იხილეთ ასევე "ფიზიკური პორტალი"

ძალა, როგორც ვექტორული სიდიდე ხასიათდება მოდული , მიმართულებადა განაცხადის "პუნქტი".ძალა. ბოლო პარამეტრით, ძალის, როგორც ვექტორის ცნება ფიზიკაში განსხვავდება ვექტორის ცნებისაგან ვექტორულ ალგებრაში, სადაც აბსოლუტური მნიშვნელობითა და მიმართულების ტოლი ვექტორები, განურჩევლად მათი გამოყენების წერტილისა, განიხილება იგივე ვექტორად. ფიზიკაში ამ ვექტორებს თავისუფალ ვექტორებს უწოდებენ, მექანიკაში უკიდურესად გავრცელებულია შეკრული ვექტორების ცნება, რომელთა დასაწყისი ფიქსირდება სივრცის გარკვეულ წერტილში ან შეიძლება იყოს ხაზზე, რომელიც აგრძელებს ვექტორის მიმართულებას (მოცურების ვექტორები). ). .

კონცეფცია ასევე გამოიყენება ძალის ხაზი, აღნიშნავს ძალის გამოყენების წერტილში გამავალ სწორ ხაზს, რომელზედაც მიმართულია ძალა.

ძალის განზომილებაა LMT −2, საზომი ერთეული ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში (SI) არის ნიუტონი (N, N), CGS სისტემაში - dyne.

კონცეფციის ისტორია

ძალის ცნებას იყენებდნენ ანტიკურმა მეცნიერებმა სტატიკასა და მოძრაობაზე თავიანთ ნაშრომებში. III საუკუნეში მარტივი მექანიზმების დაპროექტების პროცესში ძალების შესწავლით იყო დაკავებული. ძვ.წ ე. არქიმედეს. არისტოტელეს იდეები ძალაუფლების შესახებ, რომელიც დაკავშირებულია ფუნდამენტურ შეუსაბამობებთან, გაგრძელდა რამდენიმე საუკუნის განმავლობაში. ეს შეუსაბამობები აღმოიფხვრა მე-17 საუკუნეში. ისააკ ნიუტონი ძალის აღწერისთვის მათემატიკური მეთოდების გამოყენებით. ნიუტონის მექანიკა ზოგადად მიღებული იყო თითქმის სამასი წლის განმავლობაში. XX საუკუნის დასაწყისისთვის. ალბერტ აინშტაინმა ფარდობითობის თეორიაში აჩვენა, რომ ნიუტონის მექანიკა სწორია მხოლოდ სისტემაში შედარებით დაბალ სიჩქარეზე და სხეულების მასებზე, რითაც განმარტავს კინემატიკისა და დინამიკის ძირითად დებულებებს და აღწერს სივრცე-დროის ზოგიერთ ახალ თვისებას.

ნიუტონის მექანიკა

ისააკ ნიუტონმა დაიწყო ობიექტების მოძრაობის აღწერა ინერციისა და ძალის ცნებების გამოყენებით. ამის შემდეგ მან დაადგინა, რომ ნებისმიერი მექანიკური მოძრაობა ექვემდებარება ზოგადი კონსერვაციის კანონებს. ბატონმა ნიუტონმა გამოაქვეყნა თავისი ცნობილი ნაშრომი "", რომელშიც მან გამოავლინა კლასიკური მექანიკის სამი ფუნდამენტური კანონი (ნიუტონის ცნობილი კანონები).

ნიუტონის პირველი კანონი

მაგალითად, მექანიკის კანონები ზუსტად იგივეა სატვირთო მანქანის სხეულში, როდესაც ის მოძრაობს გზის პირდაპირ მონაკვეთზე მუდმივი სიჩქარით და როდესაც ის დგას. ადამიანს შეუძლია ბურთი ვერტიკალურად ზევით ააგდოს და გარკვეული დროის შემდეგ იმავე ადგილას დაიჭიროს, მიუხედავად იმისა, სატვირთო მანქანა თანაბრად და სწორხაზოვნად მოძრაობს თუ მოსვენებულ მდგომარეობაში. მისთვის ბურთი სწორი ხაზით დაფრინავს. თუმცა, ადგილზე მყოფი გარე დამკვირვებლისთვის ბურთის ტრაექტორია პარაბოლას ჰგავს. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ბურთი ფრენის დროს მიწასთან შედარებით მოძრაობს არა მხოლოდ ვერტიკალურად, არამედ ჰორიზონტალურად ინერციით სატვირთო მანქანის მიმართულებით. სატვირთო მანქანის უკან მყოფი ადამიანისთვის არ აქვს მნიშვნელობა ეს უკანასკნელი მოძრაობს გზის გასწვრივ, თუ სამყარო მუდმივი სიჩქარით მოძრაობს საპირისპირო მიმართულებით და სატვირთო მანქანა დგას. ამრიგად, დასვენების მდგომარეობა და ერთგვაროვანი სწორხაზოვანი მოძრაობა ფიზიკურად არ განსხვავდება ერთმანეთისგან.

ნიუტონის მეორე კანონი

იმპულსის განმარტებით:

სად არის მასა, არის სიჩქარე.

თუ მატერიალური წერტილის მასა უცვლელი რჩება, მაშინ მასის დროითი წარმოებული არის ნული და განტოლება ხდება:

ნიუტონის მესამე კანონი

ნებისმიერი ორი სხეულისთვის (მოდით დავარქვათ მათ სხეული 1 და სხეული 2), ნიუტონის მესამე კანონი ამბობს, რომ სხეულის 1-ის მოქმედების ძალა 2 სხეულზე თან ახლავს აბსოლუტური მნიშვნელობით ტოლი, მაგრამ მიმართულების საწინააღმდეგო ძალის გამოჩენას, რომელიც მოქმედებს. სხეულზე 1 სხეული 2-დან. მათემატიკურად, კანონი ასე იწერება:

ეს კანონი ნიშნავს, რომ ძალები ყოველთვის წარმოიქმნება მოქმედება-რეაქციის წყვილებში. თუ სხეული 1 და სხეული 2 ერთ სისტემაშია, მაშინ ამ სხეულების ურთიერთქმედების შედეგად სისტემაში მთლიანი ძალა ნულის ტოლია:

ეს ნიშნავს, რომ დახურულ სისტემაში არ არის გაუწონასწორებელი შინაგანი ძალები. ეს მივყავართ იმ ფაქტს, რომ დახურული სისტემის მასის ცენტრი (ანუ ის, რომელზეც გავლენას არ ახდენს გარე ძალები) ვერ მოძრაობს აჩქარებით. სისტემის ცალკეულ ნაწილებს შეუძლიათ აჩქარება, მაგრამ მხოლოდ ისე, რომ სისტემა მთლიანობაში რჩება მოსვენების მდგომარეობაში ან ერთგვაროვან სწორხაზოვან მოძრაობაში. თუმცა, თუ გარე ძალები მოქმედებენ სისტემაზე, მაშინ მისი მასის ცენტრი დაიწყებს მოძრაობას მიღებული გარე ძალის პროპორციული აჩქარებით და სისტემის მასის უკუპროპორციული აჩქარებით.

ფუნდამენტური ურთიერთქმედება

ბუნებაში არსებული ყველა ძალა ემყარება ოთხი ტიპის ფუნდამენტურ ურთიერთქმედებას. ყველა სახის ურთიერთქმედების გავრცელების მაქსიმალური სიჩქარე უდრის სინათლის სიჩქარეს ვაკუუმში. ელექტრომაგნიტური ძალები მოქმედებს ელექტრულად დამუხტულ სხეულებს შორის, გრავიტაციული ძალები მოქმედებს მასიურ ობიექტებს შორის. ძლიერი და სუსტი ჩნდება მხოლოდ ძალიან მცირე დისტანციებზე და პასუხისმგებელია სუბატომურ ნაწილაკებს შორის ურთიერთქმედებებზე, მათ შორის ნუკლეონებზე, რომლებიც ქმნიან ატომის ბირთვებს.

ძლიერი და სუსტი ურთიერთქმედების ინტენსივობა იზომება ენერგიის ერთეული(ელექტრონვოლტი), არა ძალის ერთეულიდა, შესაბამისად, მათზე ტერმინი „ძალის“ გამოყენება აიხსნება ანტიკურ დროიდან მიღებული ტრადიციით, რათა აეხსნათ გარემომცველი სამყაროს ნებისმიერი ფენომენი თითოეული ფენომენისთვის სპეციფიკური „ძალების“ მოქმედებით.

ძალის ცნება არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას სუბატომური სამყაროს ფენომენებზე. ეს არის კონცეფცია კლასიკური ფიზიკის არსენალიდან, რომელიც დაკავშირებულია (თუნდაც მხოლოდ ქვეცნობიერად) ნიუტონის იდეებთან დისტანციაზე მოქმედი ძალების შესახებ. სუბატომურ ფიზიკაში ასეთი ძალები აღარ არსებობს: მათ ცვლის ურთიერთქმედება ნაწილაკებს შორის, რომლებიც ხდება ველების მეშვეობით, ანუ სხვა ნაწილაკებით. ამიტომ მაღალი ენერგიის ფიზიკოსები თავს არიდებენ სიტყვის გამოყენებას ძალასიტყვით ჩაანაცვლა ურთიერთქმედება.

ურთიერთქმედების თითოეული ტიპი განპირობებულია ურთიერთქმედების შესაბამისი მატარებლების გაცვლით: გრავიტაციული - გრავიტონების გაცვლა (არსებობა ექსპერიმენტულად არ არის დადასტურებული), ელექტრომაგნიტური - ვირტუალური ფოტონები, სუსტი - ვექტორული ბოზონები, ძლიერი - გლუონები (და დიდ დისტანციებზე - მეზონები). ამჟამად, ელექტრომაგნიტური და სუსტი ურთიერთქმედებები გაერთიანებულია უფრო ფუნდამენტურ ელექტროსუსტ ურთიერთქმედებაში. მიმდინარეობს ოთხივე ფუნდამენტური ურთიერთქმედების ერთში გაერთიანების მცდელობები (ე.წ. დიდი ერთიანი თეორია).

ბუნებაში გამოვლენილი ძალების მთელი მრავალფეროვნება, პრინციპში, შეიძლება შემცირდეს ამ ოთხ ფუნდამენტურ ურთიერთქმედებამდე. მაგალითად, ხახუნი არის ელექტრომაგნიტური ძალების გამოვლინება, რომლებიც მოქმედებენ კონტაქტში მყოფი ორი ზედაპირის ატომებს შორის და პაულის გამორიცხვის პრინციპი, რომელიც ხელს უშლის ატომებს ერთმანეთის არეში შეღწევაში. ძალა, რომელიც წარმოიქმნება ზამბარის დეფორმაციისას, აღწერილი ჰუკის კანონით, ასევე არის ელექტრომაგნიტური ძალების შედეგი ნაწილაკებს შორის და პაულის გამორიცხვის პრინციპი, რაც აიძულებს ნივთიერების კრისტალური გისოსების ატომებს წონასწორობის პოზიციის მახლობლად. .

თუმცა, პრაქტიკაში ძალთა მოქმედების საკითხის ასეთი დეტალური განხილვა პრობლემის პირობების მიხედვით არა მხოლოდ მიზანშეწონილი, არამედ უბრალოდ შეუძლებელი გამოდის.

გრავიტაცია

გრავიტაცია ( გრავიტაცია) - უნივერსალური ურთიერთქმედება ნებისმიერი სახის მატერიას შორის. კლასიკური მექანიკის ფარგლებში, იგი აღწერილია უნივერსალური მიზიდულობის კანონით, რომელიც ჩამოყალიბებულია ისააკ ნიუტონის მიერ თავის ნაშრომში „ბუნებრივი ფილოსოფიის მათემატიკური პრინციპები“. ნიუტონმა მიიღო აჩქარების სიდიდე, რომლითაც მთვარე მოძრაობს დედამიწის ირგვლივ, გამოთვლებისას ვივარაუდოთ, რომ გრავიტაციული ძალა მცირდება გრავიტაციული სხეულიდან მანძილის კვადრატთან ერთად. გარდა ამისა, მან ასევე აღმოაჩინა, რომ აჩქარება, რომელიც გამოწვეულია ერთი სხეულის მეორეზე მიზიდულობით, პროპორციულია ამ სხეულების მასების ნამრავლის. ამ ორი დასკვნის საფუძველზე ჩამოყალიბდა გრავიტაციის კანონი: ნებისმიერი მატერიალური ნაწილაკი ერთმანეთისკენ იზიდავს ძალით, რომელიც პირდაპირპროპორციულია მასების ნამრავლის ( და ) და უკუპროპორციულია მათ შორის მანძილის კვადრატისა:

აქ არის გრავიტაციული მუდმივი, რომლის მნიშვნელობა პირველად ჰენრი კავენდიშმა თავის ექსპერიმენტებში მიიღო. ამ კანონის გამოყენებით შეგიძლიათ მიიღოთ ფორმულები თვითნებური ფორმის სხეულების მიზიდულობის ძალის გამოსათვლელად. ნიუტონის გრავიტაციის თეორია კარგად აღწერს მზის სისტემის პლანეტებისა და მრავალი სხვა ციური სხეულის მოძრაობას. თუმცა, იგი ეფუძნება გრძელვადიანი მოქმედების კონცეფციას, რომელიც ეწინააღმდეგება ფარდობითობის თეორიას. ამრიგად, გრავიტაციის კლასიკური თეორია არ გამოიყენება სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით მოძრავი სხეულების მოძრაობის, უკიდურესად მასიური ობიექტების გრავიტაციული ველების (მაგალითად, შავი ხვრელების) და ასევე ცვლადი გრავიტაციული ველების აღსაწერად. მოძრავი სხეულები მათგან დიდ მანძილზე.

ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება

ელექტროსტატიკური ველი (ფიქსირებული მუხტების ველი)

ფიზიკის განვითარებამ მას შემდეგ, რაც ნიუტონმა სამ ძირითად (სიგრძე, მასა, დრო) რაოდენობას დაამატა ელექტრული მუხტი C განზომილებით. თუმცა, გაზომვის მოხერხებულობაზე დაფუძნებული პრაქტიკის მოთხოვნილებებზე დაყრდნობით, ელექტრული დენი განზომილებით I იყო. ხშირად გამოიყენება მუხტის ნაცვლად და მე = Cთ − 1 . მუხტის ერთეული არის კულონი, ხოლო დენის ერთეული არის ამპერი.

ვინაიდან მუხტი, როგორც ასეთი, არ არსებობს მისი მატარებელი სხეულისგან დამოუკიდებლად, სხეულების ელექტრული ურთიერთქმედება ვლინდება მექანიკაში განხილული იგივე ძალის სახით, რაც იწვევს აჩქარებას. ვაკუუმში ორი "წერტილი მუხტის" ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედებისას გამოიყენება კულონის კანონი:

სად არის მანძილი მუხტებს შორის და ε 0 ≈ 8,854187817 10 −12 F/m. ამ სისტემის ერთგვაროვან (იზოტროპულ) ნივთიერებაში ურთიერთქმედების ძალა მცირდება ε კოეფიციენტით, სადაც ε არის საშუალო დიელექტრიკული მუდმივი.

ძალის მიმართულება ემთხვევა წერტილოვანი მუხტების დამაკავშირებელ ხაზს. გრაფიკულად, ელექტროსტატიკური ველი ჩვეულებრივ გამოსახულია, როგორც ძალის ხაზების სურათი, რომლებიც წარმოსახვითი ტრაექტორიებია, რომლებზეც მოძრაობს მასის გარეშე დამუხტული ნაწილაკი. ეს ხაზები იწყება ერთიდან და მთავრდება მეორე ბრალდებით.

ელექტრომაგნიტური ველი (DC ველი)

მაგნიტური ველის არსებობა ჯერ კიდევ შუა საუკუნეებში აღიარეს ჩინელებმა, რომლებმაც გამოიყენეს "მოსიყვარულე ქვა" - მაგნიტი, როგორც მაგნიტური კომპასის პროტოტიპი. გრაფიკულად, მაგნიტური ველი ჩვეულებრივ გამოსახულია ძალის დახურული ხაზების სახით, რომელთა სიმკვრივე (როგორც ელექტროსტატიკური ველის შემთხვევაში) განსაზღვრავს მის ინტენსივობას. ისტორიულად, მაგნიტური ველის ვიზუალიზაციის ვიზუალური ხერხი იყო რკინის ჩირქები, რომლებიც ასხამდნენ, მაგალითად, მაგნიტზე მოთავსებულ ფურცელზე.

მიღებული ძალების ტიპები

ელასტიური ძალა- სხეულის დეფორმაციის შედეგად წარმოქმნილი ძალა და ეწინააღმდეგება ამ დეფორმაციას. ელასტიური დეფორმაციების შემთხვევაში პოტენციურია. ელასტიურ ძალას აქვს ელექტრომაგნიტური ბუნება, არის ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების მაკროსკოპული გამოვლინება. ელასტიური ძალა მიმართულია გადაადგილების საწინააღმდეგოდ, ზედაპირის პერპენდიკულარულად. ძალის ვექტორი მოლეკულების გადაადგილების მიმართულების საპირისპიროა.

ხახუნის ძალა- ძალა, რომელიც წარმოიქმნება მყარი სხეულების ფარდობითი მოძრაობიდან და ეწინააღმდეგება ამ მოძრაობას. ეხება დისპაციურ ძალებს. ხახუნის ძალას აქვს ელექტრომაგნიტური ბუნება, არის ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების მაკროსკოპული გამოვლინება. ხახუნის ძალის ვექტორი მიმართულია სიჩქარის ვექტორის საპირისპიროდ.

საშუალო წინააღმდეგობის ძალა- ძალა, რომელიც წარმოიქმნება მყარი სხეულის მოძრაობით თხევად ან აირად გარემოში. ეხება დისპაციურ ძალებს. წინააღმდეგობის ძალას აქვს ელექტრომაგნიტური ბუნება, არის ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების მაკროსკოპული გამოვლინება. წინააღმდეგობის ძალის ვექტორი მიმართულია სიჩქარის ვექტორის საპირისპიროდ.

ნორმალური დამხმარე რეაქციის ძალა- ელასტიური ძალა, რომელიც მოქმედებს სხეულზე საყრდენი მხრიდან. მიმართულია საყრდენის ზედაპირზე პერპენდიკულურად.

ზედაპირული დაძაბულობის ძალები- ფაზის მონაკვეთის ზედაპირზე წარმოქმნილი ძალები. მას აქვს ელექტრომაგნიტური ბუნება, არის ინტერმოლეკულური ურთიერთქმედების მაკროსკოპული გამოვლინება. დაძაბულობის ძალა მიმართულია ინტერფეისის მიმართ ტანგენციურად; წარმოიქმნება ფაზის საზღვარზე მდებარე მოლეკულების არაკომპენსირებული მიზიდულობის გამო ფაზის საზღვარზე არ განლაგებული მოლეკულებით.

ოსმოსური წნევა

ვან დერ ვაალის ძალები- ელექტრომაგნიტური ინტერმოლეკულური ძალები, რომლებიც წარმოიქმნება მოლეკულების პოლარიზაციისა და დიპოლების წარმოქმნის შედეგად. ვან დერ ვაალის ძალები სწრაფად მცირდება მანძილის მატებასთან ერთად.

ინერციის ძალაარის ფიქტიური ძალა, რომელიც შემოტანილია არაინერციულ საცნობარო ჩარჩოებში, რათა შესრულდეს მათში ნიუტონის მეორე კანონი. კერძოდ, ერთგვაროვნად აჩქარებულ სხეულთან დაკავშირებული საცნობარო ჩარჩოში, ინერციის ძალა მიმართულია აჩქარების საწინააღმდეგოდ. მთლიანი ინერციული ძალიდან მოხერხებულობისთვის შეიძლება განვასხვავოთ ცენტრიდანული ძალა და კორიოლისის ძალა.

შედეგიანი

სხეულის აჩქარების გამოთვლისას მასზე მოქმედი ყველა ძალა იცვლება ერთი ძალით, რომელსაც ეწოდება შედეგი. ეს არის სხეულზე მოქმედი ყველა ძალის გეომეტრიული ჯამი. ამ შემთხვევაში, თითოეული ძალის მოქმედება არ არის დამოკიდებული სხვების მოქმედებაზე, ანუ თითოეული ძალა ანიჭებს სხეულს ისეთ აჩქარებას, რომელსაც სხვა ძალების მოქმედების არარსებობის შემთხვევაში მისცემს. ამ განცხადებას ეწოდება ძალების მოქმედების დამოუკიდებლობის პრინციპი (სუპერპოზიციის პრინციპი).

იხილეთ ასევე

წყაროები

• გრიგორიევი V.I., Myakishev G. Ya. - ”ძალები ბუნებაში”
• ლანდაუ, ლ.დ., ლიფშიცი, ე.მ.მექანიკა - მე-5 გამოცემა, სტერეოტიპული. - M .: Fizmatlit, 2004. - 224გვ. - („თეორიული ფიზიკა“, ტომი I). - .

შენიშვნები

1. ლექსიკონი. დედამიწის ობსერვატორია. NASA. – „ძალა – ნებისმიერი გარეგანი ფაქტორი, რომელიც იწვევს თავისუფალი სხეულის მოძრაობის ცვლილებას ან ფიქსირებულ სხეულში შინაგანი სტრესების წარმოქმნას“.(ინგლისური)
2. ბრონშტეინი I. N. Semendyaev K. A. მათემატიკის სახელმძღვანელო. მ.: გამომცემლობა "ნაუკა" საცნობარო ფიზიკურ-მათემატიკური ლიტერატურის სარედაქციო კოლეგია 1964 წ.
3. ფეინმანი, რ.პ., ლეიტონი, რ.ბ., სენდსი, მ.ლექციები ფიზიკაზე, ტომი 1 - ედისონ-ვესლი, 1963 წ.(ინგლისური)

> სიძლიერე

აღწერა ძალები ფიზიკაში:ტერმინი და განმარტება, ძალის კანონები, ერთეულების გაზომვა ნიუტონებში, ნიუტონის მეორე კანონი და ფორმულა, ობიექტის ძალის ზემოქმედების დიაგრამა.

ძალის- ნებისმიერი მოქმედება, რომელიც იწვევს ობიექტის მოძრაობის, მიმართულების ან გეომეტრიული სტრუქტურის ცვლილებას.

სასწავლო დავალება

• შექმენით კავშირი მასასა და აჩქარებას შორის.

ძირითადი პუნქტები

• ძალა არის ვექტორული კონცეფცია, რომელსაც აქვს სიდიდე და მიმართულება. ეს ასევე ეხება მასას და აჩქარებას.
• მარტივად რომ ვთქვათ, ძალა მოქმედებს როგორც ბიძგი ან წევა, რაც შეიძლება განისაზღვროს სხვადასხვა სტანდარტებით.
• დინამიკა არის ძალის შესწავლა, რომელიც იწვევს ობიექტების ან სისტემების მოძრაობას და დეფორმაციას.
• გარე ძალები არის ნებისმიერი გარე გავლენა, რომელიც გავლენას ახდენს სხეულზე, ხოლო შინაგანი ძალები მოქმედებენ შიგნიდან.

Ვადები

• ვექტორული სიჩქარე არის პოზიციის ცვლილების სიჩქარე დროში და მიმართულებაში.
• ძალა არის ნებისმიერი მოქმედება, რომელიც იწვევს ობიექტის მოძრაობის, მიმართულების ან გეომეტრიული სტრუქტურის შეცვლას.
• ვექტორი არის მიმართული სიდიდე, რომელსაც ახასიათებს სიდიდე და მიმართულება (ორ წერტილს შორის).

მაგალითი

ფიზიკაში ძალის სტანდარტების, მიზეზებისა და შედეგების შესასწავლად გამოიყენეთ ორი რეზინის ზოლი. ჩამოკიდეთ ერთი კაუჭზე ვერტიკალურ მდგომარეობაში. იპოვეთ პატარა საგანი და მიამაგრეთ ჩამოკიდებულ ბოლოზე. გაზომეთ მიღებული მონაკვეთი სხვადასხვა საგნებით. რა კავშირია შეჩერებული ობიექტების რაოდენობასა და გაჭიმვის სიგრძეს შორის? რა დაემართება წებოვან წონას, თუ ლენტს ფანქრით გადაიტანთ?

ძალის მიმოხილვა

ფიზიკაში ძალა არის ნებისმიერი ფენომენი, რომელიც იწვევს ობიექტს მოძრაობის, მიმართულების ან გეომეტრიული დიზაინის ცვლილებებს. იზომება ნიუტონებში. ძალა არის ის, რაც იწვევს მასის მქონე ობიექტს სიჩქარის შეცვლას ან დეფორმაციას. ძალა ასევე აღწერილია ინტუიციური ტერმინებით, როგორიცაა "ბიძგი" ან "ბიძგი". აქვს სიდიდე და მიმართულება (ვექტორი).

მახასიათებლები

ნიუტონის მეორე კანონი ამბობს, რომ ობიექტზე მოქმედი წმინდა ძალა ტოლია მისი იმპულსის ცვლილების სიჩქარის. ასევე, ობიექტის აჩქარება პირდაპირპროპორციულია მასზე მოქმედი ძალისა და არის წმინდა ძალის მიმართულებით და უკუპროპორციულია მასის მიმართ.

გახსოვდეთ, რომ ძალა არის ვექტორული სიდიდე. ვექტორი არის ერთგანზომილებიანი მასივი სიდიდით და მიმართულებით. მას აქვს მასა და აჩქარება:

ასევე ძალასთან ასოცირდება ბიძგი (ზრდის ობიექტის სიჩქარეს), შენელება (ამცირებს სიჩქარეს) და ბრუნვა (ცვლის სიჩქარეს). ძალები, რომლებიც არ არის ერთნაირად გამოყენებული ობიექტის ყველა ნაწილში, ასევე იწვევს მექანიკურ სტრესს (მატერიის დეფორმაციას). თუ მყარ ობიექტში ის თანდათან დეფორმირდება, მაშინ სითხეში ის ცვლის წნევას და მოცულობას.

დინამიკა

ეს არის ძალების შესწავლა, რომლებიც მოძრაობაში აყენებენ ობიექტებსა და სისტემებს. ჩვენ გვესმის ძალა, როგორც განსაზღვრული ბიძგი ან წევა. მათ აქვთ სიდიდე და მიმართულება. სურათზე ხედავთ ძალის გამოყენების რამდენიმე მაგალითს. ზედა მარცხენა - როლიკებით სისტემა. კაბელზე გამოყენებული ძალა უნდა იყოს ტოლი და აღემატებოდეს მასის, საგნების ან სიმძიმის ზემოქმედების ძალას. ზედა მარჯვენა გვიჩვენებს, რომ ზედაპირზე განთავსებული ნებისმიერი ობიექტი იმოქმედებს მასზე. ქვემოთ მოცემულია მაგნიტების მიზიდულობა.

1. ნიუტონის დინამიკის კანონები

მოძრაობის კანონები ან აქსიომები (როგორც თავად ნიუტონმა ჩამოაყალიბა თავის Principia Mathematica-ში, 1687): „I. ყოველი სხეული აგრძელებს მოსვენების მდგომარეობაში, ანუ ერთგვაროვან და მართკუთხა მოძრაობაში, სანამ და რამდენადაც იგი იძულებული იქნება შეცვალოს ეს მდგომარეობა. II. იმპულსის ცვლილება გამოყენებული მამოძრავებელი ძალის პროპორციულია და ხდება იმ სწორი ხაზის მიმართულებით, რომლის გასწვრივაც ეს ძალა მოქმედებს. III. მოქმედებას ყოველთვის აქვს თანაბარი და საპირისპირო რეაქცია, წინააღმდეგ შემთხვევაში, ორი სხეულის ურთიერთქმედება ერთმანეთის წინააღმდეგ თანაბარია და მიმართულია საპირისპირო მიმართულებით.

2. რა არის ძალა?

ძალას ახასიათებს სიდიდე და მიმართულება. ძალა ახასიათებს სხვა სხეულების მოქმედებას მოცემულ სხეულზე. სხეულზე მოქმედი ძალის შედეგი დამოკიდებულია არა მხოლოდ მის სიდიდესა და მიმართულებაზე, არამედ ძალის გამოყენების წერტილზეც. შედეგი არის ერთი ძალა, რომლის შედეგი იგივე იქნება, რაც ყველა რეალური ძალის მოქმედების შედეგი. თუ ძალები თანამიმართულებია, შედეგი უდრის მათ ჯამს და მიმართულია იმავე მიმართულებით. თუ ძალები მიმართულია საპირისპირო მიმართულებით, მაშინ შედეგი უდრის მათ სხვაობას და მიმართულია უფრო დიდი ძალისკენ.

სიმძიმე და სხეულის წონა

გრავიტაცია არის ძალა, რომლითაც სხეული იზიდავს დედამიწას უნივერსალური მიზიდულობის გამო. სამყაროს ყველა სხეული იზიდავს ერთმანეთს და რაც უფრო დიდია მათი მასა და რაც უფრო ახლოს არიან ისინი, მით უფრო ძლიერია მიზიდულობა.

სიმძიმის ძალის გამოსათვლელად, სხეულის მასა უნდა გავამრავლოთ კოეფიციენტზე, რომელიც აღინიშნება ასო გ-ით, დაახლოებით 9,8 ნ/კგ-ის ტოლი. ამრიგად, გრავიტაცია გამოითვლება ფორმულით

სხეულის წონა არის ძალა, რომლითაც სხეული აჭერს საყრდენს ან ჭიმავს საკიდს დედამიწისადმი მიზიდულობის გამო. თუ სხეულს არც საყრდენი აქვს და არც შეჩერება, მაშინ სხეულს არც წონა აქვს - ის უწონად მდგომარეობაშია.

ელასტიური ძალა

ელასტიური ძალა არის ძალა, რომელიც ჩნდება სხეულის შიგნით დეფორმაციის შედეგად და ხელს უშლის ფორმის შეცვლას. იმისდა მიხედვით, თუ როგორ იცვლება სხეულის ფორმა, განასხვავებენ დეფორმაციის რამდენიმე ტიპს, კერძოდ, დაჭიმულობას და შეკუმშვას, ღუნვას, ცვლასა და ცვლას, ბრუნვას.

რაც უფრო მეტად იცვლება სხეულის ფორმა, მით მეტია მასში წარმოქმნილი ელასტიური ძალა.

დინამომეტრი - ძალის საზომი მოწყობილობა: გაზომილი ძალა შედარებულია დრეკადობის ძალასთან, რომელიც წარმოიქმნება დინამომეტრის გაზაფხულზე.

ხახუნის ძალა

სტატიკური ხახუნის ძალა არის ძალა, რომელიც ხელს უშლის სხეულის მოძრაობას.

ხახუნის წარმოქმნის მიზეზი არის ის, რომ ნებისმიერ ზედაპირს აქვს დარღვევები, რომლებიც ერთმანეთთან არის დაკავშირებული. თუ ზედაპირები გაპრიალებულია, მაშინ ხახუნი გამოწვეულია მოლეკულური ურთიერთქმედების ძალებით. როდესაც სხეული მოძრაობს ჰორიზონტალურ ზედაპირზე, ხახუნის ძალა მიმართულია მოძრაობის საწინააღმდეგოდ და პირდაპირპროპორციულია მიზიდულობის ძალისა:

მოცურების ხახუნის ძალა არის წინააღმდეგობის ძალა, როდესაც ერთი სხეული სრიალებს მეორის ზედაპირზე. მოძრავი ხახუნის ძალა არის წევის ძალა, როდესაც ერთი სხეული ტრიალებს მეორის ზედაპირზე; ის გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე მოცურების ხახუნის ძალა.

თუ ხახუნი სასარგებლოა, ის იზრდება; თუ მავნეა - შეამცირეთ.

3. კონსერვაციის კანონები

კონსერვაციის კანონები, ფიზიკური კანონები, რომლის მიხედვითაც დახურული სისტემის ზოგიერთი თვისება უცვლელი რჩება სისტემაში ნებისმიერი ცვლილებისას. ყველაზე მნიშვნელოვანი არის მატერიისა და ენერგიის შენარჩუნების კანონები.მატერიის შენარჩუნების კანონი ამბობს, რომ მატერია არც იქმნება და არც ნადგურდება; ქიმიური გარდაქმნების დროს მთლიანი მასა უცვლელი რჩება. სისტემაში ენერგიის მთლიანი რაოდენობა ასევე უცვლელი რჩება; ენერგია მხოლოდ ერთი ფორმიდან მეორეში გარდაიქმნება. ორივე ეს კანონი მხოლოდ დაახლოებით ჭეშმარიტია. მასა და ენერგია შეიძლება ერთმანეთში გარდაიქმნას განტოლების მიხედვით E = ც 2. მხოლოდ მასის მთლიანი რაოდენობა და მისი ეკვივალენტური ენერგია რჩება უცვლელი. კონსერვაციის კიდევ ერთი კანონი ეხება ელექტრულ მუხტს: მისი შექმნა და განადგურება შეუძლებელია. ბირთვული პროცესების გამოყენებისას, კონსერვაციის კანონი გამოიხატება იმაში, რომ მთლიანი მუხტი, სპინი და ურთიერთმოქმედი ნაწილაკების სხვა კვანტური რიცხვები იგივე უნდა დარჩეს ურთიერთქმედების შედეგად წარმოქმნილი ნაწილაკებისთვის. ძლიერი ურთიერთქმედებისას ყველა კვანტური რიცხვი შენარჩუნებულია. სუსტი ურთიერთქმედების შემთხვევაში ირღვევა ამ კანონის ზოგიერთი მოთხოვნა, განსაკუთრებით PARITY-სთან დაკავშირებით.

ენერგიის შენარჩუნების კანონის ახსნა შესაძლებელია 100 მ სიმაღლიდან ჩამოვარდნილი 1 კგ ბურთის მაგალითით ბურთის საწყისი ჯამური ენერგია არის მისი პოტენციური ენერგია. როდესაც ის ეცემა, პოტენციური ენერგია თანდათან მცირდება და კინეტიკური ენერგია იზრდება, მაგრამ ენერგიის მთლიანი რაოდენობა უცვლელი რჩება, შესაბამისად ხდება ენერგიის კონსერვაცია. A - კინეტიკური ენერგია იზრდება 0-დან მაქსიმუმამდე, B - პოტენციური ენერგია მცირდება მაქსიმალურიდან ნულამდე; C - ენერგიის მთლიანი რაოდენობა, რომელიც უდრის კინეტიკური და პოტენის ჯამს. მატერიის კონსერვაციის კანონი ამბობს, რომ ქიმიური რეაქციების დროს მატერია არ იქმნება და არ ქრება. ამ ფენომენის დემონსტრირება შესაძლებელია კლასიკური ექსპერიმენტის გამოყენებით, რომელშიც შუშის ქილაში (A) დამწვარი სანთელი იწონება. ექსპერიმენტის დასასრულს თავსახურის წონა და მისი შიგთავსი იგივე რჩება, როგორც დასაწყისში, თუმცა სანთელი, რომლის ნივთიერება ძირითადად ნახშირბადისა და წყალბადისგან შედგება, "გაქრა", რადგან აქროლადი რეაქციის პროდუქტები (წყალი და ნახშირორჟანგი) იყო. გაათავისუფლეს მისგან. მხოლოდ მას შემდეგ, რაც მეცნიერებმა აღიარეს მატერიის კონსერვაციის პრინციპი მე-18 საუკუნის ბოლოს, შესაძლებელი გახდა ქიმიის რაოდენობრივი მიდგომა.

მექანიკური მუშაობახდება მაშინ, როდესაც სხეული მოძრაობს მასზე მიყენებული ძალის მოქმედებით.

მექანიკური მუშაობა პირდაპირპროპორციულია გავლილი მანძილისა და ძალის პროპორციულია:

Ძალა

ტექნოლოგიაში მუშაობის სიჩქარე ხასიათდება ძალა.

სიმძლავრე უდრის სამუშაოს თანაფარდობას იმ დროს, რომლისთვისაც იგი გაკეთდა:

ენერგიაარის ფიზიკური რაოდენობა, რომელიც გვიჩვენებს, თუ რამდენი სამუშაო შეუძლია სხეულს. ენერგია იზომება ჯოულები.

სამუშაოს შესრულებისას სხეულების ენერგია იზომება. შესრულებული სამუშაო უდრის ენერგიის ცვლილებას.

Პოტენციური ენერგიაგანისაზღვრება ურთიერთმოქმედი სხეულების ან ერთი და იმავე სხეულის ნაწილების ურთიერთმდებარეობით.

E p \u003d F h \u003d gmh.

სადაც g \u003d 9.8 N / კგ, m - სხეულის წონა (კგ), h - სიმაღლე (მ).

Კინეტიკური ენერგიაფლობს სხეულს მისი მოძრაობის შედეგად. რაც უფრო დიდია სხეულის მასა და სიჩქარე, მით მეტია მისი კინეტიკური ენერგია.

5. ბრუნვის მოძრაობის დინამიკის ძირითადი კანონი

ძალაუფლების მომენტი

1. ძალის მომენტი ბრუნვის ღერძის გარშემო, (1.1), სადაც არის ძალის პროექცია ბრუნვის ღერძის პერპენდიკულარულ სიბრტყეზე, არის ძალის მკლავი (უმოკლესი მანძილი ბრუნვის ღერძიდან ხაზამდე. ძალის მოქმედების).

2. ძალის მომენტი ფიქსირებულ O წერტილთან მიმართებაში (საწყისი). (1.2) იგი განისაზღვრება O წერტილიდან ძალის გამოყენების წერტილამდე გამოყვანილი რადიუს-ვექტორის ვექტორული ნამრავლით, ამ ძალით; არის ფსევდოვექტორი, მისი მიმართულება ემთხვევა მარჯვნივ გადაადგილების მოძრაობის მიმართულებას. ხრახნი მისი ბრუნვის დროს otk ("ჯიმლეტის წესი"). ძალის მომენტის მოდული, (1.3) სადაც არის კუთხე ვექტორებს შორის და, არის ძალის მხრი, უმოკლესი მანძილი ძალის მოქმედების ხაზსა და ძალის გამოყენების წერტილს შორის.

იმპულსის მომენტი

1. ღერძის გარშემო მბრუნავი სხეულის კუთხური იმპულსი, (1.4), სადაც არის სხეულის ინერციის მომენტი, არის კუთხური სიჩქარე. სხეულთა სისტემის კუთხური იმპულსი არის სისტემის ყველა სხეულის კუთხური იმპულსის ვექტორული ჯამი: . (1.5)

2. მატერიალური წერტილის კუთხური იმპულსი იმპულსით ფიქსირებული O წერტილის მიმართ (საწყისი). (1.6) იგი განისაზღვრება O წერტილიდან მატერიალურ წერტილამდე გამოყვანილი რადიუს-ვექტორის ვექტორული ნამრავლით და იმპულსის ვექტორამდე; არის ფსევდოვექტორი, მისი მიმართულება ემთხვევა მარჯვენა ხრახნის გადამყვანი მოძრაობის მიმართულებას დროს. მისი ბრუნვა ოტკ ("ჯიმლეტის წესი"). კუთხური იმპულსის ვექტორის მოდული, (1.7), სადაც არის კუთხე ვექტორებს შორის და არის ვექტორის მხარი O წერტილთან მიმართებაში.

ინერციის მომენტი ბრუნვის ღერძის მიმართ

1. მატერიალური წერტილის ინერციის მომენტი, (1.8), სადაც არის წერტილის მასა, არის მისი მანძილი ბრუნვის ღერძიდან.

2. დისკრეტული ხისტი სხეულის ინერციის მომენტი, (1.9) სადაც არის ხისტი სხეულის მასის ელემენტი; არის ამ ელემენტის მანძილი ბრუნვის ღერძიდან; არის სხეულის ელემენტების რაოდენობა.

3. ინერციის მომენტი მასის უწყვეტი განაწილებისას (მყარი მყარი სხეული). (1.10) თუ სხეული ერთგვაროვანია, ე.ი. მისი სიმკვრივე ერთნაირია მთელ მოცულობაში, შემდეგ გამოიყენება გამოხატულება (1.11), სადაც და არის სხეულის მოცულობა.

1. ძალა- ვექტორი ფიზიკური რაოდენობა, რომელიც წარმოადგენს მოცემულზე ზემოქმედების ინტენსივობის საზომსსხეული სხვა ორგანოები დაველები . მიმაგრებულია მასივზე სხეულის ძალა მისი ცვლილების მიზეზიასიჩქარე ან მასში გაჩენადეფორმაციები და სტრესები.

ძალა, როგორც ვექტორული სიდიდე ხასიათდება მოდული, მიმართულებადა განაცხადის "პუნქტი".ძალა. ბოლო პარამეტრით, ძალის, როგორც ვექტორის ცნება ფიზიკაში განსხვავდება ვექტორის ცნებისაგან ვექტორულ ალგებრაში, სადაც აბსოლუტური მნიშვნელობითა და მიმართულების ტოლი ვექტორები, განურჩევლად მათი გამოყენების წერტილისა, განიხილება იგივე ვექტორად. ფიზიკაში ამ ვექტორებს თავისუფალ ვექტორებს უწოდებენ. მექანიკაში უკიდურესად გავრცელებულია დაკავშირებული ვექტორების კონცეფცია, რომლის დასაწყისი ფიქსირდება სივრცის გარკვეულ წერტილში ან შეიძლება იყოს ხაზზე, რომელიც აგრძელებს ვექტორის მიმართულებას (მოცურების ვექტორები).

კონცეფცია ასევე გამოიყენება ძალის ხაზი, აღნიშნავს ძალის გამოყენების წერტილში გამავალ სწორ ხაზს, რომელზედაც მიმართულია ძალა.

ნიუტონის მეორე კანონი ამბობს, რომ ინერციულ საცნობარო სისტემებში მატერიალური წერტილის აჩქარება მიმართულებით ემთხვევა სხეულზე მიმართული ყველა ძალის შედეგს და აბსოლუტური მნიშვნელობით პირდაპირპროპორციულია ძალის მოდულისა და უკუპროპორციულია მასალის მასაზე. წერტილი. ან, ექვივალენტურად, მატერიალური წერტილის იმპულსის ცვლილების სიჩქარე უდრის გამოყენებული ძალის.

როდესაც ძალა გამოიყენება სასრული განზომილებების სხეულზე, მასში წარმოიქმნება მექანიკური დაძაბულობა, რომელსაც თან ახლავს დეფორმაციები.

ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკის სტანდარტული მოდელის თვალსაზრისით, ფუნდამენტური ურთიერთქმედება (გრავიტაციული, სუსტი, ელექტრომაგნიტური, ძლიერი) ხორციელდება ე.წ. 70-80-იან წლებში ჩატარებული მაღალი ენერგიის ფიზიკის ექსპერიმენტები. მე -20 საუკუნე დაადასტურა ვარაუდი, რომ სუსტი და ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედება უფრო ფუნდამენტური ელექტროსუსტი ურთიერთქმედების გამოვლინებაა.

ძალის განზომილებაა LMT −2, საზომი ერთეული ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში (SI) არის ნიუტონი (N, N), CGS სისტემაში ეს არის დინი.

2. ნიუტონის პირველი კანონი.

ნიუტონის პირველ კანონში ნათქვამია, რომ არსებობს მითითების ჩარჩოები, რომლებშიც სხეულები ინარჩუნებენ დასვენების მდგომარეობას ან ერთგვაროვან სწორხაზოვან მოძრაობას სხვა სხეულებისგან მათზე მოქმედების არარსებობის ან ამ გავლენის ურთიერთ ანაზღაურებით. მითითების ასეთ ჩარჩოებს ინერციული ეწოდება. ნიუტონი ვარაუდობდა, რომ ყველა მასიურ ობიექტს აქვს გარკვეული ინერცია, რაც ახასიათებს ამ ობიექტის მოძრაობის „ბუნებრივ მდგომარეობას“. ეს იდეა უარყოფს არისტოტელეს შეხედულებას, რომელიც დასვენებას ობიექტის „ბუნებრივ მდგომარეობად“ მიიჩნევდა. ნიუტონის პირველი კანონი ეწინააღმდეგება არისტოტელესურ ფიზიკას, რომლის ერთ-ერთი დებულებაა იმის მტკიცება, რომ სხეულს შეუძლია მუდმივი სიჩქარით მოძრაობა მხოლოდ ძალის მოქმედებით. ის ფაქტი, რომ ნიუტონის მექანიკაში ინერციულ მიმართვის სისტემაში დასვენება ფიზიკურად არ განსხვავდება ერთიანი სწორხაზოვანი მოძრაობისგან, არის გალილეოს ფარდობითობის პრინციპის დასაბუთება. სხეულთა მთლიანობას შორის ფუნდამენტურად შეუძლებელია იმის დადგენა, რომელი მათგანია „მოძრაობაში“ და რომელი „მოსვენებაში“. მოძრაობაზე ლაპარაკი შესაძლებელია მხოლოდ რომელიმე საცნობარო ჩარჩოსთან მიმართებაში. მექანიკის კანონები ერთნაირია ყველა ინერციული მიმართვის სისტემაში, სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ისინი ყველა მექანიკურად ექვივალენტურია. ეს უკანასკნელი ე.წ. გალილეის გარდაქმნებიდან გამომდინარეობს.

3. ნიუტონის მეორე კანონი.

ნიუტონის მეორე კანონი მისი თანამედროვე ფორმულირებით ასე ჟღერს: ინერციული მითითების სისტემაში მატერიალური წერტილის იმპულსის ცვლილების სიჩქარე უდრის ამ წერტილზე მოქმედი ყველა ძალის ვექტორულ ჯამს.

სადაც არის მატერიალური წერტილის იმპულსი, არის მატერიალურ წერტილზე მოქმედი მთლიანი ძალა. ნიუტონის მეორე კანონი ამბობს, რომ გაუწონასწორებელი ძალების მოქმედება იწვევს მატერიალური წერტილის იმპულსის ცვლილებას.

იმპულსის განმარტებით:

სად არის მასა, არის სიჩქარე.

კლასიკურ მექანიკაში სინათლის სიჩქარეზე ბევრად ნაკლები მოძრაობის სიჩქარით, მატერიალური წერტილის მასა უცვლელად ითვლება, რაც შესაძლებელს ხდის ამ პირობებში მისი დიფერენციალური ნიშნიდან გამოყვანას:

წერტილის აჩქარების განმარტებიდან გამომდინარე, ნიუტონის მეორე კანონი იღებს ფორმას:

ითვლება, რომ ეს არის "მეორე ყველაზე ცნობილი ფორმულა ფიზიკაში", თუმცა თავად ნიუტონს არასოდეს დაუწერია თავისი მეორე კანონი ამ ფორმით. კანონის ეს ფორმა პირველად გვხვდება კ. მაკლარინისა და ლ. ეილერის ნაშრომებში.

ვინაიდან ნებისმიერ ინერციულ ათვლის სისტემაში სხეულის აჩქარება ერთნაირია და არ იცვლება ერთი ჩარჩოდან მეორეზე გადასვლისას, მაშინ ძალაც უცვლელია ასეთ გადასვლასთან მიმართებაში.

ყველა ბუნებრივ მოვლენაში ძალამიუხედავად მისი წარმოშობისა, ჩნდება მხოლოდ მექანიკური გაგებით, ანუ, როგორც სხეულის ერთგვაროვანი და სწორხაზოვანი მოძრაობის დარღვევის მიზეზი ინერციულ კოორდინატულ სისტემაში. საპირისპირო განცხადება, ანუ ასეთი მოძრაობის ფაქტის დადგენა, არ მიუთითებს სხეულზე მოქმედი ძალების არარსებობაზე, არამედ მხოლოდ იმაზე, რომ ამ ძალების მოქმედებები ურთიერთდაბალანსებულია. წინააღმდეგ შემთხვევაში: მათი ვექტორული ჯამი არის ვექტორი, რომლის მოდული ნულის ტოლია. ეს არის ძალის სიდიდის გაზომვის საფუძველი, როდესაც ის კომპენსირდება ძალით, რომლის სიდიდე ცნობილია.

ნიუტონის მეორე კანონი საშუალებას გაძლევთ გაზომოთ ძალის სიდიდე. მაგალითად, ორბიტაზე მოძრაობისას პლანეტის მასის და მისი ცენტრიდანული აჩქარების ცოდნა საშუალებას გვაძლევს გამოვთვალოთ ამ პლანეტაზე მზისგან მოქმედი გრავიტაციული მიზიდულობის ძალის სიდიდე.

4. ნიუტონის მესამე კანონი.

ნებისმიერი ორი სხეულისთვის (მოდით დავარქვათ მათ სხეული 1 და სხეული 2), ნიუტონის მესამე კანონი ამბობს, რომ სხეულის 1-ის მოქმედების ძალა 2 სხეულზე თან ახლავს აბსოლუტური მნიშვნელობით ტოლი, მაგრამ მიმართულების საწინააღმდეგო ძალის გამოჩენას, რომელიც მოქმედებს. სხეულზე 1 სხეული 2-დან. მათემატიკურად, კანონი ასე იწერება:

ეს კანონი ნიშნავს, რომ ძალები ყოველთვის წარმოიქმნება მოქმედება-რეაქციის წყვილებში. თუ სხეული 1 და სხეული 2 ერთ სისტემაშია, მაშინ ამ სხეულების ურთიერთქმედების შედეგად სისტემაში მთლიანი ძალა ნულის ტოლია:

ეს ნიშნავს, რომ დახურულ სისტემაში არ არის გაუწონასწორებელი შინაგანი ძალები. ეს მივყავართ იმ ფაქტს, რომ დახურული სისტემის მასის ცენტრი (ანუ ის, რომელზეც გავლენას არ ახდენს გარე ძალები) ვერ მოძრაობს აჩქარებით. სისტემის ცალკეულ ნაწილებს შეუძლიათ აჩქარება, მაგრამ მხოლოდ ისე, რომ სისტემა მთლიანობაში რჩება მოსვენების მდგომარეობაში ან ერთგვაროვან სწორხაზოვან მოძრაობაში. თუმცა, თუ გარე ძალები მოქმედებენ სისტემაზე, მაშინ მისი მასის ცენტრი დაიწყებს მოძრაობას მიღებული გარე ძალის პროპორციული აჩქარებით და სისტემის მასის უკუპროპორციული აჩქარებით.

5. გრავიტაცია.

გრავიტაცია ( გრავიტაცია) არის უნივერსალური ურთიერთქმედება ნებისმიერი სახის მატერიას შორის. კლასიკური მექანიკის ფარგლებში, იგი აღწერილია უნივერსალური მიზიდულობის კანონით, რომელიც ჩამოყალიბებულია ისააკ ნიუტონის მიერ თავის ნაშრომში „ბუნებრივი ფილოსოფიის მათემატიკური პრინციპები“. ნიუტონმა მიიღო აჩქარების სიდიდე, რომლითაც მთვარე მოძრაობს დედამიწის ირგვლივ, გამოთვლებისას ვივარაუდოთ, რომ გრავიტაციული ძალა მცირდება გრავიტაციული სხეულიდან მანძილის კვადრატთან ერთად. გარდა ამისა, მან ასევე აღმოაჩინა, რომ აჩქარება, რომელიც გამოწვეულია ერთი სხეულის მეორეზე მიზიდულობით, პროპორციულია ამ სხეულების მასების ნამრავლის. ამ ორი დასკვნის საფუძველზე ჩამოყალიბდა გრავიტაციის კანონი: ნებისმიერი მატერიალური ნაწილაკი ერთმანეთისკენ იზიდავს ძალით, რომელიც პირდაპირპროპორციულია მასების ნამრავლის ( და ) და უკუპროპორციულია მათ შორის მანძილის კვადრატისა:

აქ არის გრავიტაციული მუდმივი, რომლის მნიშვნელობა პირველად ჰენრი კავენდიშმა თავის ექსპერიმენტებში მიიღო. ამ კანონის გამოყენებით შეგიძლიათ მიიღოთ ფორმულები თვითნებური ფორმის სხეულების მიზიდულობის ძალის გამოსათვლელად. ნიუტონის გრავიტაციის თეორია კარგად აღწერს მზის სისტემის პლანეტებისა და მრავალი სხვა ციური სხეულის მოძრაობას. თუმცა, იგი ეფუძნება გრძელვადიანი მოქმედების კონცეფციას, რომელიც ეწინააღმდეგება ფარდობითობის თეორიას. ამრიგად, გრავიტაციის კლასიკური თეორია არ გამოიყენება სინათლის სიჩქარესთან მიახლოებული სიჩქარით მოძრავი სხეულების მოძრაობის, უკიდურესად მასიური ობიექტების გრავიტაციული ველების (მაგალითად, შავი ხვრელების) და ასევე ცვლადი გრავიტაციული ველების აღსაწერად. მოძრავი სხეულები მათგან დიდ მანძილზე.

გრავიტაციის უფრო ზოგადი თეორია არის ალბერტ აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორია. მასში გრავიტაციას არ ახასიათებს უცვლელი ძალა, რომელიც არ არის დამოკიდებული მითითების სისტემაზე. სამაგიეროდ, სხეულების თავისუფალი მოძრაობა გრავიტაციულ ველში, რომელიც დამკვირვებლის მიერ აღიქმება, როგორც მოძრაობა სამგანზომილებიან სივრცე-დროში მრუდი ტრაექტორიების გასწვრივ ცვლადი სიჩქარით, განიხილება, როგორც მოძრაობა ინერციით გეოდეზიური ხაზის გასწვრივ მოსახვევ ოთხგანზომილებიან სივრცეში. - დრო, რომელშიც დრო განსხვავებულად მიედინება სხვადასხვა წერტილში. უფრო მეტიც, ეს ხაზი გარკვეული გაგებით არის „ყველაზე პირდაპირი“ - ის ისეთია, რომ სივრცე-დროის ინტერვალი (შესაბამისი დრო) მოცემული სხეულის სივრცე-დროის ორ პოზიციას შორის მაქსიმალურია. სივრცის გამრუდება დამოკიდებულია სხეულების მასაზე, ასევე სისტემაში არსებულ ყველა სახის ენერგიაზე.

6. ელექტროსტატიკური ველი (ფიქსირებული მუხტების ველი).

ფიზიკის განვითარება მას შემდეგ რაც ნიუტონმა სამ ძირითად (სიგრძე, მასა, დრო) სიდიდეს დაამატა ელექტრული მუხტი C განზომილებით. თუმცა, პრაქტიკის მოთხოვნებიდან გამომდინარე, მათ დაიწყეს არა მუხტის ერთეულის, არამედ ერთეულის გამოყენება. ელექტრული დენი, როგორც საზომი ძირითადი ერთეული. ასე რომ, SI სისტემაში ძირითადი ერთეული არის ამპერი, ხოლო მუხტის ერთეული არის გულსაკიდი, მისი წარმოებული.

ვინაიდან მუხტი, როგორც ასეთი, არ არსებობს მისი მატარებელი სხეულისგან დამოუკიდებლად, სხეულების ელექტრული ურთიერთქმედება ვლინდება მექანიკაში განხილული იგივე ძალის სახით, რაც იწვევს აჩქარებას. როგორც გამოიყენება ორი წერტილის მუხტის ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების მნიშვნელობებთან და ვაკუუმში მდებარე, გამოიყენება კულონის კანონი. SI სისტემის შესაბამისი ფორმით, მას აქვს ფორმა:

სად არის ძალა, რომლითაც მუხტი 1 მოქმედებს მუხტ 2-ზე; როდესაც მუხტები მოთავსებულია ერთგვაროვან და იზოტროპულ გარემოში, ურთიერთქმედების ძალა მცირდება ε კოეფიციენტით, სადაც ε არის გარემოს გამტარობა.

ძალა მიმართულია წერტილოვანი მუხტების დამაკავშირებელი ხაზის გასწვრივ. გრაფიკულად, ელექტროსტატიკური ველი ჩვეულებრივ გამოსახულია, როგორც ძალის ხაზების სურათი, რომლებიც წარმოსახვითი ტრაექტორიებია, რომლებზეც მოძრაობს უმასური დამუხტული ნაწილაკი. ეს ხაზები იწყება ერთი და მთავრდება მეორე დატენვით.

7. ელექტრომაგნიტური ველი (პირდაპირი დენის ველი).

მაგნიტური ველის არსებობა ჯერ კიდევ შუა საუკუნეებში აღიარეს ჩინელებმა, რომლებმაც გამოიყენეს "მოსიყვარულე ქვა" - მაგნიტი, როგორც მაგნიტური კომპასის პროტოტიპი. გრაფიკულად, მაგნიტური ველი ჩვეულებრივ გამოსახულია ძალის დახურული ხაზების სახით, რომელთა სიმკვრივე (როგორც ელექტროსტატიკური ველის შემთხვევაში) განსაზღვრავს მის ინტენსივობას. ისტორიულად, მაგნიტური ველის ვიზუალიზაციის ვიზუალური ხერხი იყო რკინის ჩირქები, რომლებიც ასხამდნენ, მაგალითად, მაგნიტზე მოთავსებულ ფურცელზე.

ორსტედმა აღმოაჩინა, რომ დირიჟორში გამავალი დენი იწვევს მაგნიტური ნემსის გადახრას.

ფარადეი მივიდა დასკვნამდე, რომ მაგნიტური ველი იქმნება დენის გამტარის გარშემო.

ამპერმა წამოაყენა ჰიპოთეზა, რომელიც აღიარებულია ფიზიკაში, როგორც მაგნიტური ველის გაჩენის პროცესის მოდელი, რომელიც შედგება მასალებში მიკროსკოპული დახურული დენების არსებობაში, რომლებიც ერთად უზრუნველყოფენ ბუნებრივი ან ინდუცირებული მაგნეტიზმის ეფექტს.

ამპერმა აღმოაჩინა, რომ ვაკუუმში საცნობარო ჩარჩოში, რომლის მიმართაც მუხტი მოძრაობს, ანუ ის იქცევა როგორც ელექტრული დენი, წარმოიქმნება მაგნიტური ველი, რომლის ინტენსივობა განისაზღვრება სიბრტყეში მდებარე მაგნიტური ინდუქციის ვექტორით. მუხტის მოძრაობის მიმართულების პერპენდიკულარული.

მაგნიტური ინდუქციის ერთეულია ტესლა: 1 T = 1 T kg s −2 A −2
პრობლემა რაოდენობრივად გადაჭრა ამპერმა, რომელმაც გაზომა ორი პარალელური გამტარის ურთიერთქმედების ძალა მათში გამავალ დენებთან. ერთ-ერთმა დირიჟორმა შექმნა მაგნიტური ველი თავის გარშემო, მეორემ რეაგირება მოახდინა ამ ველზე გაზომვადი ძალით მიახლოებით ან მოშორებით, იცოდა რომელი და მიმდინარე სიძლიერის სიდიდე, შესაძლებელი იყო მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის მოდულის დადგენა.

ძალის ურთიერთქმედება ელექტრულ მუხტებს შორის, რომლებიც არ მოძრაობენ ერთმანეთთან შედარებით, აღწერილია კულონის კანონით. ამასთან, მუხტები, რომლებიც მოძრაობენ ერთმანეთთან შედარებით, ქმნიან მაგნიტურ ველებს, რომლის მეშვეობითაც მუხტების მოძრაობით შექმნილი დენები, როგორც წესი, ძალთა ურთიერთქმედების მდგომარეობაში ხვდება.

ფუნდამენტური განსხვავება მუხტების ფარდობითი მოძრაობიდან წარმოქმნილ ძალასა და მათი სტაციონარული განლაგების შემთხვევას შორის არის განსხვავება ამ ძალების გეომეტრიაში. ელექტროსტატიკის შემთხვევაში, ორი მუხტის ურთიერთქმედების ძალები მიმართულია მათ შემაერთებელი ხაზის გასწვრივ. მაშასადამე, პრობლემის გეომეტრია ორგანზომილებიანია და განხილვა ხორციელდება ამ ხაზში გამავალ სიბრტყეში.

დენების შემთხვევაში, დენის მიერ შექმნილი მაგნიტური ველის დამახასიათებელი ძალა განლაგებულია დენის პერპენდიკულარულ სიბრტყეში. ამიტომ ფენომენის სურათი სამგანზომილებიანი ხდება. პირველი დენის ელემენტის მიერ შექმნილი მაგნიტური ველი, უსასრულოდ მცირე სიგრძით, მეორე დენის იგივე ელემენტთან ურთიერთქმედებით, ზოგადად, ქმნის მასზე მოქმედ ძალას. უფრო მეტიც, ორივე დინებისთვის ეს სურათი სრულიად სიმეტრიულია იმ თვალსაზრისით, რომ დენების ნუმერაცია თვითნებურია.

დენების ურთიერთქმედების კანონი გამოიყენება პირდაპირი ელექტრული დენის სტანდარტიზაციისთვის.

8. ძლიერი ურთიერთქმედება.

ძლიერი ურთიერთქმედება არის ფუნდამენტური მოკლე დიაპაზონის ურთიერთქმედება ჰადრონებსა და კვარკებს შორის. ატომის ბირთვში ძლიერი ძალა აერთიანებს დადებითად დამუხტულ პროტონებს (ელექტროსტატიკურ მოგერიებას განიცდის), ეს ხდება ნუკლეონებს შორის პი-მეზონების გაცვლის გზით (პროტონები და ნეიტრონები). პი-მეზონები ძალიან ცოტა ცხოვრობენ, მათი სიცოცხლე საკმარისია მხოლოდ ბირთვული ძალების უზრუნველსაყოფად ბირთვის რადიუსში, ამიტომ ბირთვულ ძალებს უწოდებენ მოკლე დიაპაზონს. ნეიტრონების რაოდენობის მატება „აზავებს“ ბირთვს, ამცირებს ელექტროსტატიკური ძალებს და ზრდის ბირთვს, მაგრამ ნეიტრონების დიდი რაოდენობით, როგორც ფერმიონები, ისინი თავად იწყებენ მოგერიებას პაულის პრინციპის გამო. ასევე, როდესაც ნუკლეონები ერთმანეთთან ძალიან ახლოს არიან, იწყება W-ბოზონების გაცვლა, რაც იწვევს მოგერიებას, რის გამოც ატომის ბირთვები არ "იშლება".

თავად ჰადრონებში ძლიერი ძალა აერთიანებს კვარკებს, რომლებიც ქმნიან ჰადრონებს. ძლიერი ველის კვანტებია გლუონები. თითოეულ კვარკს აქვს სამი „ფერადი“ მუხტიდან ერთ-ერთი, თითოეული გლუონი შედგება წყვილი „ფერისგან“ - „ანტიკოლორისგან“. გლუონები კვარკებს აკავშირებენ ე.წ. „შეზღუდვა“, რის გამოც თავისუფალი კვარკები ამ დროისთვის ექსპერიმენტში არ დაფიქსირებულა. როდესაც კვარკები ერთმანეთისგან შორდებიან, გლუონური ბმების ენერგია იზრდება და არ მცირდება, როგორც ბირთვული ურთიერთქმედების შემთხვევაში. დიდი ენერგიის დახარჯვით (ჰადრონების ამაჩქარებელში შეჯახებით), შეიძლება კვარკ-გლუონის ბმა გაწყდეს, მაგრამ ამ შემთხვევაში ახალი ჰადრონების ჭავლი გამოიდევნება. თუმცა, თავისუფალი კვარკები შეიძლება არსებობდნენ სივრცეში: თუ კვარკმა მოახერხა დიდი აფეთქების დროს დაკავების თავიდან აცილება, მაშინ შესაბამისი ანტიკვარკით განადგურების ან ასეთი კვარკისთვის უფერო ჰადრონად გადაქცევის ალბათობა ძალიან მცირეა.

9. სუსტი ურთიერთქმედება.

სუსტი ურთიერთქმედება არის ფუნდამენტური მოკლე დიაპაზონის ურთიერთქმედება. დიაპაზონი 10 −18 მ სიმეტრიული სივრცითი ინვერსიისა და მუხტის კონიუგაციის ერთობლიობის მიმართ. სუსტი ურთიერთქმედება მოიცავს ყველა ფუნდამენტურსფერმიონები (ლეპტონებიდა კვარკები). ეს არის ერთადერთი ურთიერთქმედება, რომელიც მოიცავსნეიტრინო(რომ არაფერი ვთქვათ გრავიტაცია, უმნიშვნელო ლაბორატორიულ პირობებში), რაც ხსნის ამ ნაწილაკების კოლოსალურ შეღწევადობას. სუსტი ურთიერთქმედება ლეპტონებს, კვარკებს და მათ საშუალებას აძლევსანტინაწილაკებიგაცვლა ენერგია, წონა, ელექტრული მუხტიდა კვანტური რიცხვები- ანუ გადაიქცნენ ერთმანეთში. ერთ-ერთი გამოვლინებაბეტა დაშლა.

აუცილებელია იცოდეთ გამოყენების წერტილი და თითოეული ძალის მიმართულება. მნიშვნელოვანია ზუსტად განსაზღვროთ რა ძალები მოქმედებენ სხეულზე და რა მიმართულებით. ძალა აღინიშნა როგორც , იზომება ნიუტონებში. ძალების განსხვავების მიზნით, ისინი ინიშნება შემდეგნაირად

ქვემოთ მოცემულია ბუნებაში მოქმედი ძირითადი ძალები. პრობლემების გადაჭრისას არარსებული ძალების გამოგონება შეუძლებელია!

ბუნებაში ბევრი ძალაა. აქ განვიხილავთ ძალებს, რომლებიც გათვალისწინებულია სკოლის ფიზიკის კურსში დინამიკის შესწავლისას. ნახსენებია სხვა ძალებიც, რომლებზეც სხვა თავებში იქნება საუბარი.

გრავიტაცია

პლანეტის ყველა სხეულზე გავლენას ახდენს დედამიწის გრავიტაცია. ძალა, რომლითაც დედამიწა იზიდავს თითოეულ სხეულს, განისაზღვრება ფორმულით

გამოყენების წერტილი არის სხეულის სიმძიმის ცენტრში. გრავიტაცია ყოველთვის მიმართულია ვერტიკალურად ქვემოთ.

ხახუნის ძალა

მოდით გავეცნოთ ხახუნის ძალას. ეს ძალა წარმოიქმნება, როდესაც სხეულები მოძრაობენ და ორი ზედაპირი შედის კონტაქტში. ძალა წარმოიქმნება იმის გამო, რომ ზედაპირები, მიკროსკოპის ქვეშ დათვალიერებისას, არ არის გლუვი, როგორც ჩანს. ხახუნის ძალა განისაზღვრება ფორმულით:

ძალა გამოიყენება ორ ზედაპირს შორის შეხების წერტილში. მიმართულია მოძრაობის საწინააღმდეგო მიმართულებით.

დამხმარე რეაქციის ძალა

წარმოიდგინეთ ძალიან მძიმე საგანი, რომელიც მაგიდაზე დევს. მაგიდა იხრება საგნის სიმძიმის ქვეშ. მაგრამ ნიუტონის მესამე კანონის თანახმად, ცხრილი მოქმედებს ობიექტზე ზუსტად ისეთივე ძალით, როგორიც მაგიდაზე არსებული ობიექტი. ძალა მიმართულია იმ ძალის საპირისპიროდ, რომლითაც ობიექტი აჭერს მაგიდას. ეს არის. ამ ძალას ეწოდება დამხმარე რეაქცია. ძალის სახელი "ლაპარაკობს" რეაგირება მხარდაჭერა. ეს ძალა წარმოიქმნება ყოველთვის, როდესაც არის ზემოქმედება საყრდენზე. მისი წარმოშობის ბუნება მოლეკულურ დონეზე. ობიექტმა, როგორც ეს იყო, დეფორმირებულია მოლეკულების ჩვეული პოზიცია და კავშირები (მაგიდის შიგნით), ისინი, თავის მხრივ, მიდრეკილნი არიან დაუბრუნდნენ პირვანდელ მდგომარეობას, "წინააღმდეგობას".

აბსოლუტურად ნებისმიერი სხეული, თუნდაც ძალიან მსუბუქი (მაგალითად, ფანქარი, რომელიც მაგიდაზე დევს), დეფორმირებს საყრდენს მიკრო დონეზე. აქედან გამომდინარე, ხდება მხარდაჭერის რეაქცია.

ამ ძალის პოვნის სპეციალური ფორმულა არ არსებობს. ისინი აღნიშნავენ მას ასოთი, მაგრამ ეს ძალა მხოლოდ დრეკადობის ძალის ცალკე სახეობაა, ამიტომ ის ასევე შეიძლება აღვნიშნოთ როგორც

ძალა გამოიყენება ობიექტის საყრდენთან შეხების ადგილზე. მიმართულია საყრდენის პერპენდიკულარულად.

ვინაიდან სხეული წარმოდგენილია როგორც მატერიალური წერტილი, ძალა შეიძლება გამოსახული იყოს ცენტრიდან

ელასტიური ძალა

ეს ძალა წარმოიქმნება დეფორმაციის (მატერიის საწყისი მდგომარეობის ცვლილებების) შედეგად. მაგალითად, როდესაც ზამბარას ვჭიმავთ, ვზრდით მანძილს ზამბარის მასალის მოლეკულებს შორის. ზამბარის შეკუმშვისას ვამცირებთ მას. როცა ვატრიალებთ ან ვცვლით. ყველა ამ მაგალითში წარმოიქმნება ძალა, რომელიც ხელს უშლის დეფორმაციას - ელასტიური ძალა.

ჰუკის კანონი

ელასტიური ძალა მიმართულია დეფორმაციის საპირისპიროდ.

ვინაიდან სხეული წარმოდგენილია როგორც მატერიალური წერტილი, ძალა შეიძლება გამოსახული იყოს ცენტრიდან

სერიებში შეერთებისას, მაგალითად, ზამბარები, სიმტკიცე გამოითვლება ფორმულით

როდესაც დაკავშირებულია პარალელურად, სიმტკიცე

ნიმუშის სიმტკიცე. იანგის მოდული.

იანგის მოდული ახასიათებს ნივთიერების ელასტიურ თვისებებს. ეს არის მუდმივი მნიშვნელობა, რომელიც დამოკიდებულია მხოლოდ მასალაზე, მის ფიზიკურ მდგომარეობაზე. ახასიათებს მასალის უნარს გაუძლოს დაჭიმულ ან კომპრესიულ დეფორმაციას. იანგის მოდულის მნიშვნელობა არის ცხრილი.

შეიტყვეთ მეტი მყარი ნივთიერებების თვისებების შესახებ.

Სხეულის წონა

სხეულის წონა არის ძალა, რომლითაც ობიექტი მოქმედებს საყრდენზე. თქვენ ამბობთ, რომ ეს არის გრავიტაცია! დაბნეულობა ხდება შემდეგში: მართლაც, ხშირად სხეულის წონა უდრის მიზიდულობის ძალას, მაგრამ ეს ძალები სრულიად განსხვავებულია. გრავიტაცია არის ძალა, რომელიც წარმოიქმნება დედამიწასთან ურთიერთქმედების შედეგად. წონა საყრდენთან ურთიერთქმედების შედეგია. სიმძიმის ძალა ვრცელდება ობიექტის სიმძიმის ცენტრში, ხოლო წონა არის ძალა, რომელიც გამოიყენება საყრდენზე (არა ობიექტზე)!

წონის დადგენის ფორმულა არ არსებობს. ეს ძალა აღინიშნება ასოთი.

დამხმარე რეაქციის ძალა ან ელასტიური ძალა წარმოიქმნება საკიდებზე ან საყრდენზე საგნის ზემოქმედების საპასუხოდ, ამიტომ სხეულის წონა ყოველთვის რიცხობრივად იგივეა, რაც დრეკადი ძალა, მაგრამ აქვს საპირისპირო მიმართულება.

საყრდენის რეაქციის ძალა და წონა ერთი და იგივე ბუნების ძალებია, ნიუტონის მე-3 კანონის მიხედვით ისინი თანაბარი და საპირისპირო მიმართულები არიან. წონა არის ძალა, რომელიც მოქმედებს საყრდენზე და არა სხეულზე. მიზიდულობის ძალა მოქმედებს სხეულზე.

სხეულის წონა შეიძლება არ იყოს სიმძიმის ტოლი. ეს შეიძლება იყოს ან მეტი ან ნაკლები, ან შეიძლება იყოს ისეთი, რომ წონა იყოს ნული. ამ სახელმწიფოს ე.წ უწონადობა. უწონადობა არის მდგომარეობა, როდესაც ობიექტი არ ურთიერთქმედებს საყრდენთან, მაგალითად, ფრენის მდგომარეობა: არის გრავიტაცია, მაგრამ წონა ნულის ტოლია!

აჩქარების მიმართულების დადგენა შესაძლებელია, თუ დაადგენთ, სად არის მიმართული მიღებული ძალა

გაითვალისწინეთ, რომ წონა არის ძალა, რომელიც იზომება ნიუტონებში. როგორ ვუპასუხოთ სწორად კითხვას: "რამდენს იწონით"? ჩვენ ვპასუხობთ 50 კგ-ს და ვასახელებთ არა წონას, არამედ ჩვენს მასას! ამ მაგალითში ჩვენი წონა უდრის გრავიტაციას, რაც დაახლოებით 500N-ია!

გადატვირთვა- წონის თანაფარდობა სიმძიმის მიმართ

არქიმედეს სიძლიერე

ძალა წარმოიქმნება სხეულის სითხესთან (აირთან) ურთიერთქმედების შედეგად, როდესაც ის ჩაეფლო სითხეში (ან აირში). ეს ძალა უბიძგებს სხეულს წყლიდან (გაზიდან). მაშასადამე, იგი მიმართულია ვერტიკალურად ზევით (უბიძგებს). განისაზღვრება ფორმულით:

ჰაერში უგულებელყოფთ არქიმედეს ძალას.

თუ არქიმედეს ძალა უდრის მიზიდულობის ძალას, სხეული ცურავს. თუ არქიმედეს ძალა მეტია, მაშინ ის ამოდის სითხის ზედაპირზე, თუ ნაკლებია, იძირება.

ელექტრული ძალები

არსებობს ელექტრული წარმოშობის ძალები. წარმოიქმნება ელექტრული მუხტის არსებობისას. ეს ძალები, როგორიცაა კულონის ძალა, ამპერის ძალა, ლორენცის ძალა, დეტალურად არის განხილული ელექტროენერგიის განყოფილებაში.

სხეულზე მოქმედი ძალების სქემატური აღნიშვნა

ხშირად სხეული მოდელირებულია მატერიალური წერტილით. ამრიგად, დიაგრამებში გამოყენების სხვადასხვა წერტილები გადატანილია ერთ წერტილში - ცენტრში, ხოლო სხეული სქემატურად არის გამოსახული, როგორც წრე ან მართკუთხედი.

ძალების სწორად დასანიშნად, აუცილებელია ჩამოვთვალოთ ყველა ის სხეული, რომლებთანაც ურთიერთქმედებს შესასწავლი სხეული. განსაზღვრეთ რა ხდება თითოეულთან ურთიერთქმედების შედეგად: ხახუნი, დეფორმაცია, მიზიდულობა ან შესაძლოა მოგერიება. განსაზღვრეთ ძალის ტიპი, სწორად მიუთითეთ მიმართულება. ყურადღება! ძალების რაოდენობა დაემთხვევა სხეულების რაოდენობას, რომლებთანაც ხდება ურთიერთქმედება.

მთავარია გახსოვდეთ

1) ძალები და მათი ბუნება;
2) ძალების მიმართულება;
3) შეძლოს მოქმედი ძალების ამოცნობა

განასხვავებენ გარე (მშრალი) და შიდა (ბლანტი) ხახუნს. გარე ხახუნი წარმოიქმნება კონტაქტში მყოფ მყარ ზედაპირებს შორის, შიდა ხახუნი წარმოიქმნება სითხის ან აირის ფენებს შორის მათი შედარებითი მოძრაობის დროს. არსებობს გარე ხახუნის სამი ტიპი: სტატიკური ხახუნი, მოცურების ხახუნი და მოძრავი ხახუნი.

მოძრავი ხახუნი განისაზღვრება ფორმულით

წინააღმდეგობის ძალა წარმოიქმნება, როდესაც სხეული მოძრაობს სითხეში ან აირში. წინააღმდეგობის ძალის სიდიდე დამოკიდებულია სხეულის ზომასა და ფორმაზე, მისი მოძრაობის სიჩქარეზე და სითხის ან აირის თვისებებზე. დაბალ სიჩქარეზე წინააღმდეგობის ძალა სხეულის სიჩქარის პროპორციულია

მაღალი სიჩქარის დროს ის სიჩქარის კვადრატის პროპორციულია

განვიხილოთ ობიექტისა და დედამიწის ურთიერთმიზიდულობა. მათ შორის, მიზიდულობის კანონის მიხედვით, წარმოიქმნება ძალა

ახლა შევადაროთ მიზიდულობის კანონი და მიზიდულობის ძალა

თავისუფალი ვარდნის აჩქარების ღირებულება დამოკიდებულია დედამიწის მასაზე და მის რადიუსზე! ამრიგად, შესაძლებელია გამოვთვალოთ რა აჩქარებით დაეცემა მთვარეზე ან ნებისმიერ სხვა პლანეტაზე არსებული ობიექტები ამ პლანეტის მასისა და რადიუსის გამოყენებით.

მანძილი დედამიწის ცენტრიდან პოლუსებამდე ნაკლებია ვიდრე ეკვატორამდე. ამრიგად, თავისუფალი ვარდნის აჩქარება ეკვატორზე ოდნავ ნაკლებია, ვიდრე პოლუსებზე. ამავდროულად, უნდა აღინიშნოს, რომ თავისუფალი ვარდნის აჩქარების დამოკიდებულების ძირითადი მიზეზი ტერიტორიის განედზე არის ის ფაქტი, რომ დედამიწა ბრუნავს თავისი ღერძის გარშემო.

დედამიწის ზედაპირიდან დაშორებისას, მიზიდულობის ძალა და თავისუფალი ვარდნის აჩქარება იცვლება დედამიწის ცენტრამდე მანძილის კვადრატის მიხედვით.