لفهم ما إذا كان الأمر يستحق الاستمرار في كتابة الرسومات التخطيطية القصيرة التي تشرح حرفياً الاختلاف الظواهر الفيزيائيةوالعمليات. النتيجة بددت شكوكي. سوف أكمل. ولكن من أجل التعامل مع الظواهر المعقدة نوعًا ما ، سيتعين عليك إنشاء سلسلة متتالية منفصلة من المنشورات. لذلك ، من أجل الوصول إلى قصة حول بنية الشمس وتطورها وأنواع النجوم الأخرى ، يجب على المرء أن يبدأ بوصف أنواع التفاعل بين الجسيمات الأولية. لنبدأ بهذا. بدون صيغ.
في المجموع ، هناك أربعة أنواع من التفاعلات معروفة في الفيزياء. كل شيء معروف الجاذبيةو الكهرومغناطيسي. ويكاد يكون غير معروف لعامة الناس قويو ضعيف. دعنا نصفهم بالتسلسل.
تفاعل الجاذبية . عرفه الإنسان منذ العصور القديمة. لأنه دائمًا في مجال جاذبية الأرض. ومن فيزياء المدرسة نعلم أن قوة التفاعل الثقالي بين الأجسام تتناسب طرديًا مع ناتج كتلها وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة بينهما. تحت تأثير قوة الجاذبية ، يدور القمر حول الأرض والأرض والكواكب الأخرى حول الشمس ، ويدور هذا الأخير مع النجوم الأخرى حول مركز مجرتنا.
يؤدي الانخفاض البطيء نوعًا ما في قوة تفاعل الجاذبية مع المسافة (يتناسب عكسًا مع مربع المسافة) الفيزيائيين إلى التحدث عن هذا التفاعل على أنه بعيد المدى. بالإضافة إلى ذلك ، فإن قوى التفاعل الثقالي التي تعمل بين الأجسام ليست سوى قوى جذب.
التفاعل الكهرومغناطيسي . في أبسط حالات التفاعل الكهروستاتيكي ، كما نعلم من فيزياء المدرسة ، تتناسب قوة التجاذب أو التنافر بين الجسيمات المشحونة كهربائيًا مع ناتج شحناتها الكهربائية وتتناسب عكسيًا مع مربع المسافة بينهما. وهو مشابه جدًا لقانون تفاعل الجاذبية. الاختلاف الوحيد هو ذلك الشحنات الكهربائيةأولئك الذين لديهم نفس العلامة يتنافرون ، والذين لديهم علامات مختلفة ينجذبون. لذلك ، فإن التفاعل الكهرومغناطيسي ، مثل تفاعل الجاذبية ، يسمى من قبل الفيزيائيين بعيد المدى.
في الوقت نفسه ، يكون التفاعل الكهرومغناطيسي أكثر تعقيدًا من التفاعل الثقالي. من فيزياء المدرسة ، نعلم أن مجالًا كهربائيًا يتم إنشاؤه بواسطة الشحنات الكهربائية ، ولا توجد شحنات مغناطيسية في الطبيعة ، ويتم إنشاء مجال مغناطيسي التيارات الكهربائية.
في الواقع ، يمكن أيضًا إنشاء المجال الكهربائي عن طريق التغيير في الوقت المناسب حقل مغناطيسي، والمجال المغناطيسي - متغير بمرور الوقت الحقل الكهربائي. الظرف الأخير يجعل من الممكن الوجود حقل كهرومغناطيسيلا توجد شحنات أو تيارات كهربائية على الإطلاق. ويتحقق هذا الاحتمال في الشكل موجات كهرومغناطيسية. على سبيل المثال ، موجات الراديو والكميات الضوئية.
نظرًا للاعتماد المتشابه على المسافة بين القوى الكهربائية وقوى الجاذبية ، فمن الطبيعي محاولة مقارنة شدتها. لذلك ، بالنسبة إلى بروتونين ، فإن قوى الجذب الثقالي تكون أضعف بمقدار 10 إلى القوة 36 (مليار مليار مليار مليار مرة) من قوى التنافر الكهروستاتيكي. لذلك ، في فيزياء العالم المصغر ، يمكن إهمال تفاعل الجاذبية بشكل معقول.
تفاعل قوي . هذا هو - مدى قصيرقوة. بمعنى أنها تعمل على مسافات فيمتومتر واحد فقط (واحد تريليون من المليمتر) ، وعلى مسافات طويلةتأثيرهم عمليا لا يشعر به. علاوة على ذلك ، على مسافات تصل إلى واحد فيمتومتر ، يكون التفاعل القوي أقوى بنحو مائة مرة من التفاعل الكهرومغناطيسي.
هذا هو السبب في أن البروتونات المشحونة كهربائيًا في نواة الذرة لا تتنافر عن طريق القوى الكهروستاتيكية ، ولكنها تتماسك معًا عن طريق تفاعل قوي. لأن حجم البروتون والنيوترون حوالي واحد فيمتومتر.
تفاعل ضعيف . انها حقا ضعيفة جدا. أولاً ، يعمل على مسافات تقل ألف مرة عن واحد فيمتومتر. وعلى مسافات طويلة لا يشعر به عمليا. لذلك ، مثل الشخص القوي ، فهو ينتمي إلى الطبقة مدى قصير. ثانيًا ، تبلغ شدته حوالي مائة مليار مرة أقل من شدة التفاعل الكهرومغناطيسي. القوة الضعيفة مسؤولة عن بعض الانحطاط الجسيمات الأولية. بما في ذلك النيوترونات الحرة.
يوجد نوع واحد فقط من الجسيمات التي تتفاعل مع المادة فقط من خلال القوة الضعيفة. هذا نيوترينو. يمر ما يقرب من مائة مليار نيوترينوات شمسية عبر كل سنتيمتر مربع من جلدنا كل ثانية. ونحن لا نلاحظها على الإطلاق. بمعنى أنه خلال حياتنا من غير المحتمل أن تتفاعل بضع قطع من النيوترينو مع مادة أجسامنا.
لن نتحدث عن نظريات تصف كل هذه الأنواع من التفاعلات. إن الصورة النوعية للعالم مهمة بالنسبة لنا ، وليس تعقيد المنظرين.

القوة- مقياس التفاعل الميكانيكي للهيئات. القوة هي سبب تغير سرعة الجسم أو حدوث تشوهات فيه (تغير في الشكل أو الحجم). القوة هي كمية متجهة تتميز بمعاملها (حجمها) واتجاهها ونقطة تطبيق القوة. خط عمل القوة هو خط مستقيم يمر عبر نقطة تطبيق القوة ويستمر في اتجاه متجه القوة. وحدة القوة في النظام الدولي للوحدات هي نيوتن [N]. تستند جميع القوى في الطبيعة على أربعة أنواع من التفاعلات الأساسية:

• القوى الكهرومغناطيسية التي تعمل بين الأجسام المشحونة كهربائيًا ،
• بين قوى الجاذبية أجسام ضخمة,
• قوة نووية قوية ، تعمل وفقًا لمقاييس مرتبة من حجم نواة الذرة وأقل (مسؤولة عن الارتباط بين الكواركات في الهادرونات وعن التجاذب بين النوى في النوى).
• تفاعل نووي ضعيف يتجلى على مسافات أصغر بكثير من حجم النواة الذرية.

تُقاس شدة التفاعلات القوية والضعيفة بوحدات الطاقة (إلكترون فولت) ، وليس بوحدات القوة ، وبالتالي فإن تطبيق مصطلح "القوة" عليها إجراء تعسفي. يمكن أن يحدث تأثير القوة في كل من الاتصال المباشر (الاحتكاك ، الضغط على بعضهم البعض في اتصال مباشر) ، ومن خلال الحقول التي أنشأتها الأجسام (مجال الجاذبية ، المجال الكهرومغناطيسي). موقع مثير للاهتمام وغني بالمعلومات http://mistermigell.ru لك.
من وجهة نظر عمل القوات على النظام ، ضع في اعتبارك:

• القوى الداخلية - قوى التفاعل بين نقاط (هيئات) نظام معين ؛
• القوى الخارجية - القوى التي تعمل على نقاط (أجسام) نظام معين من نقاط (أجسام) لا تنتمي إلى هذا النظام. تسمى القوى الخارجية الأحمال.

يمكن تقسيم القوات إلى:

• القوى التفاعلية - تفاعلات اقتران. إذا كانت حركة الجسم في الفضاء محدودة بأجسام أخرى (روابط ، دعامات) ، فإن القوى التي تعمل بها هذه الأجسام على جسم معين تسمى تفاعلات الاتصال (الدعم).
• القوى النشطة - القوى التي تميز عمل الهيئات الأخرى على جسم معين وتغير حالتها الحركية. تنقسم القوى النشطة ، حسب نوع الاتصال ، إلى
• الحجمي - القوى المؤثرة على كل جزء من الجسم ، على سبيل المثال ، وزن الجسم ؛
• السطح - القوى التي تعمل على جزء من الجسم وتميز الاتصال المباشر بالجسم. القوى السطحية هي:
• مركزة - تعمل على مواقع صغيرة مقارنة بالجسم ، على سبيل المثال ، ضغط عجلة على الطريق ؛
• موزعة - تعمل على مواقع ليست صغيرة مقارنة بالجسم ، على سبيل المثال ، ضغط كاتربيلر جرار على الطريق.

أشهر القوى:
قوى مرنة- القوى الناشئة عن تشوه الجسم ومقاومة هذا التشوه ، ذات طبيعة كهرومغناطيسية ، كونها مظهر من مظاهر التفاعل بين الجزيئات. متجه القوة المرنة موجه عكس الإزاحة ، عموديًا على السطح. على سبيل المثال ، إذا ضغطت شريطًا مرنًا ، بعد إزالة الحمل ، فسوف يستعيد شكله تحت تأثير قوة مرنة.
قوى الاحتكاك- القوة الناشئة عن الحركة النسبيةللأجسام الصلبة ومقاومة هذه الحركة ، ذات طبيعة كهرومغناطيسية ، كونها مظهرًا مجهريًا للتفاعل بين الجزيئات. يتم توجيه متجه قوة الاحتكاك عكسًا لمتجه السرعة. على سبيل المثال ، تحدث قوة الاحتكاك عندما ينزلق مزلقة على الجليد بين باطن القدمين والأرض.
قوى المقاومة البيئية- القوى الناشئة عن حركة جسم صلب في وسط سائل أو غازي ذات طبيعة كهرومغناطيسية ، كونها مظهر من مظاهر التفاعل بين الجزيئات. يتم توجيه متجه قوة المقاومة عكس متجه السرعة. على سبيل المثال ، عندما تتحرك طائرة في الهواء.
قوى التوتر السطحي- القوى الناشئة على سطح فصل الطور ذات طبيعة كهرومغناطيسية ، كونها مظهر من مظاهر التفاعل بين الجزيئات. يتم توجيه قوة التوتر بشكل عرضي إلى الواجهة. على سبيل المثال ، يمكن أن تقع العملة المعدنية على سطح سائل ، وتعمل الحشرات على الماء.
القوة الجاذبية - القوة التي تجذب بها أي أجسام في الكون بعضها البعض ، فهي تتناسب طرديًا مع ناتج كتل هذه الأجسام وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة بينها. على سبيل المثال ، تنجذب الأرض إلى الشمس ، وفي نفس الوقت تنجذب الأرض إلى القمر والشمس.
الجاذبيةهي القوة المؤثرة على الجسم من جانب الأرض ، والتي تضفي عليه تسارع السقوط الحر. الجاذبية هي مجموع قوى الجاذبية وقوة الطرد المركزي لدوران الأرض. على سبيل المثال ، تحت تأثير جاذبية الجسم ، تسقط الأرض.
قوة الجمود- القوة الوهمية (ليست مقياسًا للتفاعل الميكانيكي) يتم تقديمها عند النظر في الحركة النسبية في الأطر المرجعية غير بالقصور الذاتي (تتحرك مع التسارع) من أجل الوفاء بقانون نيوتن الثاني فيها. في الإطار المرجعي المرتبط بجسم متسارع بشكل موحد ، يتم توجيه قوة القصور الذاتي عكس التسارع. من القوة الكلية للقصور الذاتي ، من أجل الراحة ، يمكن تمييز قوة الطرد المركزي الموجهة من محور دوران الجسم ، وقوة كوريوليس ، التي تنشأ عندما يتحرك الجسم بالنسبة للإطار المرجعي الدوار ، من أجل الراحة.
هناك قوى أخرى كذلك.

دينيس، الصف السادس، HFML٪ 27

من الضروري معرفة نقطة التطبيق واتجاه كل قوة. من المهم أن تكون قادرًا على تحديد بالضبط ما هي القوى التي تؤثر على الجسم وفي أي اتجاه. يُشار إلى القوة على أنها تقاس بالنيوتن. من أجل التمييز بين القوات ، تم تحديدها على النحو التالي

فيما يلي القوى الرئيسية التي تعمل في الطبيعة. من المستحيل اختراع قوى غير موجودة عند حل المشاكل!

هناك العديد من القوى في الطبيعة. هنا تعتبر القوى التي تعتبر في دورة مدرسيةالفيزياء في دراسة الديناميات. تم ذكر القوى الأخرى أيضًا ، والتي سيتم مناقشتها في أقسام أخرى.

الجاذبية

يتأثر كل جسم على هذا الكوكب بجاذبية الأرض. يتم تحديد القوة التي تجذب بها الأرض كل جسم من خلال الصيغة

نقطة التطبيق في مركز ثقل الجسم. الجاذبية يشير دائمًا إلى أسفل عموديًا.

قوة الإحتكاك

دعنا نتعرف على قوة الاحتكاك. تنشأ هذه القوة عندما تتحرك الأجسام ويتلامس سطحان. تنشأ القوة نتيجة حقيقة أن الأسطح ، عند النظر إليها تحت المجهر ، ليست ناعمة كما تبدو. يتم تحديد قوة الاحتكاك من خلال الصيغة:

يتم تطبيق قوة عند نقطة التلامس بين سطحين. الاتجاه المعاكس للحركة.

قوة رد الفعل الداعمة

تخيل جسمًا ثقيلًا جدًا ملقى على طاولة. ينحني الجدول تحت وزن الجسم. ولكن وفقًا لقانون نيوتن الثالث ، تعمل الطاولة على الجسم بنفس القوة تمامًا مثل الجسم الموجود على الطاولة. يتم توجيه القوة عكس القوة التي يضغط بها الجسم على الطاولة. هذا هو الأمر. هذه القوة تسمى رد فعل الدعم. اسم القوة "يتكلم" رد فعل الدعم. تنشأ هذه القوة كلما كان هناك تأثير على الدعم. طبيعة حدوثه المستوى الجزيئي. الكائن ، كما كان ، يشوه الموضع المعتاد والوصلات المعتادة للجزيئات (داخل الجدول) ، وهم بدورهم يميلون إلى العودة إلى حالتها الأصلية ، "المقاومة".

على الإطلاق ، أي جسم ، حتى لو كان خفيفًا جدًا (على سبيل المثال ، قلم رصاص ملقى على طاولة) ، يشوه الدعم على المستوى الجزئي. لذلك ، يحدث رد فعل داعم.

لا توجد صيغة خاصة لإيجاد هذه القوة. يعينونها بالحرف ، لكن هذه القوة هي مجرد نوع منفصل من القوة المرنة ، لذلك يمكن الإشارة إليها أيضًا على أنها

يتم تطبيق القوة عند نقطة اتصال الجسم بالدعم. موجه بشكل عمودي على الدعم.

نظرًا لأن الجسم يمثل نقطة مادية ، يمكن تصوير القوة من المركز

قوة مرنة

تنشأ هذه القوة نتيجة للتشوه (تغيرات في الحالة الأولية للمادة). على سبيل المثال ، عندما نمد زنبركًا ، نزيد المسافة بين جزيئات مادة الزنبرك. عندما نضغط الربيع ، فإننا نخفضه. عندما نلتف أو نتحول. في كل هذه الأمثلة ، تظهر قوة تمنع التشوه - القوة المرنة.

قانون هوك

يتم توجيه القوة المرنة عكس التشوه.

نظرًا لأن الجسم يمثل نقطة مادية ، يمكن تصوير القوة من المركز

عند التوصيل في سلسلة ، على سبيل المثال ، الينابيع ، يتم حساب الصلابة بواسطة الصيغة

عند الاتصال بالتوازي ، تصلب

تصلب العينة. معامل يونج.

يميز معامل يونغ الخصائص المرنة للمادة. هذا هو ثابتبالاعتماد فقط على المادة وحالتها المادية. يميز قدرة المادة على مقاومة التشوه الناتج عن الشد أو الانضغاط. قيمة معامل يونج جدولية.

المزيد عن الخصائص المواد الصلبة.

وزن الجسم

وزن الجسم هو القوة التي يعمل بها الجسم على دعامة. أنت تقول إنها الجاذبية! يحدث الالتباس في ما يلي: غالبًا وزن الجسم يساوي القوةالجاذبية ، لكن هذه قوى مختلفة تمامًا. الجاذبية هي القوة التي تنتج عن التفاعل مع الأرض. الوزن هو نتيجة التفاعل مع الدعامة. يتم تطبيق قوة الجاذبية في مركز ثقل الجسم ، بينما الوزن هو القوة التي يتم تطبيقها على الدعم (وليس على الجسم)!

لا توجد صيغة لتحديد الوزن. يتم الإشارة إلى هذه القوة بالحرف.

تنشأ قوة رد فعل الدعم أو القوة المرنة استجابةً لتأثير جسم ما على التعليق أو الدعم ، وبالتالي فإن وزن الجسم دائمًا ما يماثل القوة المرنة عدديًا ، ولكن له الاتجاه المعاكس.

قوة رد فعل الدعم والوزن قوتان من نفس الطبيعة ، وفقًا لقانون نيوتن الثالث ، فهما متساويان وموجهان بشكل معاكس. الوزن هو القوة التي تعمل على دعامة وليس على الجسم. تؤثر قوة الجاذبية على الجسم.

قد لا يكون وزن الجسم مساويا للجاذبية. يمكن أن يكون أكثر أو أقل ، أو يمكن أن يكون الوزن صفراً. هذه الحالة تسمى انعدام الوزن. انعدام الوزن هو حالة لا يتفاعل فيها الجسم مع دعامة ، على سبيل المثال ، حالة الطيران: توجد جاذبية ، لكن الوزن يساوي صفرًا!

من الممكن تحديد اتجاه التسارع إذا حددت مكان توجيه القوة المحصلة

لاحظ أن الوزن قوة مقاسة بالنيوتن. كيف تجيب بشكل صحيح على السؤال: "كم وزنك"؟ نجيب 50 كجم ، لا نذكر الوزن ، ولكن كتلتنا! في هذا المثال ، وزننا يساوي الجاذبية ، أي حوالي 500 نيوتن!

الزائد- نسبة الوزن إلى الجاذبية

قوة أرخميدس

تنشأ القوة نتيجة تفاعل الجسم مع سائل (غاز) ، عندما يكون مغمورًا في سائل (أو غاز). تدفع هذه القوة الجسم خارج الماء (الغاز). لذلك ، يتم توجيهها عموديًا لأعلى (دفعات). تحددها الصيغة:

في الهواء ، نتجاهل قوة أرخميدس.

إذا كانت قوة أرخميدس مساوية لقوة الجاذبية ، فإن الجسم يطفو. إذا كانت قوة أرخميدس أكبر ، فإنها ترتفع إلى سطح السائل ، وإذا كانت أقل ، فإنها تغرق.

القوى الكهربائية

هناك قوى ذات أصل كهربائي. تحدث في وجود شحنة كهربائية. هذه القوى ، مثل قوة كولوم ، قوة أمبير ، قوة لورنتز ، تمت مناقشتها بالتفصيل في قسم الكهرباء.

تعيين تخطيطي للقوى المؤثرة على الجسم

غالبًا ما يتم نمذجة الجسم من خلال نقطة مادية. لذلك ، في المخططات ، يتم نقل نقاط التطبيق المختلفة إلى نقطة واحدة - إلى المركز ، ويتم تصوير الجسم بشكل تخطيطي على شكل دائرة أو مستطيل.

من أجل تحديد القوى بشكل صحيح ، من الضروري سرد ​​جميع الهيئات التي يتفاعل معها الجسم قيد الدراسة. حدد ما يحدث نتيجة التفاعل مع كلٍّ منهما: الاحتكاك ، أو التشوه ، أو الانجذاب ، أو ربما التنافر. تحديد نوع القوة ، وتحديد الاتجاه بشكل صحيح. انتباه! سيتزامن عدد القوى مع عدد الهيئات التي يحدث التفاعل معها.

الشيء الرئيسي الذي يجب تذكره

قوى الاحتكاك

يميز بين الاحتكاك الخارجي (الجاف) والداخلي (اللزج). يحدث الاحتكاك الخارجي بين الأسطح الصلبة المتلامسة ، ويحدث الاحتكاك الداخلي بين طبقات السائل أو الغاز أثناء حركتها النسبية. هناك ثلاثة أنواع من الاحتكاك الخارجي: الاحتكاك الساكن ، والاحتكاك الانزلاقي ، والاحتكاك المتدحرج.

يتم تحديد الاحتكاك المتداول بواسطة الصيغة

تنشأ قوة المقاومة عندما يتحرك الجسم في سائل أو غاز. يعتمد حجم قوة المقاومة على حجم وشكل الجسم وسرعة حركته وخصائص السائل أو الغاز. عند السرعات المنخفضة ، تتناسب قوة المقاومة مع سرعة الجسم

في السرعات العالية يتناسب مع مربع السرعة

العلاقة بين الجاذبية وقانون الجاذبية وتسارع السقوط الحر

ضع في اعتبارك الجاذبية المتبادلة بين الجسم والأرض. بينهما ، وفقًا لقانون الجاذبية ، تنشأ قوة الآن دعونا نقارن بين قانون الجاذبية وقوة الجاذبية

تعتمد قيمة تسارع السقوط الحر على كتلة الأرض ونصف قطرها! وبالتالي ، من الممكن حساب أجسام التسارع على القمر أو على أي كوكب آخر ، باستخدام كتلة ونصف قطر ذلك الكوكب.

المسافة من مركز الأرض إلى القطبين أقل من المسافة إلى خط الاستواء. لذلك ، فإن تسارع السقوط الحر عند خط الاستواء أقل بقليل من تسارع القطبين. في الوقت نفسه ، تجدر الإشارة إلى أن السبب الرئيسي لاعتماد تسارع السقوط الحر على خط عرض المنطقة هو حقيقة أن الأرض تدور حول محورها.

عند الابتعاد عن سطح الأرض ، تتغير قوة الجاذبية وتسارع السقوط الحر عكسياً مع مربع المسافة إلى مركز الأرض.

>> الفيزياء: القوى في الطبيعة. قوى الجاذبية

دعونا نكتشف أولاً ما إذا كانت هناك أنواع عديدة من القوى في الطبيعة.
للوهلة الأولى ، يبدو أننا أخذنا على عاتقنا مهمة شاقة وغير قابلة للحل: أجساد على الأرض وخارجها. مجموعة لانهائية. يتفاعلون بشكل مختلف. لذلك ، على سبيل المثال ، يسقط حجر على الأرض ؛ قاطرة كهربائية تسحب قطارًا ؛ ارتطام قدم لاعب كرة القدم بالكرة ؛ تجذب عصا الإبونيت التي تلبس على الفراء قطعًا خفيفة من الورق ، والمغناطيس يجذب برادة الحديد ؛ موصل مع تيار يدير إبرة البوصلة ؛ يتفاعل القمر والأرض ويتفاعلان معًا مع الشمس ؛ تتفاعل النجوم والأنظمة النجمية ، إلخ. أمثلة مماثلةلا يوجد نهايه. يبدو أنه يوجد في الطبيعة عدد لا حصر له من التفاعلات (القوى)؟ اتضح لا!
أربعة أنواع من القوات.في المساحات اللامحدودة للكون ، على كوكبنا ، في أي مادة ، في الكائنات الحية ، في الذرات ، في النوى الذرية وفي عالم الجسيمات الأولية ، نلتقي بمظهر من مظاهر أربعة أنواع فقط من القوى: الجاذبية ، الكهرومغناطيسية ، قوي (نووي) وضعيف.
قوى الجاذبية، أو قوى الجاذبية العامة ، تعمل بين جميع الأجسام - كل الأجسام تنجذب إلى بعضها البعض. لكن عادة ما يكون هذا الجذب ضروريًا فقط عندما يكون أحد الأجسام المتفاعلة على الأقل كبيرًا مثل الأرض أو القمر. خلاف ذلك ، فإن هذه القوى صغيرة جدًا بحيث يمكن إهمالها.
القوى الكهرومغناطيسيةتعمل بين الجسيمات التي لها شحنات كهربائية. نطاق أنشطتهم واسع ومتنوع بشكل خاص. في الذرات والجزيئات والأجسام الصلبة والسائلة والغازية والكائنات الحية والقوى الكهرومغناطيسية هي العناصر الرئيسية. دورهم في الذرات عظيم.
مجال القوى النووية محدود جدا. هم فقط مرئيون في الداخل. النوى الذرية(أي على مسافات 10-13 سم). بالفعل على مسافات بين الجسيمات بترتيب 10-11 سم (أصغر ألف مرة من حجم الذرة - 10-8 سم) ، فإنها لا تظهر على الإطلاق.
تفاعلات ضعيفةتظهر نفسها على مسافات أقصر ، في حدود 10-15 سم ، وتسبب تحولات متبادلة للجسيمات الأولية ، وتحدد الانحلال الإشعاعي للنواة ، وتفاعلات الاندماج النووي الحراري.
القوى النووية هي الأقوى في الطبيعة. إذا تم أخذ شدة القوى النووية كوحدة واحدة ، فإن شدة القوى الكهرومغناطيسية ستكون 10-2 ، الجاذبية - 10-40 ، التفاعلات الضعيفة - 10-16.
تتجلى التفاعلات القوية (النووية) والضعيفة في مثل هذه المسافات الصغيرة عندما تظهر قوانين ميكانيكا نيوتن ، ومعها المفهوم القوة الميكانيكيةتفقد معناها.
في الميكانيكا ، سننظر فقط في التفاعلات الجاذبية والكهرومغناطيسية.
القوى في الميكانيكا.في الميكانيكا ، يتعاملون عادة مع ثلاثة أنواع من القوى - قوى الجاذبية والقوى المرنة وقوى الاحتكاك.
إن قوى المرونة والاحتكاك ذات طبيعة كهرومغناطيسية. لن نشرح هنا أصل هذه القوى ، فبمساعدة التجارب سيكون من الممكن معرفة الظروف التي تنشأ في ظلها هذه القوى والتعبير عنها كمياً.
هناك أربعة أنواع من التفاعل في الطبيعة. في الميكانيكا ، تمت دراسة قوى الجاذبية ونوعين من القوى الكهرومغناطيسية - القوى المرنة وقوى الاحتكاك.

جي يا مياكيشيف ، بي بي بوكوفتسيف ، إن إن سوتسكي ، الفيزياء للصف العاشر

محتوى الدرس ملخص الدرسدعم إطار عرض الدرس بأساليب متسارعة تقنيات تفاعلية ممارسة مهام وتمارين امتحان ذاتي ورش عمل ، تدريبات ، حالات ، أسئلة أسئلة واجبات منزلية ، أسئلة مناقشة أسئلة بلاغيةمن الطلاب الرسوم التوضيحية مقاطع الصوت والفيديو والوسائط المتعددةصور ، صور رسومات ، جداول ، مخططات فكاهة ، نوادر ، نكت ، أمثال كاريكاتورية ، أقوال ، ألغاز كلمات متقاطعة ، اقتباسات الإضافات الملخصاترقائق المقالات لأوراق الغش الفضولي والكتب المدرسية الأساسية والإضافية معجم مصطلحات أخرى تحسين الكتب المدرسية والدروستصحيح الأخطاء في الكتاب المدرسيتحديث جزء في الكتاب المدرسي من عناصر الابتكار في الدرس واستبدال المعرفة القديمة بأخرى جديدة فقط للمعلمين دروس مثالية خطة التقويملعام القواعد الارشاديةبرامج المناقشة دروس متكاملة

إذا كانت لديك تصحيحات أو اقتراحات لهذا الدرس ،

هناك أربعة أنواع من القوى في الطبيعة: قوى الجاذبية ، والكهرومغناطيسية ، والنووية ، والقوى الضعيفة.

قوى الجاذبية أو قوة الجاذبية, تعمل بين جميع الهيئات. لكن هذه القوى ملحوظة إذا كان أحد الأجرام على الأقل له أبعاد تتناسب مع أبعاد الكواكب. إن قوى التجاذب بين الأجسام العادية صغيرة جدًا بحيث يمكن إهمالها. لذلك ، يمكن اعتبار قوى الجاذبية قوى التفاعل بين الكواكب ، وكذلك بين الكواكب والشمس أو الأجسام الأخرى التي لها كتلة كبيرة جدًا. يمكن أن تكون هذه النجوم والأقمار الصناعية للكواكب ، وما إلى ذلك.

القوى الكهرومغناطيسية تعمل بين الأجسام التي لديها شحنة كهربائية.

القوى النووية(قوي) هي الأقوى في الطبيعة. تعمل داخل نوى الذرات على مسافات 10-13 سم.

قوى ضعيفةمثل تلك النووية ، تعمل على مسافات صغيرة من 10 إلى 15 سم ، ونتيجة لعملها تحدث العمليات داخل النواة.

تعتبر الميكانيكا قوى الجاذبية والقوى المرنة وقوى الاحتكاك.

قوى الجاذبية

وصفت الجاذبية قانون الجاذبية الكونية. كان هذا القانونحددها نيوتن في المنتصفالسابع عشر في. في المبادئ الرياضية للفلسفة الطبيعية.

الجاذبيةتسمى قوة الجاذبية التي تنجذب بها أي جسيمات مادية إلى بعضها البعض.

تتناسب القوة التي تنجذب بها جسيمات المادة إلى بعضها البعض طرديًا مع ناتج كتلها وتتناسب عكسًا مع مربع المسافة بينهما. .

جي - ثابت الجاذبية ، الذي يساوي عدديًا معامل قوة الجاذبية ، حيث يعمل جسم له وحدة كتلة على جسم له نفس الكتلة ويقع عليه مسافة الوحدةمنه.

جي \ u003d 6.67384 (80) 10 11 م 3 ث −2 كجم -1 ، أو N م 2 كجم −2.

على سطح الأرض ، تظهر قوة الجاذبية (قوة الجاذبية) في الشكل الجاذبية.

نرى أن أي جسم يُلقى في اتجاه أفقي لا يزال يسقط. وأي جسم يُلقى للأعلى يسقط أيضًا. هذا بسبب تأثير قوة الجاذبية أي جسم مادي يقع بالقرب من سطح الأرض. تؤثر الجاذبية على الأجسام وعلى أسطح الأجسام الفلكية الأخرى. يتم توجيه هذه القوة دائمًا عموديًا لأسفل.

تحت تأثير الجاذبية ، يتحرك الجسم إلى سطح الكوكب بعجلة تسمى تسارع السقوط الحر.

يُشار إلى تسارع السقوط الحر على سطح الأرض بالحرف ز .

F ت = ملغ ,

بالتالي،

ز = F ت / م

ز \ u003d 9.81 م / ث 2 عند قطبي الأرض وعند خط الاستواء ز \ u003d 9.78 م / ث 2.

عند حل المشاكل الفيزيائية البسيطة ، الكمية ز تعتبر مساوية لـ 9.8 م / ث 2.

تنطبق نظرية الجاذبية الكلاسيكية فقط على الأجسام ذات السرعة الأقل بكثير من سرعة الضوء.

قوى مرنة

قوى المرونة تسمى القوى التي تنشأ في الجسم نتيجة التشوه ، يسبب التغييرشكله أو حجمه. تسعى هذه القوى دائمًا إلى إعادة الجسم إلى موضعه الأصلي.

أثناء التشوه ، يتم تهجير جزيئات الجسم. يتم توجيه القوة المرنة في الاتجاه المعاكس لاتجاه إزاحة الجسيم. إذا توقف التشوه ، تختفي القوة المرنة.

اكتشف الفيزيائي الإنجليزي روبرت هوك ، المعاصر لنيوتن ، قانونًا يؤسس علاقة بين القوة المرنة وتشوه الجسم.

عندما يتشوه الجسم ، تنشأ قوة مرنة تتناسب طرديا مع استطالة الجسم ، ولها اتجاه معاكس لحركة الجسيمات أثناء التشوه.

F = ك ∆ ل ,

أين ل هي صلابة الجسم ، أو معامل المرونة ؛

∆ ل - مقدار التشوه ، يوضح مقدار استطالة الجسم تحت تأثير القوى المرنة.

قانون هوك صالح للتشوهات المرنة عندما يكون استطالة الجسم صغيرة ، ويستعيد الجسم أبعاده الأصلية بعد اختفاء القوى التي تسببت في هذا التشوه.

إذا كان التشوه كبيرًا ولم يعود الجسم إلى شكله الأصلي ، فإن قانون هوك لا ينطبق. فيتشوهات كبيرة جدا يحدث تدمير للجسم.

قوى الاحتكاك

يحدث الاحتكاك عندما يتحرك جسم على سطح آخر. لها طبيعة كهرومغناطيسية. هذا نتيجة للتفاعل بين ذرات وجزيئات الأجسام المجاورة. اتجاه قوة الاحتكاك هو عكس اتجاه الحركة.

يميز جافو سائلاحتكاك. يسمى الاحتكاك بالجفاف إذا لم يكن هناك طبقة سائلة أو غازية بين الأجسام.

السمة المميزة للاحتكاك الجاف هي الاحتكاك الساكن ، والذي يحدث عندما تكون الأجسام في حالة راحة نسبية.

قيمة قوى الاحتكاك الساكندائمًا ما يساوي حجم القوة الخارجية وموجهًا في الاتجاه المعاكس. تمنع قوة الاحتكاك الساكن الجسم من الحركة.

في المقابل ، ينقسم الاحتكاك الجاف إلى احتكاك ينزلقوالاحتكاك المتداول.

إذا تجاوز حجم القوة الخارجية حجم قوة الاحتكاك ، فسيظهر انزلاق في هذه الحالة ، وسيبدأ أحد الأجسام الملامسة في التحرك للأمام بالنسبة إلى الجسم الآخر. وسوف يطلق على قوة الاحتكاك انزلاق الاحتكاك. سيكون اتجاهها عكس اتجاه الانزلاق.

تعتمد قوة الاحتكاك الانزلاقي على القوة التي تضغط بها الأجسام على بعضها البعض ، وعلى حالة الأسطح المحاكة ، وعلى سرعة الحركة ، ولكنها لا تعتمد على منطقة التلامس.

تُحسب قوة الاحتكاك الانزلاقي لجسم ما على سطح آخر بواسطة الصيغة:

F آر. = ك ن ,

أين ك- معامل الاحتكاك الانزلاقي.

ن - فرض رد فعل طبيعييعمل على الجسم من جانب السطح.

قوة الاحتكاك المتداول يحدث بين الجسم الذي يتدحرج على السطح والسطح نفسه. تظهر هذه القوى ، على سبيل المثال ، عندما تتلامس إطارات السيارة مع سطح الطريق.

يتم حساب قيمة قوة الاحتكاك المتداول بواسطة الصيغة

أين F ت - قوة الاحتكاك المتداول ؛

F هو معامل الاحتكاك المتداول ؛

ص هو نصف قطر الجسم المتداول.

ن - قوة الضغط.