Minden erő és képletei. Fizika - emlékezzen mindenre

1. Erő- vektor fizikai mennyiség, amely az adott hatás intenzitásának mértéke test más szervek, valamint mezőket Masszívhoz rögzítve változásának oka a testben lévő erő sebesség vagy előfordulása benne deformációk és feszültségek.

Erő, mint vektor mennyiség jellemezte modul, irányÉs az alkalmazás "pontja". erő. Az utolsó paraméter szerint az erő mint vektor fogalma a fizikában eltér a vektoralgebrában alkalmazott vektor fogalmától, ahol a nagyságukban és irányukban egyenlő vektorokat, függetlenül az alkalmazási ponttól, ugyanannak a vektornak tekintjük. A fizikában ezeket a vektorokat szabad vektoroknak nevezik. A mechanikában az az elképzelés kapcsolódó vektorok, melynek eleje a tér egy bizonyos pontjában rögzül, vagy lehet a vektor irányát folytató egyenesen (csúszóvektorok).

A koncepciót is használják erővonal, amely az erő alkalmazási pontján áthaladó egyenest jelöli, amely mentén az erő irányul.

Newton második törvénye kimondja, hogy inerciális vonatkoztatási rendszerekben a gyorsulás anyagi pont irányban egybeesik a testre ható összes erő eredőjével, modulusban pedig egyenesen arányos az erő modulusával és fordítottan arányos az anyagi pont tömegével. Vagy ennek megfelelően egy anyagi pont lendületének változási sebessége megegyezik az alkalmazott erővel.

Ha egy véges méretű testre erőt fejtenek ki, mechanikai feszültségek keletkeznek benne, amelyek deformációkkal járnak.

Abból a szempontból Szabványos modell fizikusok elemi részecskék alapvető kölcsönhatások(gravitációs, gyenge, elektromágneses, erős) úgynevezett mérőbozonok cseréjével valósulnak meg. Kísérletek a 70-80-as években a nagy energiájú fizikában. XX század megerősítette azt a feltételezést, hogy gyenge és elektromágneses kölcsönhatás az alapvetőbb elektrogyenge kölcsönhatás megnyilvánulásai.

Az erő dimenziója LMT −2, a mértékegység a Nemzetközi Mértékegységrendszerben (SI) newton (N, N). GHS rendszer- Dina.

2.Newton első törvénye.

Newton első törvénye kimondja, hogy vannak olyan vonatkoztatási rendszerek, amelyekben a testek nyugalmi vagy egységes állapotot tartanak fenn egyenes vonalú mozgás más szervek ellenük irányuló kereset hiányában vagy e hatások kölcsönös kompenzációja esetén. Az ilyen referenciarendszereket inerciálisnak nevezzük. Newton azt javasolta, hogy minden masszív tárgynak van egy bizonyos tehetetlenségi tartaléka, ami jellemzi az objektum mozgásának „természetes állapotát”. Ez az elképzelés cáfolja Arisztotelész nézetét, aki a békét tartotta. természetes állapot» tárgyat. Newton első törvénye ellentmond az arisztotelészi fizikának, melynek egyik rendelkezése az az állítás, hogy a test együtt mozoghat. állandó sebesség csak erő hatására. Az a tény, hogy a newtoni mechanikában az inerciális vonatkoztatási rendszerekben a nyugalom fizikailag megkülönböztethetetlen az egyenletes egyenes vonalú mozgástól, ez a Galilei-féle relativitáselv magyarázata. A testek halmaza közül alapvetően lehetetlen meghatározni, hogy melyikük van „mozgásban” és melyik „nyugalomban”. Mozgásról csak valamilyen vonatkoztatási rendszerre vonatkoztatva beszélhetünk. A mechanika törvényei minden tehetetlenségi vonatkoztatási rendszerben egyformán teljesülnek, vagyis mechanikailag egyenértékűek. Ez utóbbi az úgynevezett galilei átalakulásokból következik.

3. Newton második törvénye.

Newton második törvénye modern megfogalmazásában így hangzik: inerciális vonatkoztatási rendszerben egy anyagi pont lendületének változási sebessége egyenlő vektor összege minden erre a pontra ható erő.

ahol az anyagi pont lendülete, az anyagi pontra ható összerő. Newton második törvénye kimondja, hogy a kiegyensúlyozatlan erők hatása egy anyagi pont lendületének megváltozásához vezet.

A lendület meghatározása szerint:

hol a tömeg, ott a sebesség.

A klasszikus mechanikában a fénysebességnél jóval kisebb sebességeknél az anyagi pont tömegét változatlannak tekintjük, ami lehetővé teszi, hogy az alábbi feltételek mellett kivehető a differenciáljelből:

Egy pont gyorsulásának definíciója alapján Newton második törvénye a következőképpen alakul:

Úgy gondolják, hogy ez a „második leginkább híres képlet a fizikában”, bár maga Newton soha nem írta le kifejezetten ebben a formában a második törvényét. Most először ezt az űrlapot törvény K. Maclaurin és L. Euler munkáiban található.

Mivel bármely tehetetlenségi vonatkoztatási rendszerben a test gyorsulása azonos, és nem változik az egyik keretből a másikba való átmenet során, ezért az erő egy ilyen átmenethez képest invariáns.

Minden természeti jelenségben erő származásától függetlenül, csak mechanikai értelemben jelenik meg, vagyis a test egyenletes és egyenes vonalú mozgásának megsértésének oka a tehetetlenségi koordinátarendszerben. Az ellenkező állítás, vagyis az ilyen mozgás tényének megállapítása nem a testre ható erők hiányát jelzi, hanem csak azt, hogy ezeknek az erőknek a hatásai kölcsönösen kiegyensúlyozottak. Egyébként: vektorösszegük nullával egyenlő modulusú vektor. Ez az alapja az erő nagyságának mérésére, ha azt egy ismert nagyságú erővel kompenzálják.

Newton második törvénye lehetővé teszi az erő nagyságának mérését. Például, ha ismerjük egy bolygó tömegét és centripetális gyorsulását a pályán való mozgás során, akkor kiszámíthatjuk az erő nagyságát. gravitációs vonzás, ezen a bolygón a Naptól ható.

4. Newton harmadik törvénye.

Bármely két testre (nevezzük őket 1. testnek és 2. testnek) Newton harmadik törvénye kimondja, hogy az 1. testnek a 2. testre ható ereje együtt jár a testre ható, egyenlő nagyságú, de ellentétes irányú erő megjelenésével. 1 a 2. testből. Matematikailag a törvény így van írva:

Ez a törvény azt jelenti, hogy az erők mindig cselekvés-reakció párokban lépnek fel. Ha az 1. test és a 2. test ugyanabban a rendszerben van, akkor ezeknek a testeknek a kölcsönhatásából adódó összerő a rendszerben nulla:

Ez azt jelenti, hogy egy zárt rendszerben nincsenek kiegyensúlyozatlanok belső erők. Ez oda vezet, hogy egy zárt rendszer tömegközéppontja (vagyis olyané, amelyre nem hat) külső erők) nem tud gyorsulni. A rendszer egyes részei felgyorsulhatnak, de csak úgy, hogy a rendszer egésze nyugalmi állapotban vagy egyenletes lineáris mozgásban maradjon. Ha azonban külső erők hatnak a rendszerre, akkor a tömegközéppontja a külső eredő erővel arányos és a rendszer tömegével fordítottan arányos gyorsulással mozogni kezd.

5. Gravitáció.

Gravitáció ( gravitáció) - univerzális kölcsönhatás bármilyen típusú anyag között. Belül klasszikus mechanika törvény írja le egyetemes gravitáció, amelyet Isaac Newton „A természetfilozófia matematikai alapelvei” című munkájában fogalmazott meg. Newton megkapta annak a gyorsulásnak a nagyságát, amellyel a Hold mozog a Föld körül, számításai során feltételezve, hogy a gravitációs erő a gravitációs testtől való távolság négyzetével fordított arányban csökken. Ezenkívül azt is megállapította, hogy az egyik testnek a másik általi vonzása által okozott gyorsulás arányos e testek tömegének szorzatával. E két következtetés alapján fogalmazódott meg a gravitáció törvénye: bármely anyagrészecskék a tömegek szorzatával ( és ) egyenesen arányos és a köztük lévő távolság négyzetével fordítottan arányos erővel vonzódnak egymás felé:

Itt van a gravitációs állandó, melynek értékét először a kísérleteim során kaptam meg Henry Cavendish. Használata ezt a törvényt, képleteket kaphat a testek gravitációs erejének kiszámításához szabad formában. Newton gravitációs elmélete jól leírja a bolygók mozgását naprendszerés még sokan mások égitestek. Ez azonban a hosszú távú cselekvés koncepcióján alapul, ami ellentmond a relativitáselméletnek. azért klasszikus elmélet A gravitáció nem alkalmazható a fénysebességhez közeli sebességgel mozgó testek mozgásának, a rendkívül nagy tömegű objektumok (például fekete lyukak) gravitációs mezőinek, valamint a mozgó testek által létrehozott változó gravitációs mezők leírására. nagy távolságok tőlük.

A gravitáció általánosabb elmélete az általános elmélet Albert Einstein relativitáselmélete. Ebben a gravitációt nem a vonatkoztatási rendszertől független invariáns erő jellemzi. Helyette szabad mozgás a gravitációs térben lévő testeket, amelyeket a megfigyelő görbe pályák mentén, változó sebességű háromdimenziós téridőben történő mozgásként érzékel, geodéziai vonal mentén tehetetlenségi mozgásnak tekintjük ívelt négydimenziós téridőben, amelyben az idő különböző pontokat másként folyik. Sőt, ez a vonal bizonyos értelemben „a legközvetlenebb” - olyan, hogy a tér-idő intervallum (a megfelelő idő) két tér-idő pozíció között adott test maximális A tér görbülete a testek tömegétől, valamint a rendszerben jelenlévő összes energiafajtától függ.

6. Elektrosztatikus mező (stacionárius töltések mezője).

A fizika Newton utáni fejlődése a három fő mennyiséghez (hossz, tömeg, idő) hozzáadott egy C dimenziójú elektromos töltést. A gyakorlat követelményei alapján azonban nem a töltés mértékegységét, hanem az elektromosság mértékegységét kezdték használni. az áramot mint fő mértékegységet. Így az SI rendszerben az alapegység az amper, a töltés mértékegysége a coulomb pedig ennek származéka.

Mivel a töltés, mint olyan, nem létezik az azt hordozó testtől függetlenül elektromos kölcsönhatás A testek ugyanazon erő formájában nyilvánulnak meg, mint a mechanikában, amely a gyorsulás okaként szolgál. Két nagyságú és vákuumban elhelyezkedő ponttöltés elektrosztatikus kölcsönhatásával kapcsolatban a Coulomb-törvényt használjuk. Az SI rendszernek megfelelő formában így néz ki:

ahol az az erő, amellyel az 1 töltés hat a 2 töltésre, a vektor az 1 töltésről a 2 töltésre irányul, és modulo egyenlő a távolsággal töltések között, és az elektromos állandó egyenlő ≈ 8,854187817 10 −12 F/m. Ha töltéseket helyezünk homogén és izotróp közegbe, a kölcsönhatási erő ε-szeresével csökken, ahol ε a közeg dielektromos állandója.

Az erő az összekötő vonal mentén irányul pontdíjak. Grafikusan az elektrosztatikus mezőt általában képként ábrázolják elektromos vezetékek, amelyek képzeletbeli pályák, amelyek mentén egy tömegtől mentes töltött részecske mozogna. Ezek a vonalak egy töltéssel kezdődnek, és egy másik töltéssel érnek véget.

7.Elektromágneses tér (egyenáramú mező).

A mágneses mező létezését már a középkorban felismerték a kínaiak, akik szerető kő" - mágnes, mint prototípus mágneses iránytű. Grafikusan a mágneses mezőt általában zárt erővonalak formájában ábrázolják, amelyek sűrűsége (ugyanaz, mint az esetben elektrosztatikus mező) határozza meg annak intenzitását. Történelmileg a mágneses mező vizuális megjelenítésének módja az volt, hogy vasreszeléket szórtak rá, például egy mágnesre helyezett papírra.

Oersted megállapította, hogy a vezetőn átfolyó áram a mágnestű elhajlását okozza.

Faraday arra a következtetésre jutott, hogy az áramot vezető vezeték körül mágneses mező jön létre.

Ampere egy, a fizikában elismert hipotézist terjesztett elő a mágneses tér megjelenési folyamatának modelljeként, amely abban áll, hogy az anyagokban mikroszkopikus zárt áramok léteznek, amelyek együttesen a természetes vagy indukált mágnesesség hatását biztosítják.

Ampere megállapította, hogy egy vákuumban elhelyezkedő referenciakeretben, amelyhez képest a töltés mozgásban van, azaz úgy viselkedik, elektromos áram, mágneses tér keletkezik, melynek intenzitását a töltésmozgás irányára merőleges síkban elhelyezkedő mágneses indukciós vektor határozza meg.

A mágneses indukció mértékegysége a tesla: 1 T = 1 T kg s −2 A −2
A problémát Ampere kvantitatívan megoldotta, és megmérte a kettő közötti kölcsönhatás erejét párhuzamos vezetők rajtuk átfolyó áramokkal. Az egyik vezető mágneses teret hozott létre maga körül, a másik erre a térre reagálva mérhető erővel közeledett vagy távolodott, tudva, hogy melyik és mekkora áramerősséggel lehetett meghatározni a mágneses indukciós vektor modulját.

Az egymáshoz képest nem mozgásban lévő elektromos töltések közötti erőkölcsönhatást a Coulomb-törvény írja le. Az egymáshoz képest mozgásban lévő töltések azonban létrehoznak mágneses mezők, amelyen keresztül a töltések mozgása által létrehozott áramok be általános eset erőteljes interakció állapotába kerül.

Az alapvető különbség a keletkező erő között, amikor relatív mozgás töltések stacionárius elhelyezése esetén ezeknek az erőknek a geometriájának különbsége. Az elektrosztatika esetében a két töltés közötti kölcsönhatási erők az őket összekötő vonal mentén irányulnak. Ezért a feladat geometriája kétdimenziós, és a mérlegelés egy ezen az egyenesen áthaladó síkban történik.

Az áramok esetében az áram által létrehozott mágneses teret jellemző erő az áramra merőleges síkban helyezkedik el. Ezért a jelenség képe háromdimenzióssá válik. Az első áram egy végtelenül kicsi eleme által létrehozott mágneses tér, amely kölcsönhatásba lép a második áram azonos elemével, általában erőt hoz létre, amely rá ható. Ráadásul ez a kép mindkét áram esetében teljesen szimmetrikus abban az értelemben, hogy az áramok számozása tetszőleges.

Az áramok kölcsönhatásának törvénye az egyenáram szabványosítására szolgál.

8.Erős interakció.

Az erős erő a hadronok és kvarkok közötti alapvető rövid távú kölcsönhatás. Az atommagban erős interakció pozitív töltésű (elektrosztatikus taszítást tapasztaló) protonokat tartja össze, ez a nukleonok (protonok és neutronok) közötti pi mezonok cseréjén keresztül történik. A pi mezonok nagyon rövid életet élnek, csak annyit, hogy biztosítsák nukleáris erők az atommag sugarán belül, ezért a nukleáris erőket rövid hatótávolságúnak nevezik. A neutronok számának növekedése „hígítja” az atommagot, csökkentve az elektrosztatikus erőket és növelve a nukleáris erőket, de nagy mennyiségben A neutronok, ők maguk, fermionok lévén, a Pauli-elv miatt taszítást tapasztalnak. Továbbá, amikor a nukleonok túl közel kerülnek, megindul a W-bozonok cseréje, ami taszítást okoz. atommagok ne "ess össze".

Magukon a hadronokon belül az erős kölcsönhatás tartja össze a kvarkokat – a hadronok alkotórészeit. Quanta erős mezőny gluonok. Minden kvark három „színes” töltés egyikével rendelkezik, mindegyik gluon egy „szín” – „anticolor” párból áll. A gluonok megkötik a kvarkokat az ún. „bezártság”, ami miatt pillanatnyilag szabad kvarkokat nem figyeltek meg a kísérletben. Ahogy a kvarkok távolodnak egymástól, a gluonkötések energiája nő, és nem csökken, mint nukleáris kölcsönhatás. Sok energia elköltésével (hadronok ütköztetésével egy gyorsítóban) megszakítható a kvark-gluon kötés, ugyanakkor új hadronok sugára szabadul fel. A szabad kvarkok azonban létezhetnek a térben: ha valamelyik kvarknak sikerült elkerülnie a bezártságot közben ősrobbanás, akkor eltűnően kicsi annak a valószínűsége, hogy egy ilyen kvark megsemmisül a megfelelő antikvarkkal vagy színtelen hadronná alakul.

9. Gyenge interakció.

Gyenge interakció- alapvető rövid távú kölcsönhatás. 10. tartomány −18 m. Szimmetrikus a térbeli inverzió és a töltéskonjugáció kombinációja tekintetében. Minden alapvető elem részt vesz a gyenge kölcsönhatásban.fermionok (leptonokÉs kvarkok). Ez az egyetlen interakció, amely magában foglaljaneutrino(nem számítva gravitáció, elhanyagolható ben laboratóriumi körülmények), ami megmagyarázza e részecskék kolosszális áthatoló képességét. A gyenge kölcsönhatás lehetővé teszi a leptonokat, kvarkokat és azok kialakulásátantirészecskék csere energia, tömeg, elektromos töltésÉs kvantumszámok- azaz egymásba fordulni. Az egyik megnyilvánulása azbéta bomlás.

Ismerni kell az egyes erők hatópontját és irányát. Fontos, hogy pontosan meg tudjuk határozni, milyen erők hatnak a testre és milyen irányban. Az erőt Newtonban mérve jelöljük. Az erők megkülönböztetése érdekében a következőképpen jelöljük őket

Az alábbiakban a természetben működő fő erőket mutatjuk be. Ne találj ki meglévő erők problémák megoldása során lehetetlen!

A természetben sokféle erő van. Itt vannak a figyelembe vett erők iskolai tanfolyam fizika a dinamika tanulmányozásában. Más erőket is megemlítenek, amelyekről más fejezetekben lesz szó.

Gravitáció

A bolygó minden testére hatással van a Föld gravitációja. Azt az erőt, amellyel a Föld vonzza az egyes testeket, a képlet határozza meg

Az alkalmazási pont a test súlypontjában van. Gravitáció mindig függőlegesen lefelé irányítva.

Súrlódási erő

Ismerkedjünk meg a súrlódási erővel. Ez az erő akkor lép fel, amikor a testek mozognak és két felület érintkezik. Az erő abból adódik, hogy a felületek mikroszkóp alatt nézve nem olyan simaak, mint amilyennek látszanak. A súrlódási erőt a következő képlet határozza meg:

Az erőt két felület érintkezési pontján fejtik ki. A mozgással ellentétes irányba irányítva.

Földi reakcióerő

Képzeljünk el egy nagyon nehéz tárgyat az asztalon. Az asztal meghajlik a tárgy súlya alatt. De Newton harmadik törvénye szerint az asztal pontosan olyan erővel hat a tárgyra, mint az asztalon lévő tárgy. Az erő ellentétes irányú azzal az erővel, amellyel a tárgy az asztalt nyomja. Vagyis felfelé. Ezt az erőt talajreakciónak nevezzük. Az erő neve "beszél" a támogatás reagál. Ez az erő akkor lép fel, amikor a támasztékot érintik. Előfordulásának természete molekuláris szinten. Az objektum mintha deformálta volna a molekulák szokásos helyzetét és kapcsolatait (az asztalon belül), azok viszont igyekeznek visszatérni eredeti állapotukba, „ellenállni”.

Abszolút minden test, még egy nagyon könnyű is (például egy asztalon heverő ceruza), mikroszinten deformálja a támasztékot. Ezért földreakció lép fel.

Nincs speciális képlet ennek az erőnek a megtalálására. A betű jelöli, de ez a hatalom egyszerűen külön fajok rugalmas erő, így jelölhető

Az erőt a tárgynak a támasztékkal való érintkezési pontján fejtik ki. A támasztékra merőlegesen irányítva.

Mivel a testet anyagi pontként ábrázoljuk, az erő a középpontból is ábrázolható

Rugalmas erő

Ez az erő deformáció (az anyag kezdeti állapotának megváltozása) eredményeként jön létre. Például amikor egy rugót nyújtunk, növeljük a rugóanyag molekulái közötti távolságot. Amikor összenyomunk egy rugót, csökkentjük. Amikor csavarjuk vagy eltoljuk. Mindezekben a példákban olyan erő keletkezik, amely megakadályozza a deformációt - a rugalmas erő.

Hooke törvénye

A rugalmas erő az alakváltozással ellentétes irányban irányul.

Mivel a testet anyagi pontként ábrázoljuk, az erő a középpontból is ábrázolható

at soros csatlakozás, például a rugómerevséget a képlet alapján számítjuk ki

Párhuzamos csatlakoztatás esetén a merevség

A minta merevsége. Young-modulus.

A Young-modulus egy anyag rugalmassági tulajdonságait jellemzi. Ez állandó, csak az anyagtól függően, annak fizikai állapot. Az anyag azon képességét jellemzi, hogy ellenáll a húzó vagy nyomó deformációnak. A Young-modulus értéke táblázatos.

Bővebben az ingatlanokról szilárd anyagok.

Testtömeg

A testsúly az az erő, amellyel egy tárgy hat a támasztékra. Azt mondod, ez a gravitációs erő! A zavart a következők okozzák: valóban, gyakran a testsúly egyenlő az erővel gravitáció, de ezek az erők teljesen mások. A gravitáció olyan erő, amely a Földdel való kölcsönhatás eredményeként jön létre. A súly a támogatással való interakció eredménye. A gravitációs erő a tárgy súlypontjában hat, míg a súly az az erő, amely a támasztékra (nem a tárgyra) hat!

Nincs képlet a súly meghatározására. Ezt az erőt a betű jelöli.

A támasztó reakcióerő vagy rugalmas erő egy tárgynak a felfüggesztésre vagy támaszra való ütközésére válaszul jön létre, ezért a test súlya számszerűen mindig megegyezik a rugalmas erővel, de ellenkező irányú.

A támasztó reakcióerő és a súly azonos természetű erők Newton 3. törvénye szerint, egyenlőek és ellentétes irányúak. A súly olyan erő, amely a támasztékra hat, nem a testre. A gravitációs erő hat a testre.

Lehet, hogy a testtömeg nem egyenlő a gravitációval. Lehet több vagy kevesebb, vagy lehet, hogy a súly egyenlő nullával. Ezt az állapotot ún súlytalanság. A súlytalanság olyan állapot, amikor egy tárgy nem lép kölcsönhatásba egy támasztékkal, például a repülés állapota: van gravitáció, de a súly nulla!

Meghatározható a gyorsulás iránya, ha meghatározza, hová irányul az eredő erő

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a súly erő, newtonban mérve. Hogyan kell helyesen válaszolni a kérdésre: „Mennyi a súlyod”? 50 kg-ot válaszolunk, nem a súlyunkat, hanem a tömegünket nevezzük meg! Ebben a példában a súlyunk egyenlő a gravitációval, azaz megközelítőleg 500 N!

Túlterhelés- a súly és a gravitáció aránya

Arkhimédész ereje

Az erő a test és a folyadék (gáz) kölcsönhatása eredményeként keletkezik, amikor folyadékba (vagy gázba) merül. Ez az erő kiszorítja a testet a vízből (gázból). Ezért függőlegesen felfelé irányul (tolja). A képlet határozza meg:

A levegőben elhanyagoljuk Arkhimédész erejét.

Ha az Archimedes-erő egyenlő a gravitációs erővel, a test lebeg. Ha az Arkhimédész erő nagyobb, akkor a folyadék felszínére emelkedik, ha kisebb, akkor lesüllyed.

Elektromos erők

Vannak elektromos eredetű erők. Akkor fordul elő, amikor van elektromos töltés. Ezeket az erőket, például a Coulomb-erőt, az Amper-erőt, a Lorentz-erőt részletesen az Elektromosság című fejezet tárgyalja.

A testre ható erők sematikus jelölése

A testet gyakran anyagi pontként modellezik. Ezért a diagramokban különféle pontokat Az alkalmazások egy pontba kerülnek át - a központba, és a testet sematikusan körben vagy téglalapban ábrázolják.

Az erők helyes kijelölése érdekében fel kell sorolni az összes testet, amellyel a vizsgált test kölcsönhatásba lép. Határozza meg, mi történik mindegyikkel való interakció eredményeként: súrlódás, deformáció, vonzás vagy esetleg taszítás. Határozza meg az erő típusát és helyesen adja meg az irányt. Figyelem! Az erők mennyisége egybeesik azon testek számával, amelyekkel a kölcsönhatás létrejön.

A legfontosabb, hogy emlékezzen

1) Erők és természetük;
2) Az erők iránya;
3) Legyen képes azonosítani a ható erőket

Létezik külső (száraz) és belső (viszkózus) súrlódás. Az érintkezések között külső súrlódás lép fel kemény felületek, belső - folyadék- vagy gázrétegek között relatív mozgásuk során. Háromféle külső súrlódás létezik: statikus súrlódás, csúszósúrlódás és gördülési súrlódás.

A gördülési súrlódást a képlet határozza meg

Az ellenállási erő akkor lép fel, amikor egy test folyadékban vagy gázban mozog. Az ellenállási erő nagysága függ a test méretétől és alakjától, mozgásának sebességétől és a folyadék vagy gáz tulajdonságaitól. Ha nem nagy sebességek mozgás, az ellenállási erő arányos a test sebességével

Nagy sebességnél arányos a sebesség négyzetével

Tekintsük egy tárgy és a Föld kölcsönös vonzását. Közöttük a gravitáció törvénye szerint erő keletkezik

Hasonlítsuk össze most a gravitáció törvényét és a gravitációs erőt

Gyorsulási érték szabadesés függ a Föld tömegétől és sugarától! Így az adott bolygó tömegének és sugarának felhasználásával kiszámítható, hogy a Holdon vagy bármely más bolygón lévő objektumok milyen gyorsulással esnek le.

A Föld középpontja és a sarkok közötti távolság kisebb, mint az Egyenlítő. Ezért a gravitáció gyorsulása az egyenlítőn valamivel kisebb, mint a sarkokon. Ugyanakkor meg kell jegyezni, hogy a nehézségi gyorsulásnak a terület szélességétől való függésének fő oka a Föld tengelye körüli forgása.

Ahogy távolodunk a Föld felszínétől, a gravitációs erő és a gravitációs gyorsulás fordított arányban változik a Föld középpontja távolságának négyzetével.

MEGHATÁROZÁS

Erő egy vektormennyiség, amely más testek vagy mezők adott testre gyakorolt ​​hatásának mértéke, amelynek eredményeként ennek a testnek az állapota megváltozik. Az államváltás alatt ebben az esetben megérteni a változást vagy deformációt.

Az erő fogalma két testre vonatkozik. Mindig jelezheti azt a testet, amelyre az erő hat, és azt a testet, amelyre hat.

Az erősséget a következők jellemzik:

• modul;
• irány;
• alkalmazási pont.

Az erő nagysága és iránya független a választástól.

Az erő mértékegysége a C rendszerben az 1 Newton.

Nem a természetben anyagi testek, kívül más testek rájuk gyakorolt ​​hatásán, és ezért minden test külső vagy belső erők hatása alatt áll.

Egy testre egyszerre több erő is hathat. Ebben az esetben a cselekvés függetlenségének elve érvényesül: az egyes erők hatása nem függ más erők jelenlététől vagy hiányától; több erő együttes hatása egyenlő az egyes erők független hatásainak összegével.

Eredményes erő

A test mozgásának leírására ebben az esetben az eredő erő fogalmát használjuk.

MEGHATÁROZÁS

Eredményes erő olyan erő, amelynek hatása felváltja a testre ható összes erő hatását. Más szóval, a testre ható összes erő eredője egyenlő ezen erők vektorösszegével (1. ábra).

1. ábra. Eredő erők meghatározása

Mivel a test mozgását mindig valamilyen koordinátarendszerben vesszük figyelembe, célszerű nem magát az erőt figyelembe venni, hanem annak a rávetítését. koordináta tengelyek(2. ábra, a). Az erő irányától függően vetületei lehetnek pozitívak (2. ábra, b) vagy negatívak (2. ábra, c).

2. ábra. Az erő vetületei koordinátatengelyekre: a) síkon; b) egyenesen (a vetület pozitív);
c) egyenesen (a vetítés negatív)

3. ábra. Szemléltető példák vektor összeadás erő

Gyakran látunk példákat az erők vektoros összeadására: egy lámpa lóg két kábelen (3. ábra, a) - ebben az esetben az egyensúly azáltal jön létre, hogy a feszítőerők eredőjét kompenzálja a feszítőerők súlya. lámpa; a blokk lecsúszik ferde sík(3. ábra, b) – a mozgás az eredő súrlódási, gravitációs és támasztói erők hatására következik be. Híres sorok I.A. meséből. Krylova „és a szekér még mindig ott van!” - három erő eredőjének nullával való egyenlőségének szemléltetése is (3. ábra, c).

Példák problémamegoldásra

1. PÉLDA

Számos törvény jellemzi fizikai folyamatok testek mechanikus mozgásával.

A fizikában az erők következő alapvető törvényeit különböztetjük meg:

• gravitációs törvény;
• az egyetemes gravitáció törvénye;
• a súrlódási erő törvényei;
• a rugalmas erő törvénye;
• Newton törvényei.

A gravitáció törvénye

1. megjegyzés

A gravitáció a gravitációs erők hatásának egyik megnyilvánulása.

A gravitációt olyan erőként ábrázolják, amely a bolygó oldaláról hat egy testre, és gyorsulást ad neki a gravitáció miatt.

A szabadesés a $mg = G\frac(mM)(r^2)$ alakban tekinthető, amelyből megkapjuk a szabadesés gyorsulásának képletét:

$g = G\frac(M)(r^2)$.

A gravitáció meghatározásának képlete a következőképpen néz ki:

$(\overline(F))_g = m\overline(g)$

A gravitációnak van egy bizonyos eloszlási vektora. Mindig függőlegesen lefelé, vagyis a bolygó közepe felé irányul. A test folyamatosan a gravitációnak van kitéve, ami azt jelenti, hogy szabadesésben van.

A gravitáció hatására bekövetkező mozgás pályája a következőktől függ:

• modul kezdeti sebesség objektum;
• a test sebességének iránya.

Az ember nap mint nap találkozik ezzel a fizikai jelenséggel.

A gravitáció a $P = mg$ képlettel is ábrázolható. A gravitáció miatti gyorsításnál további mennyiségeket is figyelembe vesznek.

Ha figyelembe vesszük az egyetemes gravitáció törvényét, amelyet Isaac Newton fogalmazott meg, akkor minden testnek van egy bizonyos tömege. Erővel vonzódnak egymáshoz. Ezt gravitációs erőnek nevezik.

$F = G\frac(m_1m_2)(r^2)$

Ez az erő egyenesen arányos két test tömegének szorzatával, és fordítottan arányos a köztük lévő távolság négyzetével.

$G = 6,7\cdot (10)^(-11)\ (H\cdot m^2)/((kg)^2\ )$, ahol $G$ a gravitációs állandó, és nemzetközi rendszer Az SI állandó értéket mér.

1. definíció

A súly az az erő, amellyel a test a gravitáció megjelenése után a bolygó felszínére hat.

Azokban az esetekben, amikor a test nyugalomban van vagy egyenletesen mozog egy vízszintes felület mentén, akkor a súly egyenlő lesz a támasztó reakcióerővel, és értéke egybeesik a gravitációs erő nagyságával:

at egyenletesen gyorsított mozgás függőlegesen a súly eltér a gravitációs erőtől a gyorsulásvektor alapján. Amikor a gyorsulási vektort befelé irányítjuk az ellenkező oldalt túlterhelési állapot lép fel. Azokban az esetekben, amikor a test a támasztékkal együtt $a = g$ gyorsulással mozog, akkor a súly nulla lesz. A nulla súlyú állapotot súlytalanságnak nevezzük.

A gravitációs térerősség kiszámítása a következőképpen történik:

$g = \frac(F)(m)$

A $F$ mennyiség az a gravitációs erő, amely egy $m$ tömegű anyagi pontra hat.

A testet a mező egy bizonyos pontjára helyezik.

Potenciális energia gravitációs kölcsönhatás két $m_1$ és $m_2$ tömegű anyagi pontnak $r$ távolságra kell elhelyezkednie egymástól.

A gravitációs térpotenciál a következő képlet segítségével határozható meg:

$\varphi = \Pi / m$

Itt $P$ - potenciális energia$m$ tömegű anyagi pont. A mező egy bizonyos pontjára kerül.

A súrlódás törvényei

2. megjegyzés

A súrlódási erő mozgás közben keletkezik, és a test csúszása ellen irányul.

A statikus súrlódási erő arányos lesz normális reakció. A statikus súrlódási erő nem függ a súrlódó felületek alakjától és méretétől. A statikus súrlódási tényező az érintkező és a súrlódási erőt létrehozó testek anyagától függ. A súrlódási törvények azonban nem nevezhetők stabilnak és pontosnak, mivel a kutatási eredményekben gyakran megfigyelhetők különféle eltérések.

A súrlódási erő hagyományos írása magában foglalja a súrlódási együttható ($\eta$) használatát, $N$ a normál nyomáserő.

Megkülönböztetik még a külső súrlódást, a gördülési súrlódási erőt, a csúszó súrlódási erőt, a viszkózus súrlódási erőt és más típusú súrlódásokat.

A rugalmas erő törvénye

A rugalmas erő egyenlő a test merevségével, amelyet megszorozunk az alakváltozás mértékével:

$F = k \cdot \Delta l$

A miénkben klasszikus képlet erőket a rugalmas erő keresésére, a fő helyet a test merevségének ($k$) és a test deformációjának ($\Delta l$) értékei foglalják el. Az erő mértékegysége newton (N).

Hasonló képlet írhatja le az alakváltozás legegyszerűbb esetét. Általában Hooke-törvénynek nevezik. Azt állítja, hogy amikor megpróbál egy testet bármilyen elérhető módon deformálni, a rugalmas erő hajlamos visszaadni a tárgy alakját az eredeti formájába.

A folyamat megértése és pontos leírása fizikai jelenség bevezetni további fogalmak. A rugalmassági együttható a következőktől való függést mutatja:

• anyag tulajdonságai;
• rúdméretek.

Különösen megkülönböztetik a rúd vagy terület méretétől való függést keresztmetszetés hossza. Ezután a test rugalmassági együtthatóját a következő formában írjuk fel:

$k = \frac(ES)(L)$

Ebben a képletben a $E$ mennyiség az első típusú rugalmassági modulus. Young-modulusnak is nevezik. Ő tükrözi mechanikai jellemzők bizonyos anyag.

Az egyenes rudak számítása során a Hooke-törvény relatív formában van írva:

$\Delta l = \frac(FL)(ES)$

Meg kell jegyezni, hogy a Hooke-törvény alkalmazása csak viszonylag kis alakváltozások esetén lesz hatékony. Ha az arányossági határt túllépjük, akkor az alakváltozások és feszültségek közötti kapcsolat nemlineárissá válik. Egyes közegeknél a Hooke-törvény még kis alakváltozásokra sem alkalmazható.

Christian) – az „angyalok kilenc rangjának” egyike. Pszeudo-Dionüsziosz besorolása szerint az Areopagita az ötödik rang, a második hármast alkotják az uradalmakkal és tekintélyekkel együtt.

Kiváló meghatározás

Hiányos meghatározás ↓

HATALOM

nem mechanikus, metafizikai). A látens abszorpció polikrón orientációja, amely komplementer bármely struktúrát, magát ezt a struktúrát. A szubjektív tudat számára S. csak virtualitásként jelenhet meg. Az objektívben szintén nincsenek erők. Az S. mindig a létező vágás vagy vágás tünete, egy rész egésztől való elkülönítésének természetében bekövetkezett változás.

Így az erő-idő-mozgás-struktúra komplexum mindig az átjárhatóság szempontjából a befejezetlenség adottsága, az egész értelmezhetetlensége, egy rész és annak kiegészítése határán. Jelentésében azonban S. a legnagyobb fogalmi helyettesítő. Kiderül, hogy lokálisan itt – most a tényezők sokaságának vetülete képviseli.

Az alany nem érzi ezt vagy azt a belső pszichikai erőt, hanem a legszélsőségesebb vagy legszélsőségesebb esetben is csak az „erők” nyomását. Ezeknek a nyomásoknak a tettek és affektusok formájában való hasznosítása rejtve hagy minden feltételezett új erőt is.

Lehet, hogy a hétköznapi jelenségektől a mikrojelenségek felé haladunk, valós, de a megszokott hétköznapi és tudományos látszatokon kívül, de az átmenet bármiféle mikromotoritásra, mikrokinesztetitásra lehetetlen.

Az erő, mint a befolyás mértékének triviális meghatározása heurisztikusan elfogadhatatlan. Minden, ami az energiához kapcsolódik, a nemlét áttöréseként jelenik meg egyik vagy másik tilalmi rendszeren keresztül, amelyet egy adott adott struktúrái határoznak meg. Ugyanakkor maga az áttörés is csatornázott bizonyos módon. A kérdést bonyolítja, hogy a struktúrák semmilyen minőségben nem létezhetnek, ha nem az energia áttörés adott formái. Valamilyen hipotetikus abszolút pillanatban nincsenek struktúrák – ezek ideiglenes alkotások, és azon túl

a ciklusok széle a tehetetlen ismétlések.

Kiváló meghatározás

Hiányos meghatározás ↓