December 03 2016 02:27:58
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
Силы в природе
Физические основы механики

Всё многообразие сил в природе можно свести к четырём типам взаимодействий: 1) гравитационному, 2) электромагнитному, 3) ядерному сильному и 4) ядерному слабому.

Два первых взаимодействия относятся к классу дальнодействующих. Ядерные взаимодействия — сильное и слабое — короткодействующие. Они проявляются на расстояниях порядка 10–15 м.

В механике мы встречаемся с силами гравитационного происхождения (сила тяжести, например) и с силами, в основе которых лежит электромагнитное взаимодействие. Это упругие силы и силы трения.

Вопрос о физической природе этих сил пока оставим в стороне и сосредоточимся на количественных законах, связывающих величину сил с различными факторами.

  1. Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. «Инертная» и «гравитационная» массы

Исаак Ньютон так сформулировал открытый им закон всемирного тяготения (XVII век): между двумя любыми материальными точками действуют силы взаимного притяжения, пропорциональные произведению масс этих точек и обратно пропорциональные квадрату расстояния между ними (рис. 3.4):

                    img138.                  (3.7)

Здесь G = 6.65 × 10–11 img139 — гравитационная постоянная.

Это очень малая величина, поэтому два тела, например, равных масс m1 = m2 = m = 1 кг на расстоянии r = 1 м притягиваются друг к другу с силой порядка 10–10 Н!

Вот почему экспериментально в лабораторных условиях проверить закон всемирного тяготения удалось лишь в 1798 году.

Поставил этот уникальный эксперимент замечательный английский физик лорд Кавендиш.

Рис. 3.4

Сила гравитационного притяжения становится заметной, когда хотя бы одно из взаимодействующих тел обладает значительной (огромной) массой — как, например, Земля. Гравитационная сила, действующая в этом случае на тело со стороны Земли, называется силой тяжести (рис. 3.5):

                         img140.                  (3.8)

Здесь RЗ = 6400 км — радиус Земли; h — высота тела над поверхностью.

Рис. 3.5

Эта сила достигает максимального значения на поверхности Земли (h = 0) и убывает по мере увеличения высоты h. При «небольших высотах», то есть когда h « RЗ, силу тяжести можно записать проще, объединив все постоянные величины в одну константу:

          img141,                  (3.10)

где img142= 9.8 img143.

Из полученного результата следует, что g — ускорение, с которым тело падает на поверхность Земли под действием только силы тяжести:

img144.

Такое движение называется свободным падением, а g — ускорением свободного падения.

В законе всемирного тяготения массы взаимодействующих тел являются количественной мерой их свойства притягиваться друг к другу. Совсем не очевидно, что эти массы — «гравитационные» — совпадают с «инертными» массами, которые служат мерой иного свойства тел — их инертности.

На вопрос о соотношении этих масс ответ может дать только эксперимент. К этой экспериментальной задаче в разные годы обращались многие учёные. Среди них Ньютон, Бессель, наш соотечественник Крылов и другие исследователи. Результаты их опытов свидетельствуют о совпадении «инертной» и «гравитационной» масс. В теории относительности этот результат получил статус закона: «закон об эквивалентности инертной и гравитационной масс тела».

  1. Силы трения

Классифицируя силы трения, прежде всего, разделяют сухое и вязкое трение (рис. 3.6).Первое возникает между сухими твёрдыми поверхностями тел, а второе — при движении в вязкой среде, либо при относительном движении тел, разделённых смазочным слоем.

Рис. 3.6

При сухом трении, в свою очередь, различают трение покоя и трение скольжения.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.03 секунд 4,189,996 уникальных посетителей