη Φύση υπάρχει μόνο μία θεμελιώδης αλληλεπίδραση, η οποία εκδηλώνεται συγκεκριμένες καταστάσειςως βαρυτική, ή ως αδύναμη, ή ως ηλεκτρομαγνητική, ή ως ισχυρή, ή κάποιος συνδυασμός τους. Η επιτυχής υλοποίηση των ενοποιητικών ιδεών ήταν η δημιουργία της ήδη τυποποιημένης ενοποιημένης θεωρίας ηλεκτρομαγνητικών και αδύναμων αλληλεπιδράσεων. Γίνονται εργασίες για την ανάπτυξη μιας ενοποιημένης θεωρίας ηλεκτρομαγνητικών, ασθενών και ισχυρών αλληλεπιδράσεων, που ονομάζεται θεωρία της μεγάλης ενοποίησης. Γίνονται προσπάθειες να βρεθεί η αρχή της ενοποίησης και των τεσσάρων θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων.

ντο λάσπη

Η ταχύτητα ενός σώματος σε σχέση με τη Γη αλλάζει όταν άλλα σώματα ενεργούν πάνω του. Π.χ:

Όταν ένας άντρας σπρώχνει ένα τρόλεϊ, το θέτει σε κίνηση. Σε αυτή την περίπτωση, η ταχύτητα του τρόλεϊ θα αλλάξει υπό την επίδραση της δύναμης του ανθρώπινου χεριού.

Εξετάστε ένα άλλο παράδειγμα:

Όταν το χέρι αλληλεπιδρά με την μπάλα, παρατηρούμε ότι τα πηνία του ελατηρίου αρχίζουν να κινούνται και το ελατήριο συμπιέζεται. Αφήνοντάς το να φύγει, θα δούμε πώς το ελατήριο, ισιώνοντας, βάζει την μπάλα σε κίνηση. Στην αρχή, το ανθρώπινο χέρι ήταν το σώμα που ενεργούσε εδώ. Μετά ήταν η άνοιξη.

Σε όλα τα παραπάνω παραδείγματα, ο λόγος της αλλαγής της ταχύτητας του σώματος ήταν η δράση που άσκησαν πάνω του άλλα σώματα. Το μέτρο αυτής της δράσης είναι το διάνυσμα φυσική ποσότηταπου ονομάζεται δύναμη.

Η δύναμη είναι ένα διανυσματικό μέγεθος, όπως και άλλα διανυσματικά μεγέθη. Η αντοχή χαρακτηρίζεται όχι μόνο από μια αριθμητική τιμή, αλλά και από την κατεύθυνσή της.

Η δύναμη συνήθως υποδηλώνεται με το γράμμα φά.

Εάν δεν ασκηθεί δύναμη στο σώμα (F = 0), τότε αυτό σημαίνει ότι δεν υπάρχει καμία επίδραση σε αυτό και επομένως η ταχύτητα ενός τέτοιου σώματος σε σχέση με τη Γη δεν αλλάζει. Αν, αντίθετα, η δύναμη F ? 0, τότε το σώμα υφίσταται κάποια πρόσκρουση και η ταχύτητά του αλλάζει. Σε αυτή την περίπτωση, όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη F, τόσο πιο σημαντικά αλλάζει η ταχύτητα του σώματος σε σχέση με τη Γη.

Η μονάδα δύναμης SI είναι νεύτο . H είναι η δύναμη που αλλάζει την ταχύτητα ενός σώματος 1 kg κατά 1 m/s σε 1 δευτερόλεπτο. Αυτή η ενότητα πήρε το όνομά της από τον μεγάλο επιστήμονα I. Newton.

Εξετάστε τις πιο διάσημες δυνάμεις.

προκύπτουσα δύναμη

Συνήθως, οποιοδήποτε κινούμενο σώμα επηρεάζεται όχι από ένα, αλλά από πολλά γύρω σώματα ταυτόχρονα.

Για παράδειγμα: Όταν ένα σώμα πέφτει, δεν επηρεάζεται μόνο από τη Γη, αλλά και από τον αέρα.

Όταν πολλά σώματα δρουν σε ένα υλικό σημείο, τους γενική δράσηχαρακτηρίζεται από ισορροπημένη δύναμη.

Υπάρχουν διάφοροι κανόνες για την εύρεση της προκύπτουσας δύναμης.

1) Εάν ασκηθούν δύο δυνάμεις F(1) και F(2) στο σώμα, κατευθυνόμενες κατά μήκος μιας ευθείας γραμμής προς μία κατεύθυνση, τότε το προκύπτον F τους βρίσκεται από τον τύπο

Στην περίπτωση αυτή, η κατεύθυνση της προκύπτουσας δύναμης συμπίπτει με την κατεύθυνση των ασκούμενων δυνάμεων

2) Εάν ασκηθούν δύο δυνάμεις F(1) και F(2) στο σώμα, κατευθυνόμενες κατά μήκος μιας ευθείας σε αντίθετες κατευθύνσεις, τότε στο F

F(1) > F(2) το προκύπτον F τους βρίσκεται από τον τύπο

F = F(1) - F(2).

Η κατεύθυνση της προκύπτουσας δύναμης σε αυτή την περίπτωση συμπίπτει με την κατεύθυνση της μεγαλύτερης από τις ασκούμενες δυνάμεις. Εάν, επιπλέον, F(1) = F(2), τότε το προκύπτον F τους θα είναι ίσο με μηδέν. Σε αυτή την περίπτωση, το σώμα ηρεμίας θα παραμείνει σε ηρεμία και το κινούμενο σώμα θα εκτελέσει ομοιόμορφα και ευθύγραμμη κίνησημε την ταχύτητα που είχε.

Περίπου δύο δυνάμεις, ίσες σε μέγεθος και κατευθυνόμενες κατά μήκος της ίδιας ευθείας προς αντίθετες κατευθύνσεις, λένε ότι ισορροπούν ή αντισταθμίζουν η μία την άλλη. Το προκύπτον F τέτοιων δυνάμεων είναι πάντα ίσο με μηδέν και επομένως δεν μπορεί να αλλάξει την ταχύτητα του σώματος.

Για να αλλάξει η ταχύτητα ενός σώματος σε σχέση με τη Γη, είναι απαραίτητο το αποτέλεσμα όλων των δυνάμεων που ασκούνται στο σώμα να είναι διαφορετικό από το μηδέν. Στην περίπτωση που το σώμα κινείται προς την κατεύθυνση της δύναμης που προκύπτει, η ταχύτητά του αυξάνεται. όταν κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση, η ταχύτητα του σώματος μειώνεται.

Βαρύτητα

Γιατί ένα σώμα που ρίχνεται σε οριζόντια κατεύθυνση καταλήγει στο έδαφος μετά από λίγα δευτερόλεπτα;

Γιατί ένα σώμα που απελευθερώνεται από τα χέρια πέφτει κάτω;

Αυτά τα φαινόμενα έχουν έναν λόγο - την έλξη της Γης.

Η δύναμη της βαρύτητας προς τη γη ονομάζεται βαρύτητα. Η δύναμη της βαρύτητας κατευθύνεται κάθετα προς τα κάτω. Όταν ένα σώμα πέφτει κάτω υπό την επίδραση της έλξης προς τη Γη, επηρεάζεται όχι μόνο από τη Γη, αλλά και από άλλες επιρροές. Σε περιπτώσεις όπου η δύναμη της αντίστασης του αέρα είναι αμελητέα σε σύγκριση με τη δύναμη της βαρύτητας, η πτώση του σώματος ονομάζεται Ελεύθερος.

Για να προσδιοριστεί η δύναμη της βαρύτητας, είναι απαραίτητο να πολλαπλασιάσουμε τη μάζα αυτού του σώματος με την επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης:

Από αυτόν τον τύπο προκύπτει ότι g = F(T)/m. Αλλά το F(T) μετριέται σε Newton και το m είναι σε κιλά. Επομένως, η τιμή του g μπορεί να μετρηθεί σε Newton ανά κιλό:

g \u003d 9,8 N / kg; 10 N / kg.

Καθώς το ύψος πάνω από τη Γη αυξάνεται, η επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης σταδιακά μειώνεται. Η μείωση της επιτάχυνσης ελεύθερης πτώσης σημαίνει ότι η δύναμη της βαρύτητας μειώνεται επίσης καθώς αυξάνεται το ύψος πάνω από τη Γη. Όσο πιο μακριά είναι το σώμα από τη Γη, τόσο πιο αδύναμο το έλκει.

Ελαστική δύναμη

Όλα τα σώματα κοντά στη Γη επηρεάζονται από την έλξη της. Υπό την επίδραση της βαρύτητας, σταγόνες βροχής και νιφάδες χιονιού πέφτουν στη Γη.

Αλλά όταν οι σταγόνες κείτονται στην οροφή, έλκεται από τη Γη, αλλά δεν περνάει ούτε πέφτει από την οροφή, αλλά παραμένει σε ηρεμία. Τι το εμποδίζει να πέσει; Στέγη. Δρα σε σταγόνες με δύναμη ίση με τη βαρύτητα, αλλά κατευθυνόμενη προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Ας εξετάσουμε ένα παράδειγμα. Εμφανίζεται ένας πίνακας που στηρίζεται σε δύο βάσεις. Εάν ένα σώμα τοποθετηθεί στη μέση του, τότε υπό τη δράση της βαρύτητας το σώμα θα αρχίσει να σπρώχνει μέσα από τη σανίδα, αλλά μετά από λίγα λεπτά θα σταματήσει. Σε αυτή την περίπτωση, η δύναμη της βαρύτητας θα γίνει μια ισορροπημένη δύναμη που ασκεί το σώμα από την πλευρά της καμπύλης σανίδας και κατευθύνεται κατακόρυφα προς τα πάνω. Αυτή η δύναμη ονομάζεται δύναμη ελαστικότητας.

Η ελαστική δύναμη προκύπτει κατά την παραμόρφωση. Παραμόρφωσηείναι μια αλλαγή στο σχήμα ή το μέγεθος του σώματος. Ένας τύπος παραμόρφωσης είναι η κάμψη. Όσο περισσότερο λυγίζει το στήριγμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ελαστική δύναμη που ασκείται από αυτό το στήριγμα στο σώμα. Πριν τοποθετηθεί το σώμα (βάρος) στη σανίδα, αυτή η δύναμη απουσίαζε. Καθώς το βάρος κινούνταν, που λύγισε όλο και περισσότερο το στήριγμά του, αυξανόταν και η ελαστική δύναμη. Τη στιγμή που το βάρος σταματά, η ελαστική δύναμη έχει φτάσει στη δύναμη της βαρύτητας και το αποτέλεσμα τους έχει γίνει ίσο με μηδέν.

Εάν τοποθετηθεί ένα αρκετά ελαφρύ αντικείμενο στο στήριγμα, τότε η παραμόρφωσή του μπορεί να αποδειχθεί τόσο ασήμαντη που δεν θα παρατηρήσουμε καμία αλλαγή στο σχήμα του στηρίγματος. Αλλά η παραμόρφωση θα είναι ακόμα! Και μαζί με αυτό, θα δράσει και η ελαστική δύναμη, αποτρέποντας την πτώση του σώματος που βρίσκεται σε αυτό το στήριγμα. Σε τέτοιες περιπτώσεις (όταν η παραμόρφωση του σώματος είναι ανεπαίσθητη και η αλλαγή στο μέγεθος του στηρίγματος μπορεί να παραμεληθεί), η ελαστική δύναμη ονομάζεται δύναμη αντίδρασης υποστήριξης.

Εάν αντί για στήριγμα χρησιμοποιείται κάποιο είδος ανάρτησης (νήμα, σχοινί, σύρμα, ράβδος κ.λπ.), τότε το αντικείμενο που είναι προσαρτημένο σε αυτό μπορεί επίσης να κρατηθεί σε ηρεμία. Η δύναμη της βαρύτητας εδώ θα εξισορροπηθεί επίσης από την αντίθετα κατευθυνόμενη δύναμη της ελαστικότητας. Σε αυτή την περίπτωση, η ελαστική δύναμη προκύπτει λόγω του γεγονότος ότι η ανάρτηση τεντώνεται υπό τη δράση του φορτίου που συνδέεται σε αυτήν. τέντωμαάλλου είδους παραμόρφωση.

Ο επιστήμονας R. Hooke συνέβαλε πολύ στη μελέτη της ελαστικής δύναμης. Ο νόμος του Χουκ λέει:

Ελαστική δύναμη, που συμβαίνει όταν ένα σώμα τεντώνεται ή συμπιέζεται, είναι ανάλογο με την επιμήκυνσή του.

Αν η επιμήκυνση του σώματος, δηλ. η αλλαγή στο μήκος της, που συμβολίζεται με x, και η ελαστική δύναμη - με F (έλεγχος), τότε σύμφωνα με το νόμο του Hooke, μπορεί να δοθεί η ακόλουθη μαθηματική μορφή:

όπου k είναι ένας παράγοντας αναλογικότητας, που ονομάζεται ακαμψία του σώματος. Κάθε σώμα έχει τη δική του ακαμψία. Όσο μεγαλύτερη είναι η ακαμψία ενός σώματος (ελατήριο, σύρμα, ράβδος κ.λπ.), τόσο λιγότερο αλλάζει το μήκος του υπό την επίδραση μιας δεδομένης δύναμης.

Η μονάδα ακαμψίας SI είναι το newton ανά μέτρο (1 N/m).

Σωματικό βάρος

Λέμε συνεχώς: «ζυγίζει 50 κιλά» κ.λπ. Δεν ξέρουμε όμως ότι κάνουμε λάθος. ΒάροςΑυτό είναι ένα μέτρο της αδράνειας του σώματος, του τρόπου με τον οποίο το σώμα αντιδρά στη δράση που εφαρμόζεται σε αυτό, ή πώς δρα το ίδιο σε άλλα σώματα. ΕΝΑ σωματικό βάροςείναι η δύναμη με την οποία ένα σώμα δρα σε οριζόντια στήριξη ή κάθετη ανάρτηση υπό την επίδραση της γήινης βαρύτητας.

Η μάζα μετριέται σε κιλά και το σωματικό βάρος, όπως κάθε άλλη δύναμη, σε νιούτον. Το βάρος ενός σώματος έχει κατεύθυνση, όπως κάθε δύναμη, και είναι διανυσματικό μέγεθος. Η μάζα δεν έχει κατεύθυνση και είναι ένα βαθμωτό μέγεθος.

Το βάρος του σώματος, όπως και η δύναμη της βαρύτητας, κατευθύνεται προς τα κάτω.

Το σωματικό βάρος συνήθως υποδηλώνεται με το γράμμα Π.

Ο τύπος για το σωματικό βάρος στη φυσική γράφεται ως εξής:

όπου m - σωματικό βάρος

Όμως, παρά τη σύμπτωση με τον τύπο και την κατεύθυνση της βαρύτητας, υπάρχει μια σοβαρή διαφορά μεταξύ της βαρύτητας και του σωματικού βάρους. Η βαρύτητα εφαρμόζεται στο σώμα, δηλαδή, χοντρικά, είναι αυτό που πιέζει το σώμα και το βάρος του σώματος εφαρμόζεται στο στήριγμα ή την ανάρτηση, δηλαδή εδώ το σώμα πιέζει ήδη την ανάρτηση ή το στήριγμα .

Αλλά η φύση της ύπαρξης της βαρύτητας και του σωματικού βάρους είναι η ίδια έλξη της Γης. Αυστηρά μιλώντας, το βάρος του σώματος είναι συνέπεια της δύναμης της βαρύτητας που εφαρμόζεται στο σώμα. Και ακριβώς όπως η βαρύτητα, το σωματικό βάρος μειώνεται με το ύψος.

Δύναμη τριβής

Εάν προσπαθήσετε να μετακινήσετε μια ντουλάπα, τότε βεβαιωθείτε αμέσως ότι αυτό δεν είναι τόσο εύκολο να γίνει. Η κίνησή του θα παρεμποδιστεί από την αλληλεπίδραση των ποδιών με το πάτωμα στο οποίο στέκεται.

Η αλληλεπίδραση που συμβαίνει στο σημείο επαφής των σωμάτων και εμποδίζει τη σχετική κίνησή τους ονομάζεται τριβή, και η δύναμη που χαρακτηρίζει αυτή την αλληλεπίδραση είναι δύναμη τριβής.

Υπάρχουν τρεις τύποι τριβής: στατική τριβή, τριβή ολίσθησης και τριβή κύλισης.

1) Τριβή ανάπαυσης. Ας φορέσουμε το σώμα κεκλιμένο επίπεδο. Με μια μικρή γωνία κλίσης του επιπέδου, το σώμα μπορεί να παραμείνει στη θέση του. Τι θα το εμποδίσει να γλιστρήσει προς τα κάτω; Τριβή ανάπαυσης. Η στατική δύναμη τριβής μπορεί να είναι οποιαδήποτε.

Αλλάζει μαζί με τη δύναμη που προσπαθεί να μετακινήσει το σώμα από τη θέση του. Αλλά για οποιαδήποτε δύο σώματα που αλληλεπιδρούν, έχει μια ορισμένη μέγιστη τιμή, η οποία δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερη από.

Εφαρμόζοντας μια δύναμη στο σώμα που υπερβαίνει τη μέγιστη δύναμη στατικής τριβής, θα το μετακινήσουμε από τη θέση του και το σώμα θα αρχίσει να κινείται. Στη συνέχεια, η στατική τριβή θα αντικατασταθεί από τριβή ολίσθησης. δύναμη τριβής βαρύτητα

2) Τριβή ολίσθησης.Τι προκαλεί τη σταδιακή διακοπή του έλκηθρου; λόγω τριβής ολίσθησης. Η δύναμη της τριβής ολίσθησης κατευθύνεται πάντα προς την αντίθετη κατεύθυνση από την κατεύθυνση κίνησης του σώματος.

3) τριβή κύλισης. Εάν το σώμα δεν γλιστράει στην επιφάνεια ενός άλλου σώματος, αλλά κυλά σαν τροχός ή κύλινδρος, τότε η τριβή που συμβαίνει στο σημείο επαφής τους ονομάζεται τριβή κύλισης.

Ο κυλιόμενος τροχός πιέζεται κάπως στο κρεβάτι του δρόμου, και επομένως υπάρχει πάντα ένα μικρό φυμάτιο μπροστά του, το οποίο πρέπει να ξεπεραστεί. Η τριβή κύλισης οφείλεται στο γεγονός ότι ο τροχός κύλισης πρέπει συνεχώς να σκαρφαλώνει στον λόφο που εμφανίζεται μπροστά. Ταυτόχρονα, όσο πιο σκληρός είναι ο δρόμος, τόσο λιγότερη τριβή κύλισης.

συμπέρασμα

Έτσι, κάναμε μια επισκόπηση των πιο διάσημων δυνάμεων. Περιέγραψε συνοπτικά καθεμία από τις δυνάμεις, θεωρώντας παραδείγματα από τη ζωή.

Ας συνοψίσουμε με τη μορφή πίνακα:

Βιβλιογραφία

1. http://phscs.ru/

2. http://bcoreanda.com/

3. http://bibliofond.ru

5. http://dic.academic.ru

6. http://interneturok.ru

7.https://ru.wikipedia.org

8. https://www.google.com/imghp?hl=ru

9. http://en.solverbook.com/

10. http://www.fizika.ru

11. http://foxford.ru

12. http://infofiz.ru

13. http://multiurok.ru

Φιλοξενείται στο Allbest.ru

Παρόμοια Έγγραφα

Η κίνηση ενός σώματος σε ελλειπτική τροχιά γύρω από έναν πλανήτη. Η κίνηση ενός σώματος υπό τη δράση της βαρύτητας σε κατακόρυφο επίπεδο, σε μέσο με αντίσταση. Εφαρμογή των νόμων κίνησης ενός σώματος υπό τη δράση της βαρύτητας, λαμβάνοντας υπόψη την αντίσταση του μέσου στη βαλλιστική.

θητεία, προστέθηκε 17/06/2011


Ανάλυση της εξάρτησης του σωματικού βάρους από την επιτάχυνση της στήριξης στην οποία βρίσκεται, αλλαγές στη σχετική θέση των σωματιδίων του σώματος που σχετίζονται με την κίνησή τους μεταξύ τους. Μελέτη των κύριων τύπων παραμόρφωσης: στρέψη, διάτμηση, κάμψη, τάση και συμπίεση.

παρουσίαση, προστέθηκε 12/04/2011


Η μελέτη της έννοιας του "σωματικού βάρους" - η δύναμη με την οποία αυτό το σώμα δρα σε ένα στήριγμα ή ανάρτηση, λόγω της δράσης της βαρύτητας σε αυτό. Ονομασία και κατεύθυνση του σωματικού βάρους. Χαρακτηριστικά της αρχής λειτουργίας και τύποι δυναμομέτρων - συσκευές μέτρησης δύναμης (βάρος).

παρουσίαση, προστέθηκε 13/12/2010


Βαρυτικές, ηλεκτρομαγνητικές και πυρηνικές δυνάμεις. Αλληλεπίδραση στοιχειωδών σωματιδίων. Η έννοια της βαρύτητας και της βαρύτητας. Προσδιορισμός της ελαστικής δύναμης και των κύριων τύπων παραμόρφωσης. Χαρακτηριστικά των δυνάμεων τριβής και των δυνάμεων ηρεμίας. Εκδηλώσεις τριβής στη φύση και την τεχνολογία.

παρουσίαση, προστέθηκε 24/01/2012


μηχανική κίνηση. Σχετικότητα της κίνησης. Αλληλεπίδραση τηλεφώνου. Δύναμη. Δεύτερος νόμος του Νεύτωνα. ορμή του σώματος. Ο νόμος της διατήρησης της ορμής στη φύση και την τεχνολογία. Ο νόμος της παγκόσμιας έλξης. Βαρύτητα. Σωματικό βάρος. έλλειψη βαρύτητας.

cheat sheet, προστέθηκε 06/12/2006


Το φαινόμενο της βαρύτητας και της μάζας σώματος, η βαρυτική έλξη της Γης. Μέτρηση μάζας με τη βοήθεια ζυγαριών. Η ιστορία της ανακάλυψης του «Νόμου της παγκόσμιας βαρύτητας», η διατύπωσή του και τα όρια εφαρμογής του. Υπολογισμός της βαρύτητας και της επιτάχυνσης ελεύθερης πτώσης.

περίληψη μαθήματος, προστέθηκε 27/09/2010


Καταγραφή του δεύτερου νόμου του Νεύτωνα σε διανυσματική και βαθμωτή μορφή. Καθορισμός της διαδρομής του σώματος για να σταματήσει σε ένα δεδομένο αρχική ταχύτητα. Υπολογισμός του χρόνου κίνησης ενός δεδομένου σώματος εάν, υπό την επίδραση δύναμης ίσης με 149 N, το σώμα διένυσε απόσταση ίση με 200 m.

παρουσίαση, προστέθηκε 10/04/2011


Η διαφορά μεταξύ βαρύτητας και βάρους. Ροπή αδράνειας ως προς τον άξονα περιστροφής. Εξίσωση ροπών για υλικό σημείο. Απόλυτα άκαμπτο σώμα. Συνθήκες ισορροπίας, αδράνεια στη φύση. Μηχανική μεταφορικής και περιστροφικής κίνησης σε σχέση με σταθερό άξονα.

παρουσίαση, προστέθηκε 29/09/2013


Η ουσία του νόμου για τον προσδιορισμό της μέγιστης στατικής δύναμης τριβής. Εξάρτηση του συντελεστή δύναμης τριβής ολίσθησης από το μέτρο σχετική ταχύτητατηλ. Μείωση της δύναμης της τριβής ολίσθησης του σώματος με τη βοήθεια λίπανσης. Το φαινόμενο της μείωσης της δύναμης τριβής όταν συμβαίνει ολίσθηση.

παρουσίαση, προστέθηκε 19/12/2013


Οι νόμοι του Κέπλερ για την κίνηση των πλανητών μια σύντομη περιγραφή του. Η ιστορία της ανακάλυψης του νόμου της παγκόσμιας έλξης από τον I. Newton. Προσπάθειες δημιουργίας μοντέλου του σύμπαντος. Η κίνηση των σωμάτων υπό την επίδραση της βαρύτητας. Βαρυτικές δυνάμεις έλξης. τεχνητούς δορυφόρουςΓη.

Είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε το σημείο εφαρμογής και την κατεύθυνση κάθε δύναμης. Είναι σημαντικό να μπορούμε να προσδιορίζουμε ακριβώς ποιες δυνάμεις δρουν στο σώμα και προς ποια κατεύθυνση. Η δύναμη συμβολίζεται ως , μετρούμενη σε Newton. Προκειμένου να γίνει διάκριση μεταξύ των δυνάμεων, ορίζονται ως εξής

Παρακάτω είναι οι κύριες δυνάμεις που δρουν στη φύση. Είναι αδύνατο να εφεύρεις ανύπαρκτες δυνάμεις όταν λύνεις προβλήματα!

Υπάρχουν πολλές δυνάμεις στη φύση. Εδώ εξετάζουμε τις δυνάμεις που λαμβάνονται υπόψη στο μάθημα της σχολικής φυσικής κατά τη μελέτη της δυναμικής. Αναφέρονται και άλλες δυνάμεις, οι οποίες θα συζητηθούν σε άλλες ενότητες.

Βαρύτητα

Κάθε σώμα στον πλανήτη επηρεάζεται από τη βαρύτητα της Γης. Η δύναμη με την οποία η Γη έλκει κάθε σώμα καθορίζεται από τον τύπο

Το σημείο εφαρμογής βρίσκεται στο κέντρο βάρους του σώματος. Βαρύτητα στραμμένο πάντα κάθετα προς τα κάτω.

Δύναμη τριβής

Ας εξοικειωθούμε με τη δύναμη της τριβής. Αυτή η δύναμη προκύπτει όταν τα σώματα κινούνται και δύο επιφάνειες έρχονται σε επαφή. Η δύναμη προκύπτει ως αποτέλεσμα του γεγονότος ότι οι επιφάνειες, όταν παρατηρούνται στο μικροσκόπιο, δεν είναι λείες όπως φαίνονται. Η δύναμη τριβής καθορίζεται από τον τύπο:

Μια δύναμη ασκείται στο σημείο επαφής μεταξύ δύο επιφανειών. Κατευθύνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση από την κίνηση.

Δύναμη αντίδρασης υποστήριξης

Φανταστείτε ένα πολύ βαρύ αντικείμενο ξαπλωμένο σε ένα τραπέζι. Το τραπέζι λυγίζει κάτω από το βάρος του αντικειμένου. Αλλά σύμφωνα με τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα, ο πίνακας δρα στο αντικείμενο με την ίδια ακριβώς δύναμη με το αντικείμενο στο τραπέζι. Η δύναμη κατευθύνεται αντίθετα από τη δύναμη με την οποία το αντικείμενο πιέζει το τραπέζι. Αυτό είναι επάνω. Αυτή η δύναμη ονομάζεται αντίδραση υποστήριξης. Το όνομα της δύναμης "μιλάει" αντιδρούν υποστήριξη. Αυτή η δύναμη προκύπτει κάθε φορά που υπάρχει πρόσκρουση στο στήριγμα. Η φύση της εμφάνισής του σε μοριακό επίπεδο. Το αντικείμενο, όπως ήταν, παραμόρφωσε τη συνήθη θέση και τις συνδέσεις των μορίων (μέσα στο τραπέζι), αυτά, με τη σειρά τους, τείνουν να επιστρέψουν στην αρχική τους κατάσταση, «αντιστέκονται».

Απολύτως οποιοδήποτε σώμα, ακόμη και ένα πολύ ελαφρύ (για παράδειγμα, ένα μολύβι που βρίσκεται σε ένα τραπέζι), παραμορφώνει το στήριγμα σε μικρο επίπεδο. Επομένως, εμφανίζεται μια αντίδραση υποστήριξης.

Δεν υπάρχει ειδική φόρμουλα για την εύρεση αυτής της δύναμης. Το δηλώνουν με το γράμμα, αλλά αυτή η δύναμη είναι απλώς ένας ξεχωριστός τύπος ελαστικής δύναμης, επομένως μπορεί επίσης να χαρακτηριστεί ως

Η δύναμη εφαρμόζεται στο σημείο επαφής του αντικειμένου με το στήριγμα. Κατευθύνεται κάθετα στο στήριγμα.

Δεδομένου ότι το σώμα αναπαρίσταται ως υλικό σημείο, η δύναμη μπορεί να απεικονιστεί από το κέντρο

Ελαστική δύναμη

Αυτή η δύναμη προκύπτει ως αποτέλεσμα παραμόρφωσης (αλλαγές στην αρχική κατάσταση της ύλης). Για παράδειγμα, όταν τεντώνουμε ένα ελατήριο, αυξάνουμε την απόσταση μεταξύ των μορίων του υλικού του ελατηρίου. Όταν συμπιέζουμε το ελατήριο, το μειώνουμε. Όταν στρίβουμε ή μετατοπίζουμε. Σε όλα αυτά τα παραδείγματα, προκύπτει μια δύναμη που εμποδίζει την παραμόρφωση - η ελαστική δύναμη.

Ο νόμος του Χουκ

Η ελαστική δύναμη κατευθύνεται αντίθετα από την παραμόρφωση.

Δεδομένου ότι το σώμα αναπαρίσταται ως υλικό σημείο, η δύναμη μπορεί να απεικονιστεί από το κέντρο

Όταν συνδέονται σε σειρά, για παράδειγμα, ελατήρια, η ακαμψία υπολογίζεται από τον τύπο

Όταν συνδέεται παράλληλα, η ακαμψία

Ακαμψία δείγματος. μέτρο του Young.

Το μέτρο του Young χαρακτηρίζει τις ελαστικές ιδιότητες μιας ουσίας. Αυτό συνεχής, ανάλογα μόνο με το υλικό, τη φυσική του κατάσταση. Χαρακτηρίζει την ικανότητα ενός υλικού να ανθίσταται σε εφελκυσμό ή θλιπτική παραμόρφωση. Η τιμή του συντελεστή του Young είναι πίνακας.

Μάθετε περισσότερα για τις ιδιότητες των στερεών.

Σωματικό βάρος

Το σωματικό βάρος είναι η δύναμη με την οποία ένα αντικείμενο δρα σε ένα στήριγμα. Λέτε ότι είναι βαρύτητα! Η σύγχυση συμβαίνει στα εξής: πράγματι, συχνά το βάρος του σώματος είναι ίσο με τη δύναμη της βαρύτητας, αλλά αυτές οι δυνάμεις είναι τελείως διαφορετικές. Η βαρύτητα είναι η δύναμη που προκύπτει από την αλληλεπίδραση με τη Γη. Το βάρος είναι το αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με το στήριγμα. Η δύναμη της βαρύτητας εφαρμόζεται στο κέντρο βάρους του αντικειμένου, ενώ το βάρος είναι η δύναμη που ασκείται στο στήριγμα (όχι στο αντικείμενο)!

Δεν υπάρχει τύπος για τον προσδιορισμό του βάρους. Αυτή η δύναμη υποδηλώνεται με το γράμμα .

Η δύναμη αντίδρασης στήριξης ή η ελαστική δύναμη προκύπτει ως απόκριση στην πρόσκρουση ενός αντικειμένου σε μια ανάρτηση ή ένα στήριγμα, επομένως το βάρος του σώματος είναι πάντα αριθμητικά το ίδιο με την ελαστική δύναμη, αλλά έχει την αντίθετη κατεύθυνση.

Η δύναμη αντίδρασης της στήριξης και το βάρος είναι δυνάμεις ίδιας φύσης, σύμφωνα με τον 3ο νόμο του Νεύτωνα είναι ίσες και αντίθετα κατευθυνόμενες. Το βάρος είναι μια δύναμη που δρα σε ένα στήριγμα, όχι σε ένα σώμα. Η δύναμη της βαρύτητας δρα στο σώμα.

Το σωματικό βάρος μπορεί να μην είναι ίσο με τη βαρύτητα. Μπορεί να είναι είτε περισσότερο είτε λιγότερο, είτε μπορεί να είναι τέτοιο ώστε το βάρος να είναι μηδέν. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται έλλειψη βαρύτητας. Η έλλειψη βαρύτητας είναι μια κατάσταση όταν ένα αντικείμενο δεν αλληλεπιδρά με ένα στήριγμα, για παράδειγμα, την κατάσταση πτήσης: υπάρχει βαρύτητα, αλλά το βάρος είναι μηδέν!

Είναι δυνατό να προσδιοριστεί η κατεύθυνση της επιτάχυνσης εάν προσδιορίσετε πού κατευθύνεται η προκύπτουσα δύναμη

Σημειώστε ότι το βάρος είναι μια δύναμη, μετρούμενη σε Newton. Πώς να απαντήσετε σωστά στην ερώτηση: "Πόσο ζυγίζετε"; Απαντάμε 50 κιλά, ονομάζοντας όχι το βάρος, αλλά τη μάζα μας! Σε αυτό το παράδειγμα, το βάρος μας είναι ίσο με τη βαρύτητα, που είναι περίπου 500N!

Παραφορτώνω- η αναλογία βάρους προς βαρύτητα

Δύναμη του Αρχιμήδη

Η δύναμη προκύπτει ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης ενός σώματος με ένα υγρό (αέριο), όταν βυθίζεται σε ένα υγρό (ή αέριο). Αυτή η δύναμη σπρώχνει το σώμα έξω από το νερό (αέριο). Επομένως, κατευθύνεται κατακόρυφα προς τα πάνω (σπρώχνει). Καθορίζεται από τον τύπο:

Στον αέρα, παραμελούμε τη δύναμη του Αρχιμήδη.

Αν η δύναμη του Αρχιμήδη είναι ίση με τη δύναμη της βαρύτητας, το σώμα επιπλέει. Αν η δύναμη του Αρχιμήδη είναι μεγαλύτερη, τότε ανεβαίνει στην επιφάνεια του υγρού, αν είναι μικρότερη, βυθίζεται.

ηλεκτρικές δυνάμεις

Υπάρχουν δυνάμεις ηλεκτρικής προέλευσης. Εμφανίζονται παρουσία ηλεκτρικού φορτίου. Αυτές οι δυνάμεις, όπως η δύναμη Coulomb, η δύναμη Ampère, η δύναμη Lorentz, συζητούνται λεπτομερώς στην ενότητα Ηλεκτρισμός.

Σχηματικός προσδιορισμός των δυνάμεων που δρουν στο σώμα

Συχνά το σώμα διαμορφώνεται από ένα υλικό σημείο. Επομένως, στα διαγράμματα, διάφορα σημεία εφαρμογής μεταφέρονται σε ένα σημείο - στο κέντρο και το σώμα απεικονίζεται σχηματικά ως κύκλος ή ορθογώνιο.

Για να προσδιοριστούν σωστά οι δυνάμεις, είναι απαραίτητο να απαριθμηθούν όλα τα σώματα με τα οποία αλληλεπιδρά το υπό μελέτη σώμα. Προσδιορίστε τι συμβαίνει ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασης με το καθένα: τριβή, παραμόρφωση, έλξη ή ίσως απώθηση. Προσδιορίστε τον τύπο της δύναμης, υποδείξτε σωστά την κατεύθυνση. Προσοχή! Ο αριθμός των δυνάμεων θα συμπίπτει με τον αριθμό των σωμάτων με τα οποία λαμβάνει χώρα η αλληλεπίδραση.

Το κύριο πράγμα που πρέπει να θυμάστε

Δυνάμεις τριβής

Διακρίνετε την εξωτερική (ξηρή) και την εσωτερική (ιξώδη) τριβή. Η εξωτερική τριβή συμβαίνει μεταξύ των στερεών επιφανειών που έρχονται σε επαφή, η εσωτερική τριβή εμφανίζεται μεταξύ των στρωμάτων υγρού ή αερίου κατά τη σχετική κίνησή τους. Υπάρχουν τρεις τύποι εξωτερικής τριβής: στατική τριβή, τριβή ολίσθησης και τριβή κύλισης.

Η τριβή κύλισης καθορίζεται από τον τύπο

Η δύναμη αντίστασης προκύπτει όταν ένα σώμα κινείται σε υγρό ή αέριο. Το μέγεθος της δύναμης αντίστασης εξαρτάται από το μέγεθος και το σχήμα του σώματος, την ταχύτητα της κίνησής του και τις ιδιότητες του υγρού ή του αερίου. Σε χαμηλές ταχύτητες, η δύναμη αντίστασης είναι ανάλογη με την ταχύτητα του σώματος

Στις υψηλές ταχύτητες είναι ανάλογο του τετραγώνου της ταχύτητας

Η σχέση μεταξύ της βαρύτητας, του νόμου της βαρύτητας και της επιτάχυνσης της ελεύθερης πτώσης

Εξετάστε την αμοιβαία έλξη ενός αντικειμένου και της Γης. Ανάμεσά τους, σύμφωνα με το νόμο της βαρύτητας, προκύπτει μια δύναμη Τώρα ας συγκρίνουμε τον νόμο της βαρύτητας και τη δύναμη της βαρύτητας

Η τιμή της επιτάχυνσης ελεύθερης πτώσης εξαρτάται από τη μάζα της Γης και την ακτίνα της! Έτσι, είναι δυνατό να υπολογιστεί με ποια επιτάχυνση θα πέσουν τα αντικείμενα στη Σελήνη ή σε οποιονδήποτε άλλο πλανήτη, χρησιμοποιώντας τη μάζα και την ακτίνα αυτού του πλανήτη.

Η απόσταση από το κέντρο της Γης στους πόλους είναι μικρότερη από τον ισημερινό. Επομένως, η επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης στον ισημερινό είναι ελαφρώς μικρότερη από ό,τι στους πόλους. Παράλληλα, πρέπει να σημειωθεί ότι ο κύριος λόγος για την εξάρτηση της επιτάχυνσης της ελεύθερης πτώσης από το γεωγραφικό πλάτος της περιοχής είναι το γεγονός ότι η Γη περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της.

Όταν απομακρύνεστε από την επιφάνεια της Γης, η δύναμη της βαρύτητας και η επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης αλλάζουν αντίστροφα με το τετράγωνο της απόστασης από το κέντρο της Γης.

Δύναμη- ένα μέτρο της μηχανικής αλληλεπίδρασης των σωμάτων. Η δύναμη είναι η αιτία της αλλαγής της ταχύτητας ενός σώματος ή της εμφάνισης παραμορφώσεων σε αυτό (αλλαγή σχήματος ή όγκου). Η δύναμη είναι ένα διανυσματικό μέγεθος που χαρακτηρίζεται από το μέτρο (μέγεθος), την κατεύθυνση και το σημείο εφαρμογής της δύναμης. Η γραμμή δράσης της δύναμης είναι μια ευθεία γραμμή που διέρχεται από το σημείο εφαρμογής της δύναμης και συνεχίζει την κατεύθυνση του διανύσματος δύναμης. Η μονάδα δύναμης SI είναι το Newton [N]. Όλες οι δυνάμεις στη φύση βασίζονται σε τέσσερις τύπους θεμελιωδών αλληλεπιδράσεων:

• ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις που δρουν μεταξύ ηλεκτρικά φορτισμένων σωμάτων,
• βαρυτικές δυνάμεις που δρουν μεταξύ μεγάλων αντικειμένων,
• ισχυρή πυρηνική δύναμη, που ενεργεί σε κλίμακες της τάξης του μεγέθους ενός ατομικού πυρήνα και λιγότερο (υπεύθυνη για τη σύνδεση μεταξύ των κουάρκ στα αδρόνια και για την έλξη μεταξύ νουκλεονίων στους πυρήνες).
• αδύναμη πυρηνική αλληλεπίδραση, η οποία εκδηλώνεται σε αποστάσεις πολύ μικρότερες από το μέγεθος του ατομικού πυρήνα.

Η ένταση των ισχυρών και ασθενών αλληλεπιδράσεων μετριέται σε μονάδες ενέργειας (ηλεκτρονιοβολτ), και όχι σε μονάδες δύναμης, και επομένως η εφαρμογή του όρου «δύναμη» σε αυτές είναι αυθαίρετη. Η δράση μιας δύναμης μπορεί να λάβει χώρα τόσο σε άμεση επαφή (τριβή, πίεση μεταξύ τους σε άμεση επαφή), όσο και μέσω των πεδίων που δημιουργούνται από τα σώματα (βαρυτικό πεδίο, ηλεκτρομαγνητικό πεδίο). Ένας ενδιαφέρον και ενημερωτικός ιστότοπος http://mistermigell.ru για εσάς.
Από την άποψη της δράσης των δυνάμεων στο σύστημα, θεωρήστε:

• εσωτερικές δυνάμεις - δυνάμεις αλληλεπίδρασης μεταξύ σημείων (σωμάτων) ενός δεδομένου συστήματος.
• εξωτερικές δυνάμεις - δυνάμεις που δρουν σε σημεία (σώματα) ενός δεδομένου συστήματος από σημεία (σώματα) που δεν ανήκουν σε αυτό το σύστημα. Εξωτερικές δυνάμειςπου ονομάζονται φορτία.

Οι δυνάμεις μπορούν να χωριστούν σε:

• αντιδραστικές δυνάμεις − αντιδράσεις σύζευξης. Εάν η κίνηση ενός σώματος στο χώρο περιορίζεται από άλλα σώματα (δεσμούς, στηρίγματα), οι δυνάμεις με τις οποίες δρουν αυτά τα σώματα σε ένα δεδομένο σώμα ονομάζονται αντιδράσεις σύνδεσης (στήριξης).
• ενεργητικές δυνάμεις - δυνάμεις που χαρακτηρίζουν τη δράση άλλων σωμάτων σε ένα δεδομένο και αλλάζουν την κινηματική του κατάσταση. Οι ενεργές δυνάμεις, ανάλογα με τον τύπο της επαφής, χωρίζονται σε
• ογκομετρικές - δυνάμεις που δρουν σε κάθε σωματίδιο του σώματος, για παράδειγμα, το βάρος του σώματος.
• επιφάνεια - δυνάμεις που δρουν σε ένα μέρος του σώματος και χαρακτηρίζουν την άμεση επαφή των σωμάτων. Οι επιφανειακές δυνάμεις είναι:
• συγκεντρωμένο - ενεργεί σε θέσεις που είναι μικρές σε σύγκριση με το σώμα, για παράδειγμα, η πίεση ενός τροχού στο δρόμο.
• κατανεμημένο - ενεργώντας σε τοποθεσίες που δεν είναι μικρές σε σύγκριση με το σώμα, για παράδειγμα, η πίεση μιας κάμπιας τρακτέρ στο δρόμο.

Οι πιο γνωστές δυνάμεις:
ελαστικές δυνάμεις- οι δυνάμεις που προκύπτουν από την παραμόρφωση του σώματος και αντιτίθενται σε αυτήν την παραμόρφωση, είναι ηλεκτρομαγνητικής φύσης, αποτελώντας εκδήλωση διαμοριακής αλληλεπίδρασης. Το διάνυσμα ελαστικής δύναμης κατευθύνεται αντίθετα από τη μετατόπιση, κάθετα στην επιφάνεια. Για παράδειγμα, εάν συμπιέσετε μια ελαστική ταινία, αφού αφαιρέσετε το φορτίο, θα επαναφέρει το σχήμα της υπό τη δράση μιας ελαστικής δύναμης.
Δυνάμεις τριβής- η δύναμη που προκύπτει από τη σχετική κίνηση των στερεών και που αντιτίθεται σε αυτή την κίνηση είναι ηλεκτρομαγνητικής φύσης, καθώς είναι μια μακροσκοπική εκδήλωση διαμοριακής αλληλεπίδρασης. Το διάνυσμα της δύναμης τριβής κατευθύνεται αντίθετα από το διάνυσμα της ταχύτητας. Για παράδειγμα, η δύναμη της τριβής εμφανίζεται όταν ένα έλκηθρο γλιστράει στο χιόνι, ανάμεσα στα πέλματα των ποδιών και στο έδαφος.
Δυνάμεις περιβαλλοντικής αντίστασης- οι δυνάμεις που προκύπτουν από την κίνηση ενός στερεού σώματος σε υγρό ή αέριο μέσο είναι ηλεκτρομαγνητικής φύσης και αποτελούν εκδήλωση διαμοριακής αλληλεπίδρασης. Το διάνυσμα της δύναμης αντίστασης κατευθύνεται αντίθετα από το διάνυσμα της ταχύτητας. Για παράδειγμα, όταν ένα αεροσκάφος κινείται στον αέρα.
Δυνάμεις επιφανειακής τάσης− οι δυνάμεις που προκύπτουν στην επιφάνεια του διαχωρισμού φάσεων είναι ηλεκτρομαγνητικής φύσης, αποτελώντας εκδήλωση διαμοριακής αλληλεπίδρασης. Η δύναμη τάσης κατευθύνεται εφαπτομενικά στη διεπιφάνεια. Για παράδειγμα, ένα νόμισμα μπορεί να βρίσκεται στην επιφάνεια ενός υγρού, τα έντομα τρέχουν πάνω στο νερό.
Η δύναμη της βαρύτητας- η δύναμη με την οποία οποιαδήποτε σώματα του Σύμπαντος ελκύονται μεταξύ τους, είναι ευθέως ανάλογη με το γινόμενο των μαζών αυτών των σωμάτων και αντιστρόφως ανάλογη με το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους. Για παράδειγμα, η Γη έλκεται από τον Ήλιο και, ταυτόχρονα, η Γη έλκεται από τη Σελήνη και τον Ήλιο.
Βαρύτηταείναι η δύναμη που ασκεί το σώμα από την πλευρά της Γης, η οποία του προσδίδει την επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης. Η βαρύτητα είναι το άθροισμα των δυνάμεων της βαρυτικής έλξης και της φυγόκεντρης δύναμης της περιστροφής της Γης. Για παράδειγμα, υπό την επίδραση της βαρύτητας ενός σώματος, η Γη πέφτει.
δύναμη αδράνειας− πλασματική δύναμη (όχι μέτρο μηχανικής αλληλεπίδρασης) που εισάγεται όταν εξετάζεται η σχετική κίνηση σε μη αδρανειακά συστήματα αναφοράς (κινείται με επιτάχυνση) προκειμένου να εκπληρωθεί ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα σε αυτά. Στο πλαίσιο αναφοράς που σχετίζεται με ένα ομοιόμορφα επιταχυνόμενο σώμα, η δύναμη αδράνειας κατευθύνεται αντίθετα από την επιτάχυνση. Από τη συνολική δύναμη αδράνειας μπορεί να διαχωριστεί για ευκολία φυγόκεντρος δύναμη, που κατευθύνεται από τον άξονα περιστροφής του σώματος, και τη δύναμη Coriolis που προκύπτει από την κίνηση του σώματος σε σχέση με το περιστρεφόμενο πλαίσιο αναφοράς.
Υπάρχουν και άλλες δυνάμεις.

Denis, 6η τάξη, HFML % 27

Παρά την ποικιλία των δυνάμεων, υπάρχουν μόνο τέσσερις τύποι αλληλεπιδράσεων: βαρυτικές, ηλεκτρομαγνητικές, ισχυρές και ασθενείς.

Οι βαρυτικές δυνάμεις εκδηλώνονται αισθητά σε κοσμική κλίμακα. Μία από τις εκδηλώσεις των βαρυτικών δυνάμεων είναι η ελεύθερη πτώση των σωμάτων. Η γη προσδίδει σε όλα τα σώματα την ίδια επιτάχυνση, η οποία ονομάζεται επιτάχυνση ελεύθερης πτώσης g. Διαφέρει ελαφρώς ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος. Στο γεωγραφικό πλάτος της Μόσχας, είναι ίσο με 9,8 m / s 2.

Ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις ενεργούν μεταξύ των σωματιδίων που έχουν ηλεκτρικά φορτία. Ισχυρές και ασθενείς αλληλεπιδράσεις εκδηλώνονται μέσα στους ατομικούς πυρήνες και στους πυρηνικούς μετασχηματισμούς.

Η βαρυτική αλληλεπίδραση υπάρχει μεταξύ όλων των σωμάτων που έχουν μάζες. Ο νόμος του Νεύτωνα για την παγκόσμια έλξη λέει:

Η δύναμη της αμοιβαίας έλξης δύο σωμάτων, η οποία μπορεί να ληφθεί ως υλικά σημεία, είναι ευθέως ανάλογο με το γινόμενο των μαζών τους και αντιστρόφως ανάλογο με το τετράγωνο της μεταξύ τους απόστασης:

Συντελεστής αναλογικότητας στοονομάζεται σταθερά βαρύτητας. Είναι ίσο με 6,67 10 -11 N m 2 / kg 2.

Αν στο σώμα δρα μόνο η βαρυτική δύναμη από τη Γη, τότε αυτή ισούται με mg. Αυτή είναι η δύναμη της βαρύτητας G (χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η περιστροφή της Γης). Η δύναμη της βαρύτητας δρα σε όλα τα σώματα στη Γη, ανεξάρτητα από την κίνησή τους.

Όταν ένα σώμα κινείται με την επιτάχυνση της ελεύθερης πτώσης (ή ακόμα και με μικρότερη επιτάχυνση στραμμένη προς τα κάτω), παρατηρείται το φαινόμενο της πλήρους ή μερικής έλλειψης βαρύτητας.

Πλήρης έλλειψη βαρύτητας - χωρίς πίεση στο σταντ ή στην ανάρτηση. Βάρος - η δύναμη της πίεσης ενός σώματος σε ένα οριζόντιο στήριγμα ή η δύναμη τάσης ενός νήματος από την πλευρά ενός σώματος που αιωρείται από αυτό, η οποία προκύπτει σε σχέση με τη βαρυτική έλξη αυτού του σώματος προς τη Γη.

Οι δυνάμεις έλξης μεταξύ των σωμάτων είναι άφθαρτες, ενώ το βάρος ενός σώματος μπορεί να εξαφανιστεί. Έτσι, σε έναν δορυφόρο που κινείται με την πρώτη κοσμική ταχύτητα γύρω από τη Γη, δεν υπάρχει βάρος με τον ίδιο τρόπο όπως σε έναν ανελκυστήρα που πέφτει με επιτάχυνση g.

Ένα παράδειγμα ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων είναι οι δυνάμεις της τριβής και της ελαστικότητας. Διακρίνετε τις δυνάμεις τριβής ολίσθησης και τις δυνάμεις τριβής κύλισης. Η δύναμη τριβής ολίσθησης είναι πολύ μεγαλύτερη από τη δύναμη τριβής κύλισης.

Η δύναμη της τριβής εξαρτάται σε ένα ορισμένο διάστημα από την ασκούμενη δύναμη, η οποία τείνει να μετακινεί ένα σώμα σε σχέση με ένα άλλο. Εφαρμόζοντας μια δύναμη ποικίλου μεγέθους, θα δούμε ότι μικρές δυνάμεις δεν μπορούν να κινήσουν το σώμα. Σε αυτή την περίπτωση, προκύπτει μια αντισταθμιστική δύναμη στατικής τριβής.