Сили в природі. Гравітаційні сили - Гіпермаркет знань. Фундаментальні сили 4 типи взаємодії у фізиці

сила - міра механічної взаємодії тіл. Сила є причиною зміни швидкості тіла або виникнення в ньому деформацій (зміна форми або об'єму). Сила - векторна величина, що характеризується модулем (величиною), напрямком і точкою прикладання сили. Лінія дії сили - пряма, що проходить через точку прикладання сили, і продовжує напрямок вектора сили. Одиницею вимірювання сили в системі СІ є Ньютон [Н]. Всі сили в природі засновані на чотирьох типах фундаментальних взаємодій:

• електромагнітні сили, що діють між електрично зарядженими тілами,
• гравітаційні сили, що діють між масивними об'єктами,
• сильне ядерне взаємодія, що діє в масштабах порядку розміру атомного ядра і менше (відповідає за зв'язок між кварками в адронів і за притягання між нуклонами в ядрах).
• слабке ядерна взаємодія, що виявляється на відстанях, значно менших розміру атомного ядра.

Інтенсивність сильної і слабкої взаємодії вимірюється в одиницях енергії (електрон-вольтах), а не одиницях сили, і тому застосування до них терміну «сила» умовно. Дія сили може місце як при безпосередньому контакті (тертя, тиск ті друг на друга при безпосередньому контакті), так і за допомогою створюваних тілами полів (поле тяжіння, електромагнітне поле). Цікавий і пізнавальний сайт http://mistermigell.ru для вас.
З точки зору дії сил на систему, розглядають:

• внутрішні сили - сили взаємодії між точками (тілами) даної системи;
• зовнішні сили - сили, що діють на точки (тіла) даної системи з боку точок (тіл), які не належать даній системі. Зовнішні сили називають навантаженнями.

Сили можна розділити на:

• реактивні сили - реакції зв'язку. Якщо рух тіла в просторі обмежується іншими тіла (зв'язками, опорами), сили, з якими ці тіла діють на дане тіло, називають реакціями зв'язку (опори).
• активні сили - сили, що характеризують дію інших тіл на дане і змінює його кінематичне стан. Активні сили, в залежності від виду контакту, підрозділяються на
• об'ємні - сили, що діють на кожну частку тіла, наприклад, вага тіла;
• поверхневі - сили, що діють на ділянку тіла і характеризують безпосередній контакт тел. Поверхневі сили бувають:
• зосередженими - діючими на майданчиках, які малі в порівнянні з тілом, наприклад, тиск колеса на дорогу;
• розподіленими - діючими на майданчиках, що не малі в порівнянні з тілом, наприклад, тиск гусениці трактора на дорогу.

Найбільш відомі сили:
сили пружності - сили, що виникають при деформації тіла і протидіють цій деформації, має електромагнітну природу, будучи проявом міжмолекулярної взаємодії. Вектор сили пружності спрямований протилежно переміщенню, перпендикулярно поверхні. Наприклад, якщо стиснути гумку, після зняття навантаження вона відновить свою форму під дією сили пружності.
сили тертя - сила, що виникають при відносному русі твердих тіл і протидіють цьому руху, мають електромагнітну природу, будучи макроскопічними проявом міжмолекулярної взаємодії. Вектор сили тертя спрямований протилежно вектору швидкості. Наприклад, сила тертя виникає при ковзанні санок по снігу, між підошвою ніг і землею.
Сили опору середовища - сили, що виникають при русі твердого тіла в рідкому або газоподібному середовищі, мають електромагнітну природу, будучи проявом міжмолекулярної взаємодії. Вектор сили опору спрямований протилежно вектору швидкості. Наприклад, при русі літака в повітрі.
Сили поверхневого натягу - сили, що виникають на поверхні фазового розділу, мають електромагнітну природу, будучи проявом міжмолекулярної взаємодії. Сила натягу спрямована по дотичній до поверхні розділу фаз. Наприклад, монетка може лежати на поверхні рідини, комахи бігають по воді.
Сила всесвітнього тяжіння - сила, з якою будь-які тіла Всесвіту притягують один одного, вона прямо пропорційна добутку мас цих тіл і обернено пропорційна квадрату відстані між ними. Наприклад, Земля притягується до Сонця, і, в той же час, Земля притягує Місяць і Сонце.
Сила тяжіння - сила, що діє на тіло з боку Землі, яка повідомляє йому прискорення вільного падіння. Сила тяжіння - це сума сил гравітаційного тяжіння і відцентрової сили обертання Землі. Наприклад, під дією сили тяжіння тіла падають Землі.
сила інерції - фіктивна сила (не є мірою механічної взаємодії), що вводиться при розгляді відносного руху в неінерційній системах відліку (рухомих з прискоренням) для того, щоб в них виконувався другий закон Ньютона. В системі відліку, пов'язаної з равноускоренно рухомим тілом, сила інерції направлена \u200b\u200bпротилежно прискоренню. З повною сили інерції можуть бути для зручності виділені відцентрова сила, спрямована від осі обертання тіла, і сила Коріоліса, що виникає при русі тіла відносно обертової системи відліку.
Існують і інші сили.

Денис, 6 клас, ХФМЛ% 27

« Фізика - 10 клас »

У розділі 2 ми ввели поняття сили як кількісної міри дії одного тіла на інше.
У цьому розділі ми розглянемо, які сили розглядаються в механіці, ніж визначаються їх значення.

Чи багато видів сил існує в природі?
Перерахуйте відомі вам сили.
Яку природу вони мають - гравітаційну або електромагнітну?

На перший погляд здається, що ми взялися за непосильну і нездійсненне завдання: тел на Землі і поза нею безліч.
Вони взаємодіють по-різному.

ядерні сили діють між частинками в атомних ядрах і визначають властивості ядер.

Область дії ядерних сил дуже обмежена.

Вони помітні тільки всередині атомних ядер (т. Е. На відстанях порядку 10 -15 м).
Вже на відстанях між частинками близько 10 -13 м (в тисячу разів менших розмірів атома - 10 -10 м) вони не виявляються зовсім.

слабкі взаємодії викликають взаємні перетворення елементарних частинок, визначають радіоактивний розпад ядер, реакції термоядерного синтезу.

Вони проявляються на ще менших відстанях, порядку 10 -17 м.

Ядерні сили - найпотужніші в природі.

Якщо інтенсивність ядерних сил прийняти за одиницю, то інтенсивність електромагнітних сил складе 10 -2, гравітаційних - 10-40, слабких взаємодій - 10 -16.

Сильні (ядерні) і слабкі взаємодії виявляються на таких малих відстанях, коли закони механіки Ньютона, а з ними разом і поняття механічної сили втрачають сенс.

Інтенсивність сильної і слабкої взаємодій вимірюється в одиницях енергії (в електрон-вольтах), а не одиницях сили, і тому застосування до них терміну «сила» пояснюється багатовіковою традицією всі явища в навколишньому світі пояснювати дією характерних для кожного явища «сил».

У механіці ми будемо розглядати тільки гравітаційні й електромагнітні взаємодії.

Сили в механіці.

У механіці зазвичай мають справу з трьома видами сил - силами тяжіння, силами пружності і силами тертя.

Джерело: «Фізика - 10 клас», 2014 року, підручник Мякішев, Буховцев, Соцький

Динаміка - Фізика, підручник для 10 класу - Клас! Ная фізика

1) Закон всесвітнього тяжіння: Дві матеріальні точки притягуються один до одного з силами, пропорційними добутку мас тіл і обернено пропорційні квадрату відстані між ними.

2) Прискорення вільного паденія- це прискорення, яке набувають все тіла при вільному падінні поблизу поверхні Землі незалежно від їх маси. Позначається буквою g.

Прискорення вільного падіння на Землі приблизно дорівнює g \u003d 9,81 м / с2.

Вільне падіння - це рівноприскореного руху. Його прискорення завжди спрямоване до центру Землі.

3) Сила тяжесті- це сила, з якою Земля притягує до себе тіло.

4) Вага тіла-це сила, з якою тіло діє на опору або підвіс.

Перевантаження-відношення ваги до сили тяжіння.

Стан невагомості, якщо Р \u003d 0.

5) Сила упругості- це сила, що виникає в результаті деформації тіла і прагне відновити колишні розміри і форму тіла.

6) Деформація-це зміна форми і розмірів тіла. Деформації бувають пружні і не пружні.

7) Якщо деформація пружна, то після зняття зовнішнього впливу, тіло відновлює вихідну форму і розмір.

Якщо деформації не пружна, то тіло не відновлює вихідну форму і розмір.

8. Абсолютна і відносна деформації:

9) Закон Гука: При пружних деформаціях виникає сила пружності, спрямована проти зміщення частинок тіла і прямо пропорційна зміні лінійних розмірів тіла (абсолютної деформації).

10) Сигма Механічне напруга-сила, що діє на одиницю площі поперечного перерізу тіла.

11) Модуль Юнга [Е] залежить тільки від матеріалу тіла і не залежить від розмірів тіла.

12.Сіла тренія- це сила, що виникає на кордоні зіткнення тіл при відсутності відносного руху тіл.

13.Сіла тертя спокою:

Нехай тіло покоїться на горизонтальній поверхні і на нього діє зовнішня сила.

Якщо зовнішня сила лежить в межах від нуля, то залишається в спокої. Т.к зовнішня сила буде врівноважена силою тертя спокою.

Якщо зовнішня сила змінюється, то одночасно змінюється сила тертя спокою.

14) Коефіцієнт тертя спокою залежить від матеріалів тіла і поверхні, а так само стану дотичних поверхонь.

15) Сила тертя ковзання:

Якщо зовнішні сили більше реакції опори і коефіцієнта тертя, то тіло починає ковзати і виникає сила тертя ковзання.

Сила Тертя ковзання не залежить від площі дотичних поверхонь і прямо пропорційна силі нормального руху тіла на поверхню.

16) Коефіцієнт тертя ковзання залежить від матеріалів тіла і поверхні, а також від стану цих поверхонь. Наявність мастила зменшує силу тертя ковзання.

17) Сила опору середовища:

Якщо тіло рухається в рідині або газі, виникає сила опору середовища.

Сила С.С залежить від швидкості руху тіла, форми тіла і його розмірів.

Якщо швидкість руху маленька, то сила пропорційна швидкості.

Для сили С.С не існує Сили тертя спокою. Будь-яка мала сила змусить тіло рухатися.

18) Сили інерціі- це сили, які виникають в ІСО, внаслідок прискорення, завжди рівні за величиною і протилежні за напрямком.

У природі існує багато різних видів сил: тяжіння, тяжкості, Лоренца, Ампера, взаємодії нерухомих зарядів і т.д., але всі вони в кінцевому підсумку зводяться до невеликого числа фундаментальних (основних) взаємодій. Сучасна фізика вважає, що існує в природі лише чотири види сил або чотири види взаємодій:

1) гравітаційна взаємодія (здійснюється через гравітаційні поля);

2) електромагнітне взаємодія (здійснюється через електромагнітні поля);

3) ядерне (або сильне) (забезпечує зв'язок частинок в ядрі);

4) слабке (відповідає за процеси розпаду елементарних частинок).

В рамках класичної механіки мають справу з гравітаційними і електромагнітними силами, а також з пружними силами і силами тертя.

гравітаційні сили(Сили тяжіння) - це сили тяжіння, які підкоряються закону всесвітнього тяжіння. Будь-які два тіла притягуються одне до одного із силою, модуль якої прямо пропорційний добутку їх мас і обернено пропорційний квадрату відстані між ними:

де \u003d 6,67 × 10 -11 Н × м 2 / кг 2 - гравітаційна постійна.

Сила тяжіння- сила, з якою тіло притягується Землею. Під дією сили тяжіння до Землі всі тіла падають з однаковим відносно поверхні Землі прискоренням, званим прискоренням вільного падіння. За другим законом Ньютона, на всяке тіло діє сила, яка називається силою тяжіння. Вона прикладена до центру тяжіння.

вага–змулу, з якої тіло, притягаючи до Землі, діє на підвіс або опору . На відміну від сили тяжіння, що є гравітаційної силою, яка додається до тіла, вага - це пружна сила, прикладена до опори або підвісу. Сила тяжіння дорівнює вазі тільки в тому випадку, коли опора або підвіс нерухомі відносно Землі. За модулю вага може бути як більше, так і менше сили тяжіння. У разі прискореного руху опори (наприклад, ліфти, що везе вантаж) рівняння руху (з урахуванням того, що сила реакції опори дорівнює за величиною вазі, але має протилежний знак): Þ. Якщо рух відбувається вгору, вниз:.

При вільному падінні тіла його вага дорівнює нулю, тобто воно знаходиться в стані невагомості.

сили пружності виникають в результаті взаємодії тіл, що супроводжується їх деформацією. Пружна (квазіупругая) сила пропорційна зсуву частки з положення рівноваги і спрямована до положення рівноваги:

сили тертя виникають завдяки існуванню сил взаємодії між молекулами і атомами дотичних тіл. Сили терня: а) виникають при зіткненні двох тіл, що рухаються; б) діють паралельно поверхні зіткнення; г) спрямовані проти руху тіла.

Тертя між поверхнями твердих тіл при відсутності будь-якої прошарку або мастила називається сухим. Тертя між твердим тілом і рідкої або газоподібної середовищем, а також між шарами такого середовища називається в'язким або рідким.Розрізняють три види сухого тертя: тертя спокою, тертя ковзання і тертя кочення.

Сила тертя спокою - це сила, що діє між дотичними тілами, що знаходяться в стані спокою. Вона дорівнює за величиною і протилежно спрямована силі, яке спонукає тіло до руху:; , Де m - коефіцієнт тертя.

Сила тертя ковзання виникає при ковзанні одного тіла по поверхні іншого: і спрямована по дотичній до поверхонь, що труться в сторону, протилежну руху даного тіла відносно іншого. Коефіцієнт тертя ковзання залежить від матеріалу тіл, стану поверхонь і від відносної швидкості руху тіл.

При коченні тіла по поверхні іншого виникає сила тертя кочення, Яка перешкоджає коченню тіла. Сила тертя кочення при тих же матеріалах дотичних тіл завжди менше сили тертя ковзання. Цим користуються на практиці, замінюючи підшипники ковзання кульковими або роликовими підшипниками.

Пружні сили і сили тертя визначаються характером взаємодії між молекулами речовини, яке має електромагнітне походження, отже, вони за своєю природою мають електромагнітні походження. Гравітаційні й електромагнітні сили є фундаментальними - їх не можна звести до інших, більш простим силам. Пружні сили і сили тертя не є фундаментальними. Фундаментальні взаємодії відрізняються простотою і точністю законів.

\u003e\u003e Фізика: Сили в природі. гравітаційні сили

З'ясуємо спочатку, чи багато видів сил існує в природі.
На перший погляд здається, що ми взялися за непосильну і нездійсненне завдання: тел на Землі і поза нею безліч. Вони взаємодіють по-різному. Так, наприклад, камінь падає на Землю; електровоз тягне поїзд; нога футболіста вдаряє по м'ячу; потерта про хутро ебонітова паличка притягує легкі папірці, магніт притягує залізні ошурки; провідник з струмом повертає стрілку компаса; взаємодіють Місяць і Земля, а разом вони взаємодіють з Сонцем; взаємодіють зірки і зоряні системи і т. д. Подібним прикладів немає кінця. Схоже, що в природі існує безліч взаємодій (сил)? Виявляється, немає!
Чотири типу сил. У безмежних просторах Всесвіту, на нашій планеті, в будь-якому речовині, в живих організмах, в атомах, в атомних ядрах і в світі елементарних частинок ми зустрічаємося з проявом всього лише чотирьох типів сил: гравітаційних, електромагнітних, сильних (ядерних) і слабких.
гравітаційні сили, Або сили всесвітнього тяжіння, діють між усіма тілами - все тіла притягуються одне до одного. Але це тяжіння істотно зазвичай лише тоді, коли хоча б одне з взаємодіючих тіл так само велика, як Земля або Місяць. Інакше ці сили настільки малі, що ними можна знехтувати.
електромагнітні сили діють між частинками, що мають електричні заряди. Сфера їх дії особливо велика й різноманітна. В атомах, молекулах, твердих, рідких і газоподібних тілах, живих організмах саме електромагнітні сили є головними. Велика їх роль в атомах.
область дії ядерних сил дуже обмежена. Вони помітні тільки всередині атомних ядер (т. Е. На відстанях порядку 10 -13 см). Вже на відстанях між частинками близько 10 -11 см (в тисячу разів менших розмірів атома - 10 -8 см) вони не виявляються зовсім.
слабкі взаємодії проявляються на ще менших відстанях, порядку 10 -15 см. Вони викликають взаємні перетворення елементарних частинок, визначають радіоактивний розпад ядер, реакції термоядерного синтезу.
Ядерні сили - найпотужніші в природі. Якщо інтенсивність ядерних сил прийняти за одиницю, то інтенсивність електромагнітних сил складе 10 -2, гравітаційних - 10 -40, слабких взаємодій - 10 -16.
Сильні (ядерні) і слабкі взаємодії виявляються на таких малих відстанях, коли закони механіки Ньютона, а з ними разом і поняття механічної сили втрачають сенс.
У механіці ми будемо розглядати тільки гравітаційні й електромагнітні взаємодії.
Сили в механіці. У механіці зазвичай мають справу з трьома видами сил - силами тяжіння, силами пружності і силами тертя.
Сили пружності і тертя мають електромагнітну природу. Ми не будемо тут пояснювати походження цих сил, за допомогою дослідів можна буде з'ясувати умови, при яких виникають ці сили, і висловити їх кількісно.
У природі існують чотири типи взаємодії. У механіці вивчаються гравітаційні сили і два різновиди електромагнітних сил - сили пружності і сили тертя.

Г.Я.Мякішев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотскій, Фізика 10 клас

зміст уроку конспект уроку опорний каркас презентація уроку акселеративного методи інтерактивні технології Практика завдання і вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання дискусійні питання риторичні питання від учнів ілюстрації аудіо-, відео- та мультимедіа фотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти, приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати додатки реферати статті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні і додаткові словник термінів інші Удосконалення підручників та уроків виправлення помилок в підручнику оновлення фрагмента в підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів ідеальні уроки календарний план на рік методичні рекомендації програми обговорення інтегровані уроки

Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку,