Annak megértéséhez, hogy érdemes-e folytatni olyan rövid vázlatok írását, amelyek szó szerint elmagyarázzák a különbözőségeket fizikai jelenségekés folyamatok. Az eredmény eloszlatta a kétségeimet. folytatom. De ahhoz, hogy megközelítse a meglehetősen összetett jelenségeket, külön, egymást követő bejegyzéssorozatot kell készítenie. Tehát ahhoz, hogy eljussunk a Nap és más típusú csillagok szerkezetéről és fejlődéséről szóló történethez, az elemi részecskék közötti kölcsönhatás típusainak leírásával kell kezdenünk. Kezdjük ezzel. Nincsenek képletek.
Összességében négyféle kölcsönhatás ismert a fizikában. Mindenki jól ismert gravitációsÉs elektromágneses. És szinte ismeretlen a nagyközönség számára erősÉs gyenge. Írjuk le őket egymás után.
Gravitációs kölcsönhatás . Az emberek ősidők óta ismerték. Mert állandóan a Föld gravitációs mezejében van. Az iskolai fizikából pedig tudjuk, hogy a testek közötti gravitációs kölcsönhatás ereje arányos tömegük szorzatával és fordítottan arányos a köztük lévő távolság négyzetével. A gravitációs erő hatására a Hold kering a Föld körül, a Föld és más bolygók a Nap körül, utóbbiak pedig más csillagokkal együtt Galaxisunk középpontja körül.
A távolsággal való gravitációs kölcsönhatás erősségének meglehetősen lassú csökkenése (a távolság négyzetével fordítottan arányos) arra készteti a fizikusokat, hogy erről a kölcsönhatásról úgy beszéljenek. hosszú távú. Ráadásul a testek között ható gravitációs kölcsönhatás erői csak vonzási erők.
Elektromágneses kölcsönhatás . Az elektrosztatikus kölcsönhatás legegyszerűbb esetben, ahogy azt az iskolai fizikából tudjuk, az elektromosan töltött részecskék közötti vonzás vagy taszítás ereje arányos elektromos töltéseik szorzatával, és fordítottan arányos a köztük lévő távolság négyzetével. Ami nagyon hasonlít a gravitációs kölcsönhatás törvényéhez. Az egyetlen különbség az elektromos töltések az azonos előjelűek taszítanak, a különböző előjelűek pedig vonzzák. Ezért az elektromágneses kölcsönhatást a gravitációs kölcsönhatáshoz hasonlóan a fizikusok nevezik hosszú távú.
Ugyanakkor az elektromágneses kölcsönhatás összetettebb, mint a gravitációs kölcsönhatás. Az iskolai fizikából tudjuk, hogy az elektromos teret elektromos töltések hozzák létre, mágneses töltések nem léteznek a természetben, de a mágneses tér létrejön elektromos áramok.
Valójában az elektromos mező időbeli változással is létrehozható mágneses mező, és a mágneses tér idővel változik elektromos mező. Az utolsó körülmény lehetővé teszi a létezést elektromágneses mező elektromos töltések vagy áramok nélkül. Ez a lehetőség pedig a formában valósul meg elektromágneses hullámok. Például rádióhullámok és fénykvantumok.
Mivel az elektromos és a gravitációs erők egyformán függenek a távolságtól, természetes, hogy megpróbáljuk összehasonlítani intenzitásukat. Így két proton esetében a gravitációs vonzás ereje 10-36-szor (egymilliárd milliárd milliárd milliárdszor) gyengébbnek bizonyul, mint az elektrosztatikus taszító erő. Ezért a mikrovilág fizikájában a gravitációs kölcsönhatás teljesen ésszerűen elhanyagolható.
Erős interakció . ez - rövidtávú erő. Abban az értelemben, hogy csak egy femtométer (a milliméter trilliod része) nagyságrendű távolságban működnek, és hosszútáv hatásuk gyakorlatilag nem érezhető. Ráadásul egy femtométer nagyságrendű távolságban az erős kölcsönhatás körülbelül százszor intenzívebb, mint az elektromágneses.
Ez az oka annak, hogy az atommagban egyformán elektromosan töltött protonokat nem elektrosztatikus erők taszítják el egymástól, hanem erős kölcsönhatások tartják össze őket. Mivel a proton és a neutron mérete körülbelül egy femtométer.
Gyenge interakció . Tényleg nagyon gyenge. Először is, ezerszer kisebb távolságban működik, mint egy femtométer. És nagy távolságokon gyakorlatilag nem érezhető. Ezért, mint az erős, az osztályba tartozik rövidtávú. Másodszor, intenzitása körülbelül százmilliárdszor kisebb, mint az elektromágneses kölcsönhatás intenzitása. A gyenge kölcsönhatás bizonyos bomlásokért felelős elemi részecskék. Beleértve a szabad neutronokat.
Csak egyfajta részecske van, amely csak gyenge kölcsönhatás révén lép kölcsönhatásba az anyaggal. Ez egy neutrínó. Csaknem százmilliárd napneutrínó halad át bőrünk minden négyzetcentiméterén másodpercenként. És egyáltalán nem vesszük észre őket. Abban az értelemben, hogy életünk során nem valószínű, hogy néhány neutrínó kölcsönhatásba lépne testünk anyagával.
Nem beszélünk azokról az elméletekről, amelyek leírják az összes ilyen típusú interakciót. Számunkra ugyanis a jó minőségű világkép a fontos, nem pedig a teoretikusok örömei.

Kényszerítés- a testek mechanikai kölcsönhatásának mértéke. Az erő hatására a test sebessége megváltozik, vagy deformációk lépnek fel benne (alak- vagy térfogatváltozás). Az erő egy vektormennyiség, amelyet a modulus (nagyság), az erő iránya és alkalmazási pontja jellemez. Az erő hatásvonala egy egyenes, amely áthalad az erő alkalmazási pontján és folytatja az erővektor irányát. Az SI erő mértékegysége Newton [N]. A természetben minden erő négy alapvető kölcsönhatáson alapul:

• az elektromosan töltött testek között ható elektromágneses erők,
• között ható gravitációs erők masszív tárgyak,
• erős nukleáris kölcsönhatás, amely az atommag nagyságrendjéhez tartozó és kisebb léptékeken működik (a hadronokban a kvarkok közötti kapcsolatért és az atommagokban a nukleonok közötti vonzásért felelős).
• gyenge nukleáris kölcsönhatás, amely az atommag méreténél jóval kisebb távolságokban nyilvánul meg.

Az erős és gyenge kölcsönhatások intenzitását energiaegységekben (elektronvolt) mérik, nem pedig erőegységekben, ezért az „erő” kifejezés használata feltételes. Az erőhatás mind közvetlen érintkezés (súrlódás, közvetlen érintkezés során egymásra gyakorolt ​​nyomás), mind testek által létrehozott mezőkön (gravitációs tér, elektromágneses tér) keresztül történhet. Érdekes és informatív webhely http://mistermigell.ru az Ön számára.
A rendszerre ható erők hatása szempontjából vegye figyelembe:

• belső erők - egy adott rendszer pontjai (testei) közötti kölcsönhatás erői;
• a külső erők egy adott rendszer pontjaira (testeire) ható erők olyan pontokból (testekből), amelyek nem tartoznak az adott rendszerhez. A külső erőket terhelésnek nevezzük.

Az erők a következőkre oszthatók:

• reaktív erők – csatolási reakciók. Ha egy test mozgását a térben más testek (kapcsolatok, támaszok) korlátozzák, akkor azokat az erőket, amelyekkel ezek a testek egy adott testre hatnak, a kapcsolat (támasztás) reakcióinak nevezzük.
• Az aktív erők olyan erők, amelyek más testek hatását jellemzik egy adott kinematikai állapotra és megváltoztatják azt. Az aktív erők, az érintkezés típusától függően, fel vannak osztva
• térfogati - a test egyes részecskéire ható erők, például a test súlya;
• felület - a test egy területére ható erők, amelyek a testek közvetlen érintkezését jellemzik. A felszíni erők a következők:
• koncentrált - a testhez képest kicsi területekre hat, például egy kerék nyomása az úton;
• elosztott - olyan területekre hat, amelyek a testhez képest nem kicsik, például egy traktor hernyójának nyomása az úton.

A leghíresebb erők:
Rugalmas erők− a test deformációja során fellépő és ezt a deformációt ellensúlyozó erők elektromágneses természetűek, a molekulák közötti kölcsönhatás megnyilvánulása. A rugalmas erővektor az elmozdulással ellentétes irányba, a felületre merőlegesen irányul. Például, ha összenyom egy rugalmas szalagot, a terhelés eltávolítása után az rugalmas erő hatására visszaállítja alakját.
Súrlódási erők− által generált erő relatív mozgás A szilárd anyagok és ennek a mozgásnak az ellensúlyozása elektromágneses természetűek, mivel az intermolekuláris kölcsönhatás makroszkopikus megnyilvánulása. A súrlódási erővektor a sebességvektorral ellentétes irányú. Például súrlódás lép fel, amikor egy szán csúszik a havon, a talpa és a talaj között.
Környezeti ellenállási erők— a szilárd test folyékony vagy gáznemű közegben való mozgása során fellépő erők elektromágneses természetűek, és a molekulák közötti kölcsönhatás megnyilvánulása. A légellenállási erővektor a sebességvektorral ellentétes irányú. Például amikor egy repülőgép a levegőben mozog.
Felületi feszültségi erők− a fázishatáron fellépő erők elektromágneses természetűek, az intermolekuláris kölcsönhatás megnyilvánulása. A húzóerő tangenciálisan a fázis határfelületére irányul. Például egy érme feküdhet egy folyadék felszínén, a rovarok vízen futnak.
Kényszerítés egyetemes gravitáció - az erő, amellyel az Univerzum bármely teste vonzza egymást, ez egyenesen arányos e testek tömegének szorzatával és fordítottan arányos a köztük lévő távolság négyzetével. Például a Földet a Nap vonzza, ugyanakkor a Földet vonzza a Hold és a Nap.
Gravitáció− egy testre a Földről ható erő, amely gyorsulást kölcsönöz neki szabadesés. A gravitáció a gravitációs vonzás erejének és a Föld forgásából eredő centrifugális erőnek az összege. Például a gravitáció hatására a testek a Földre esnek.
Tehetetlenségi erő− fiktív erő (nem a mechanikai kölcsönhatás mértéke), amelyet nem inerciális vonatkoztatási rendszerek relatív mozgásának figyelembevételekor vezetünk be (gyorsulással mozogva), így Newton második törvénye teljesül bennük. Egy egyenletesen gyorsított testhez tartozó referenciakeretben a tehetetlenségi erő a gyorsulással ellentétes irányban irányul. Tól től teljes erővel Kényelmesen megkülönböztethető a tehetetlenség a test forgástengelyéből kiinduló centrifugális erő és a Coriolis-erő között, amely akkor keletkezik, amikor a test elmozdul a forgó referenciakerethez képest.
Vannak más erők is.

Denis, 6. osztály, HFML % 27

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

Az alábbiakban bemutatjuk a természetben működő fő erőket. A problémák megoldása során nem lehet olyan erőket kitalálni, amelyek nem léteznek!

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 azért jelentkezik, mert mikroszkóp alatt nézve a felületek 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. Úgy tűnt, hogy a tárgy deformálja a molekulák szokásos helyzetét és kapcsolatait (az asztalon belül), azok viszont igyekeznek visszatérni eredeti állapotukba, „ellenállni”.

Teljesen 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. betűvel van jelölve, de ez az erő egyszerűen a rugalmassági erő egy külön fajtája, így jelölhető úgy is, mint

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 azt. 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

Például rugók sorba kapcsolásakor a merevséget a képlet alapján számítják ki

Párhuzamos csatlakoztatás esetén a merevség

A minta merevsége. Young-modulus.

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

Bővebben az ingatlanokról szilárd anyagok.

Testsúly

A testsúly az az erő, amellyel egy tárgy hat a támasztékra. Azt mondod, ez a gravitációs erő! A zavar a következőkből adódik: valóban, a testsúly gyakran 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 támogatási 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 nulla. 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. Elektromos töltés jelenlétében fordul elő. 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 az ábrákon a különböző alkalmazási pontokat egy pontba helyezik át - a központba, és a testet sematikusan körként vagy téglalapként 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

Súrlódási erők

Létezik külső (száraz) és belső (viszkózus) súrlódás. Külső súrlódás lép fel az érintkező szilárd felületek között, belső súrlódás lép fel a folyadék- vagy gázrétegek között azok relatív mozgása 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. Alacsony mozgási sebességnél a húzóerő arányos a test sebességével

Nagy sebességnél arányos a sebesség négyzetével

A gravitáció, a gravitáció törvénye és a nehézségi gyorsulás kapcsolata

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

A gravitációs gyorsulás nagysága a Föld tömegétől és sugarától függ! 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 Egyenlítőtől. 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.

>>Fizika: Erők a természetben. Gravitációs erők

Először nézzük meg, hogy sokféle erő létezik-e a természetben.
Első pillantásra úgy tűnik, hogy lehetetlen és megoldhatatlan feladatot vállaltunk: testeket a Földön és azon túl végtelen halmaz. Különböző módon hatnak egymásra. Így például egy kő esik a Földre; egy villamos mozdony vonatot húz; a futballista lába eltalálja a labdát; a szőrmére dörzsölt ebonitbot vonzza a könnyű papírdarabokat, a mágnes vonzza a vasreszeléket; az áramvezető vezeték elfordítja az iránytűt; A Hold és a Föld kölcsönhatásba lépnek, és együtt lépnek kölcsönhatásba a Nappal; csillagok és csillagrendszerek kölcsönhatásba lépnek stb. Hasonló példák nincs vége. Úgy tűnik, hogy a természetben végtelen számú kölcsönhatás (erő) létezik? Kiderült, hogy nem!
Négyféle erő. Az Univerzum határtalan kiterjedésein, bolygónkon, bármilyen anyagban, élő szervezetekben, atomokban, atommagokban és az elemi részecskék világában mindössze négyféle erő megnyilvánulásával találkozunk: gravitációs, elektromágneses, erős. (nukleáris) és gyenge.
Gravitációs erők, vagy az egyetemes gravitációs erők hatnak minden test között – minden test vonzódik egymáshoz. De ez a vonzalom általában csak akkor jelentős, ha a kölcsönhatásban lévő testek legalább egyike akkora, mint a Föld vagy a Hold. Egyébként ezek az erők olyan kicsik, hogy elhanyagolhatóak.
Elektromágneses erők elektromos töltésű részecskék között hat. Tevékenységi körük különösen széles és változatos. Az atomokban, molekulákban, szilárd, folyékony és gáznemű testekben, élő szervezetekben az elektromágneses erők a főbbek. Az atomokban betöltött szerepük nagy.
Hatály nukleáris erők nagyon limitált. Csak belülről észrevehetők atommagok(azaz 10-13 cm nagyságrendű távolságokban). Már a 10-11 cm-es (az atom méreténél ezerszer kisebb - 10-8 cm-es) részecskék között egyáltalán nem jelennek meg.
Gyenge interakciók Még kisebb távolságban, 10-15 cm nagyságrendben jelennek meg. Az elemi részecskék kölcsönös átalakulását okozzák, meghatározzák az atommagok radioaktív bomlását, termonukleáris fúziós reakciókat.
Az atomerők a természetben a legerősebbek. Ha a nukleáris erők intenzitását egységnek vesszük, akkor az elektromágneses erők intenzitása 10 -2, a gravitációs erők - 10 -40, a gyenge kölcsönhatások - 10 -16.
Az erős (nukleáris) és gyenge kölcsönhatások olyan kis távolságokban nyilvánulnak meg, hogy a Newton-féle mechanikai törvények, és velük együtt a koncepció mechanikai erő elvesztik értelmüket.
A mechanikában csak a gravitációs és elektromágneses kölcsönhatásokat fogjuk figyelembe venni.
Erők a mechanikában. A mechanikában általában háromféle erővel foglalkozunk - gravitációs erőkkel, rugalmas erőkkel és súrlódási erőkkel.
A rugalmassági és súrlódási erők elektromágneses természetűek. Ezeknek az erőknek az eredetét itt nem magyarázzuk meg, kísérletek segítségével megtudhatjuk, milyen feltételek mellett keletkeznek ezek az erők, és mennyiségileg kifejezhetjük őket.
A természetben négyféle interakció létezik. A mechanikában a gravitációs erőket és kétféle elektromágneses erőt tanulmányoznak - a rugalmas erőket és a súrlódási erőket.

G.Ja.Mjakisev, B.B.Buhovcev, N.N. Szockij, fizika 10. osztály

Az óra tartalma lecke jegyzetei támogató keretóra prezentációgyorsítási módszerek interaktív technológiák Gyakorlat feladatok és gyakorlatok önellenőrző műhelyek, tréningek, esetek, küldetések házi feladat megbeszélési kérdések szónoki kérdéseket diákoktól Illusztrációk audio, videoklippek és multimédia fényképek, képek, grafikák, táblázatok, diagramok, humor, anekdoták, viccek, képregények, példázatok, mondások, keresztrejtvények, idézetek Kiegészítők absztraktokat cikkek trükkök a kíváncsiskodóknak bölcsők tankönyvek alap- és kiegészítő szótár egyéb Tankönyvek és leckék javításaa tankönyv hibáinak javítása egy töredék frissítése a tankönyvben, innováció elemei a leckében, az elavult ismeretek újakkal való helyettesítése Csak tanároknak tökéletes leckék naptári terv egy évre iránymutatásokat vitaprogramok Integrált leckék

Ha javításai vagy javaslatai vannak ehhez a leckéhez,

A természetben négyféle erő létezik: gravitációs, elektromágneses, nukleáris és gyenge.

Gravitációs erők vagy gravitáció, minden test között cselekedni. De ezek az erők észrevehetők, ha legalább az egyik test mérete összemérhető a bolygók méretével. A közönséges testek közötti vonzási erők olyan kicsik, hogy elhanyagolhatóak. Ezért a bolygók, valamint a bolygók és a Nap vagy más nagyon nagy tömegű testek közötti kölcsönhatási erők gravitációsnak tekinthetők. Ezek lehetnek csillagok, bolygók műholdai stb.

Elektromágneses erők elektromos töltéssel rendelkező testek között működnek.

Nukleáris erők(erős) a természetben a legerősebbek. Az atommagok belsejében 10-13 cm távolságra hatnak.

Gyenge erők, mint a nukleárisak, 10-15 cm nagyságrendű távolságra hatnak. Hatásuk eredményeként a mag belsejében folyamatok mennek végbe.

A mechanika figyelembe veszi a gravitációs erőket, a rugalmas erőket és a súrlódási erőket.

Gravitációs erők

A gravitáció leírása az egyetemes gravitáció törvénye. Ez a törvény volt közepén Newton vázolta A XVII V. „A természetfilozófia matematikai alapelvei” című művében.

A gravitáció szerintaz a gravitációs erő, amellyel bármely anyagrészecske vonzza egymást.

Az az erő, amellyel az anyagrészecskék vonzzák egymást, egyenesen arányos tömegük szorzatával és fordítottan arányos a köztük lévő távolság négyzetével .

G – gravitációs állandó, számszerűen megegyezik annak a gravitációs erőnek a modulusával, amellyel egy egységnyi tömegű test hat egy azonos egységtömegű és a egységnyi távolság Tőle.

G = 6,67384(80) 10 −11 m 3 s −2 kg −1, vagy N m² kg −2.

A Föld felszínén a gravitációs erő (gravitációs erő) úgy nyilvánul meg gravitáció.

Látjuk, hogy minden vízszintes irányba dobott tárgy mégis leesik. Minden feldobott tárgy le is esik. Ez a gravitáció hatására történik, amely rá hat bármely anyagi test, amely a Föld felszíne közelében található. A gravitációs erő testekre és más csillagászati ​​testek felületére hat. Ez az erő mindig függőlegesen lefelé irányul.

A gravitáció hatására egy test gyorsulással mozog a bolygó felszíne felé, amit ún a szabadesés gyorsulása.

A gravitáció felgyorsulását a Föld felszínén betűvel jelöljük g .

Ft = mg ,

ennélfogva,

g = Ft / m

g = 9,81 m/s 2 a Föld sarkain és az egyenlítőn g = 9,78 m/s2.

Egyszerű fizikai feladatok megoldásánál az érték g 9,8 m/s 2 -nek tekintendő.

A gravitáció klasszikus elmélete csak olyan testekre alkalmazható, amelyek sebessége sokkal kisebb, mint a fénysebesség.

Rugalmas erők

Rugalmas erők olyan erőknek nevezzük, amelyek a testben deformáció következtében keletkeznek, változást okozva alakja vagy térfogata. Ezek az erők mindig arra törekszenek, hogy a testet visszaállítsák eredeti helyzetébe.

A deformáció során a test részecskéi elmozdulnak. A rugalmas erő a részecskék elmozdulásának irányával ellentétes irányban irányul. Ha a deformáció megáll, a rugalmas erő eltűnik.

Robert Hooke angol fizikus, Newton kortársa, felfedezett egy törvényt, amely kapcsolatot teremt a rugalmassági erő és a test deformációja között.

A test deformációja során olyan rugalmas erő keletkezik, amely egyenesen arányos a test nyúlásával, és iránya ellentétes a részecskék deformáció közbeni mozgásával.

F = k ∆ l ,

Ahol Nak nek – a test merevsége vagy rugalmassági együtthatója;

∆ l – az alakváltozás mértéke, amely a test rugalmas erők hatására bekövetkező nyúlását mutatja.

A Hooke-törvény a rugalmas alakváltozásokra vonatkozik, ha a test nyúlása kicsi, és a test visszaállítja eredeti méreteit, miután a deformációt okozó erők megszűnnek.

Ha az alakváltozás nagy, és a test nem tér vissza eredeti alakjába, a Hooke-törvény nem érvényesül. Nál nél A nagyon nagy deformációk a test pusztulását okozzák.

Súrlódási erők

Súrlódás akkor lép fel, amikor az egyik test egy másik felületén mozog. Elektromágneses természetű. Ez az egymással érintkező testek atomjai és molekulái közötti kölcsönhatás következménye. A súrlódási erő iránya ellentétes a mozgás irányával.

Megkülönböztetni szárazÉs folyékony súrlódás. A súrlódást száraznak nevezzük, ha a testek között nincs folyékony vagy gáznemű réteg.

A száraz súrlódás megkülönböztető jellemzője a statikus súrlódás, amely akkor lép fel, amikor a testek viszonylagos nyugalomban vannak.

Nagyságrend statikus súrlódási erők mindig egyenlő az értékkel külső erőés az ellenkező irányba irányítják. A statikus súrlódási erő megakadályozza a test mozgását.

A száraz súrlódást viszont súrlódásra osztják csúszásés súrlódás gördülő.

Ha a külső erő nagysága meghaladja a súrlódási erő nagyságát, akkor csúszás következik be, és az érintkező testek egyike előremozdul a másik testhez képest. És a súrlódási erőt hívják csúszó súrlódási erő. Iránya ellentétes lesz a csúszás irányával.

A csúszósúrlódás ereje függ a testek egymásra nyomódásának erőétől, a súrlódó felületek állapotától, a mozgás sebességétől, de nem függ az érintkezési területtől.

Az egyik test csúszósúrlódási erejét a másik felületén a következő képlettel számítjuk ki:

F tr. = k N ,

Ahol k – csúszó súrlódási együttható;

N - Kényszerítés normális reakció, a felszínről ható testre.

Gördülési súrlódási erő egy felületen gördülő test és maga a felület között fordul elő. Ilyen erők például akkor jelentkeznek, amikor az autógumik érintkeznek az útfelülettel.

A gördülési súrlódási erő nagyságát a képlet számítja ki

Ahol Ft – gördülési súrlódási erő;

f – gördülési súrlódási tényező;

R – a gördülő test sugara;

N – nyomóerő.