Биеийн механик хөдөлгөөний үед бие махбодийн үйл явцыг тодорхойлдог хэд хэдэн хууль байдаг.

Физикийн хүчний дараах үндсэн хуулиудыг ялгаж үздэг.

• таталцлын хууль;
• бүх нийтийн таталцлын хууль;
• үрэлтийн хүчний хууль;
• уян хатан хүчний хууль;
• Ньютоны хуулиуд.

Таталцлын хууль

Тайлбар 1

Таталцал нь таталцлын хүчний үйл ажиллагааны нэг илрэл юм.

Таталцлыг гаригийн талаас бие махбодид үйлчилж, таталцлын улмаас хурдатгалыг өгдөг хүч гэж төлөөлдөг.

Чөлөөт уналтыг $mg = G\frac(mM)(r^2)$ хэлбэрээр авч үзэж болох бөгөөд үүнээс бид чөлөөт уналтын хурдатгалын томъёог олж авна.

$g = G\frac(M)(r^2)$.

Таталцлын хүчийг тодорхойлох томъёо дараах байдалтай байна.

$(\overline(F))_g = m\overline(g)$

Таталцал нь тодорхой тархалтын вектортой байдаг. Энэ нь үргэлж босоо доошоо, өөрөөр хэлбэл гаригийн төв рүү чиглэгддэг. Бие нь таталцлын хүчинд байнга өртдөг бөгөөд энэ нь чөлөөт уналтанд ордог гэсэн үг юм.

Таталцлын нөлөөн дор хөдөлгөөний замнал нь дараахь зүйлээс хамаарна.

• объектын анхны хурдны модуль;
• биеийн хурдны чиглэл.

Хүн өдөр бүр энэ физик үзэгдэлтэй тулгардаг.

Таталцлыг $P = mg$ томъёогоор мөн илэрхийлж болно. Таталцлын улмаас хурдасгах үед нэмэлт хэмжигдэхүүнийг харгалзан үздэг.

Хэрэв бид Исаак Ньютоны томъёолсон дэлхийн таталцлын хуулийг авч үзвэл бүх бие тодорхой масстай байдаг. Тэд бие биедээ хүчээр татагддаг. Үүнийг таталцлын хүч гэж нэрлэх болно.

$F = G\frac(m_1m_2)(r^2)$

Энэ хүч нь хоёр биеийн массын үржвэртэй шууд пропорциональ бөгөөд тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ байна.

$G = 6.7\cdot (10)^(-11)\ (H\cdot m^2)/((кг)^2\ )$, энд $G$ нь таталцлын тогтмол бөгөөд олон улсын системийн дагуу байна. SI нь тогтмол утгыг хэмждэг.

Тодорхойлолт 1

Жин гэдэг нь таталцлын хүчин зүйл болсны дараа гаригийн гадаргуу дээр бие махбодид үйлчлэх хүч юм.

Бие нь амарч байгаа эсвэл хэвтээ гадаргуугийн дагуу жигд хөдөлдөг тохиолдолд жин нь байх болно хүчтэй тэнцүүурвалыг дэмжих ба үнэ цэнэ нь хүндийн хүчний хэмжээтэй давхцаж байна:

At жигд хурдасгасан хөдөлгөөнбосоо чиглэлд жин нь хурдатгалын вектор дээр үндэслэн таталцлаас ялгаатай байх болно. Хурдатгалын векторыг эсрэг чиглэлд чиглүүлэх үед хэт ачааллын нөхцөл үүснэ. Бие ба тулгуур нь $a = g$ хурдатгалтай хөдөлж байгаа тохиолдолд жин нь тэгтэй тэнцүү байх болно. Жингүй байдлыг жингүйдэл гэж нэрлэдэг.

Таталцлын талбайн хүчийг дараах байдлаар тооцоолно.

$g = \фрак(F)(м)$

$F$ хэмжигдэхүүн нь $m$ масстай материаллаг цэгт үйлчлэх таталцлын хүч юм.

Биеийг талбайн тодорхой цэг дээр байрлуулна.

$m_1$ ба $m_2$ масстай хоёр материаллаг цэгийн таталцлын харилцан үйлчлэлийн потенциал энерги нь бие биенээсээ $r$ зайд байх ёстой.

Таталцлын талбайн потенциалыг дараах томъёогоор олж болно.

$\varphi = \Pi / m$

Энд $P$ нь боломжит энерги юм материаллаг цэг$m$ масстай. Энэ нь талбайн тодорхой цэг дээр байрладаг.

Үрэлтийн хуулиуд

Тайлбар 2

Үрэлтийн хүч нь хөдөлгөөний үед үүсдэг бөгөөд биеийн гулсалтын эсрэг чиглэгддэг.

Статик үрэлтийн хүч нь пропорциональ байх болно хэвийн урвал. Статик үрэлтийн хүч нь үрэлтийн гадаргуугийн хэлбэр, хэмжээнээс хамаардаггүй. Үрэлтийн статик коэффициент нь үрэлтийн хүчийг үүсгэдэг биетүүдийн материалаас хамаарна. Гэсэн хэдий ч үрэлтийн хуулиудыг тогтвортой, үнэн зөв гэж нэрлэх боломжгүй, учир нь судалгааны үр дүнд янз бүрийн хазайлт ихэвчлэн ажиглагддаг.

Үрэлтийн хүчийг уламжлалт байдлаар бичих нь үрэлтийн коэффициентийг ($\eta$) ашигладаг бөгөөд $N$ нь хэвийн даралтын хүч юм.

Мөн гадаад үрэлт, гулсмал үрэлтийн хүч, гулсах үрэлтийн хүч, наалдамхай үрэлтийн хүч болон бусад төрлийн үрэлтийг ялгадаг.

Уян хатан хүчний хууль

Уян хатан хүч нь биеийн хатуулагтай тэнцүү бөгөөд энэ нь хэв гажилтын хэмжээгээр үрждэг.

$F = k \cdot \Delta l$

Манай уян хатан хүчийг хайх сонгодог хүчний томъёонд биеийн хөшүүн чанар ($k$) ба биеийн хэв гажилт ($\Дельта l$) гэсэн утгууд гол байр эзэлдэг. Хүчний нэгж нь Ньютон (N) юм.

Үүнтэй төстэй томъёо нь хэв гажилтын хамгийн энгийн тохиолдлыг дүрсэлж болно. Үүнийг Hooke-ийн хууль гэж нэрлэдэг. Хэрэв хэн нэгэн оролдвол гэж заасан байдаг хүртээмжтэй байдлаарбиеийг гажуудуулж, уян хатан хүч нь объектын хэлбэрийг анхны хэлбэрт нь буцаах хандлагатай болно.

Үйл явцыг ойлгож, үнэн зөв тайлбарлах физик үзэгдэлнэмэлт ойлголтуудыг нэвтрүүлэх. Уян хатан байдлын коэффициент нь дараахь хамаарлыг харуулдаг.

• материалын шинж чанар;
• бариулын хэмжээ.

Ялангуяа саваа эсвэл хөндлөн огтлолын хэмжээ, уртаас хамаарах хамаарлыг ялгадаг. Дараа нь биеийн уян хатан байдлын коэффициентийг дараах хэлбэрээр бичнэ.

$k = \frac(ES)(L)$

Энэ томъёонд $E$ хэмжигдэхүүн нь эхний төрлийн уян хатан модуль юм. Үүнийг мөн Янгийн модуль гэж нэрлэдэг. Энэ нь тодорхой материалын механик шинж чанарыг илэрхийлдэг.

Шулуун бариулыг тооцоолохдоо Hooke-ийн хуулийг харьцангуй хэлбэрээр бичнэ.

$\Дельта л = \frac(FL)(ES)$

Hooke-ийн хуулийг хэрэглэх нь зөвхөн харьцангуй бага хэв гажилтын хувьд үр дүнтэй байх болно гэж тэмдэглэжээ. Хэрэв пропорциональ байдлын хязгаарын түвшинг давсан бол омог ба хүчдэлийн хоорондын хамаарал шугаман бус болно. Зарим хэвлэл мэдээллийн хэрэгслийн хувьд Hooke-ийн хуулийг жижиг хэв гажилтанд ч хэрэглэх боломжгүй.

Кристиан) - "есөн зэрэглэлийн сахиусан тэнгэрүүдийн" нэг. Псевдо-Дионисиусын ангиллын дагуу ареопагит нь хоёрдугаар гурвалыг бүрдүүлдэг ноёрхол, эрх мэдэлтнүүдийн хамт тавдугаарт ордог.

Их тодорхойлолт

Бүрэн бус тодорхойлолт ↓

ХҮЧ

механик бус, метафизик). Аливаа бүтцэд нэмэлт болох далд шингээлтийн полихрон чиг баримжаа. Субьектив ухамсрын хувьд S. зөвхөн виртуаль байдлаар гарч ирж болно. Зорилгодоо ямар ч хүч байхгүй. S. нь ямагт зүсэх, огтлох шинж тэмдэг, нэг хэсгийг бүхэлд нь тусгаарлах шинж чанарын өөрчлөлт юм.

Тиймээс хүч-цаг-хөдөлгөөний-бүтэц цогцолбор нь үргэлж нэвчих чадварын бүрэн бус байдал, бүхэлдээ ойлгомжгүй байдал, хэсэг ба түүний нэмэлтүүдийн хил дээр өгөгдсөн байдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь С., утгаараа бол хамгийн агуу үзэл баримтлалын орлуулагч юм. Энэ нь орон нутгийн хувьд энд олон хүчин зүйлийн төсөөлөлөөр илэрхийлэгддэг.

Субьект нь энэ эсвэл бусад дотоод сэтгэцийн хүчийг мэдэрдэггүй, гэхдээ хамгийн туйлын эсвэл туйлын тохиолдолд ч гэсэн зөвхөн "хүч" -ийн дарамтыг мэдэрдэг. Эдгээр дарамтыг үйлдэл, нөлөөллийн хэлбэрээр ашиглах нь аливаа шинэ хүчийг нуун дарагдуулдаг.

Бид ердийн үзэгдлээс бодит микро үзэгдэл рүү шилжиж болох боловч ердийн өдөр тутмын болон шинжлэх ухааны үзэмжээс гадуур оршдог, гэхдээ ямар ч төрлийн микро моторт, микрокинестетик байдалд шилжих боломжгүй юм.

Хүчний нөлөөллийн хэмжүүр гэсэн өчүүхэн тодорхойлолтыг эвристикийн хувьд хүлээн зөвшөөрөх боломжгүй юм. Эрчим хүчтэй холбоотой бүх зүйл нь тодорхой өгөгдсөн бүтцээр тодорхойлогддог нэг буюу өөр хоригийн системээр дамжуулан оршихгүйн нээлт болж харагдана. Үүний зэрэгцээ нээлт нь өөрөө тодорхой арга замаар дамждаг. Хэрэв тэдгээр нь эрчим хүчний нээлтийн өгөгдсөн хэлбэр биш бол бүтэц нь ямар ч хүчин чадалтай байж чадахгүй гэсэн асуултад төвөгтэй байдаг. Зарим таамаглалын үнэмлэхүй агшинд ямар ч бүтэц байдаггүй - тэдгээр нь түр зуурын бүтээлүүд бөгөөд үүнээс гадна

мөчлөгийн ирмэг нь идэвхгүй давталт юм.

Их тодорхойлолт

Бүрэн бус тодорхойлолт ↓

1. Хүч чадал- вектор физик хэмжигдэхүүн , энэ нь тухайн зүйлд үзүүлэх нөлөөллийн эрч хүчийг илэрхийлдэг хэмжүүр юмбие бусад байгууллага, түүнчлэнталбайнууд Массивт хавсаргасан Бие дэх хүч нь түүний өөрчлөлтийн шалтгаан юмхурд эсвэл түүнд тохиолдсон явдалхэв гажилт ба стресс.

Хүчийг вектор хэмжигдэхүүн болгон тодорхойлдог модуль, чиглэлТэгээд програмын "цэг"хүч чадал. Сүүлчийн параметрээр физикийн вектор болох хүчний тухай ойлголт нь вектор алгебр дахь векторын тухай ойлголтоос ялгаатай бөгөөд тэдгээрийн хэрэглээний цэгээс үл хамааран хэмжээ, чиглэлийн хувьд тэнцүү векторуудыг ижил вектор гэж үздэг. Физикийн хувьд эдгээр векторуудыг чөлөөт векторууд гэж нэрлэдэг. Механикийн хувьд хосолсон векторуудын санаа нь маш түгээмэл бөгөөд эхлэл нь орон зайн тодорхой цэг дээр тогтсон эсвэл векторын чиглэлийг үргэлжлүүлэх шугам дээр байрладаг (гулсах векторууд).

Үзэл баримтлалыг бас ашигладаг хүчний шугам, Хүчийг чиглүүлж буй хүчний хэрэглээний цэгийг дайран өнгөрөх шулуун шугамыг тэмдэглэнэ.

Ньютоны 2-р хуульд инерцийн лавлагааны системд материаллаг цэгийн хурдатгал нь биед үйлчлэх бүх хүчний үр дагавартай давхцаж, хэмжээ нь тухайн хүчний хэмжээтэй шууд пропорциональ, масстай урвуу пропорциональ байна. материаллаг цэг. Эсвэл материаллаг цэгийн импульсийн өөрчлөлтийн хурд нь хэрэглэсэн хүчтэй тэнцүү байна.

Хязгаарлагдмал хэмжээтэй биед хүч хэрэглэх үед түүний дотор механик стресс үүсч, хэв гажилт дагалддаг.

Бөөмийн физикийн стандарт загварын үүднээс авч үзвэл үндсэн харилцан үйлчлэлийг (таталцлын, сул, цахилгаан соронзон, хүчтэй) хэмжигч бозон гэж нэрлэгддэг солилцоогоор гүйцэтгэдэг. Өндөр энергийн физикийн туршилтууд 70-80-аад онд хийгдсэн. XX зуун сул ба цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь илүү суурь цахилгаан сул харилцан үйлчлэлийн илрэл гэсэн таамаглалыг баталсан.

Хүчний хэмжээ нь LMT −2, Олон улсын нэгжийн систем (SI) дахь хэмжүүр нь Ньютон (N, N), GHS системд dyne юм.

2. Ньютоны анхны хууль.

Ньютоны анхны хуульд биетүүд амарч, дүрэмт хувцастай байдаг жишиг тогтолцоо байдаг гэж заасан байдаг шулуун хөдөлгөөнбусад байгууллагаас тэдэнд ямар нэгэн арга хэмжээ аваагүй эсвэл эдгээр нөлөөллийг харилцан нөхөх тохиолдолд. Ийм лавлагаа системийг инерциал гэж нэрлэдэг. Ньютон асар том биет бүр тухайн объектын хөдөлгөөний "байгалийн төлөв"-ийг тодорхойлдог тодорхой инерцийн нөөцтэй байдаг гэж санал болгосон. Энэ санаа нь амралтыг объектын "байгалийн байдал" гэж үздэг Аристотелийн үзлийг үгүйсгэдэг. Ньютоны анхны хууль нь Аристотелийн физиктэй зөрчилддөг бөгөөд үүний нэг заалт нь зөвхөн хүчний нөлөөгөөр бие тогтмол хурдтай хөдөлж чадна гэсэн заалт юм. Ньютоны механикт жишиг амралтын инерцийн систем дэх жигд шулуун хөдөлгөөнөөс физикийн хувьд ялгах боломжгүй байдаг нь Галилеогийн харьцангуйн зарчмын үндэслэл юм. Олон тооны биетүүдийн аль нь "хөдөлгөөнтэй", аль нь "амралттай" байгааг тодорхойлох нь үндсэндээ боломжгүй юм. Хөдөлгөөний тухай бид зөвхөн зарим лавлах системтэй харьцуулахад л ярьж болно. Механикийн хуулиуд нь бүх инерциал тооллын системд адилхан хангагдана, өөрөөр хэлбэл тэд бүгд механикийн хувьд тэнцүү байна. Сүүлийнх нь Галилейн өөрчлөлт гэж нэрлэгддэг өөрчлөлтөөс үүдэлтэй.

3. Ньютоны хоёр дахь хууль.

Ньютоны хоёрдахь хууль нь орчин үеийн томъёололд ингэж сонсогддог: инерциал тооллын системд материаллаг цэгийн импульсийн өөрчлөлтийн хурд нь энэ цэг дээр ажиллаж буй бүх хүчний векторын нийлбэртэй тэнцүү байна.

материаллаг цэгийн импульс хаана байна, материаллаг цэгт үйлчлэх нийт хүч. Ньютоны хоёр дахь хуульд тэнцвэргүй хүчний үйл ажиллагаа нь материаллаг цэгийн импульсийн өөрчлөлтөд хүргэдэг гэж заасан.

Импульсийн тодорхойлолтоор:

масс хаана байна, хурд байна.

Сонгодог механикийн хувьд гэрлийн хурдаас хамаагүй бага хурдтай үед материалын цэгийн массыг өөрчлөгдөөгүй гэж үздэг бөгөөд энэ нь дараахь нөхцөлд дифференциал тэмдэгээс хасах боломжийг олгодог.

Цэгийн хурдатгалын тодорхойлолтыг харгалзан Ньютоны хоёр дахь хууль дараах хэлбэртэй байна.

Энэ нь "физикийн хоёр дахь хамгийн алдартай томьёо" гэж тооцогддог боловч Ньютон өөрөө хоёр дахь хуулиа ийм хэлбэрээр хэзээ ч тодорхой бичиж байгаагүй. Хуулийн энэ хэлбэрийг анх удаа К.Маклаурин, Л.Эйлер нарын бүтээлээс олж болно.

Аливаа инерцийн лавлагааны системд биеийн хурдатгал нь ижил бөгөөд нэг хүрээнээс нөгөөд шилжихэд өөрчлөгддөггүй тул хүч нь ийм шилжилтийн хувьд өөрчлөгддөггүй.

Байгалийн бүх үзэгдэлд хүч, таны гарал үүсэлээс үл хамааран, зөвхөн механик утгаараа илэрдэг, өөрөөр хэлбэл инерцийн координатын систем дэх биеийн жигд ба шулуун хөдөлгөөнийг зөрчих шалтгаан болдог. Эсрэг мэдэгдэл, өөрөөр хэлбэл, ийм хөдөлгөөний баримтыг тогтоох нь биед үйлчилж буй хүч байхгүй гэдгийг илтгэдэггүй, гэхдээ зөвхөн эдгээр хүчний үйлдэл нь харилцан тэнцвэртэй байгааг харуулж байна. Үгүй бол: тэдгээрийн векторын нийлбэр нь тэгтэй тэнцүү модультай вектор юм. Энэ нь хэмжээ нь мэдэгдэж байгаа хүчээр нөхөн олгогдсон хүчний хэмжээг хэмжих үндэс юм.

Ньютоны хоёр дахь хууль нь хүчний хэмжээг хэмжих боломжийг бидэнд олгодог. Жишээлбэл, гаригийн масс болон тойрог замд шилжих үед төв рүү чиглэсэн хурдатгалын талаархи мэдлэг нь энэ гараг дээр нарнаас үйлчлэх таталцлын хүчний хэмжээг тооцоолох боломжийг олгодог.

4.Ньютоны гуравдахь хууль.

Дурын хоёр биетийн хувьд (тэдгээрийг 1-р бие, 2-р бие гэж нэрлэе) Ньютоны 3-р хуульд 1-р биеийн 2-р биед үйлчлэх хүч нь биетэд үйлчилдэг хэмжээтэй тэнцүү боловч эсрэг чиглэлтэй хүч дагалддаг гэж заасан байдаг. 1-ээс 2. Математикийн хувьд хууль ингэж бичигдсэн:

Энэ хууль нь хүч нь үргэлж үйлдэл ба урвалын хос хэлбэрээр үүсдэг гэсэн үг юм. Хэрэв 1-р бие ба 2-р бие нь нэг системд байгаа бол эдгээр биетүүдийн харилцан үйлчлэлийн улмаас систем дэх нийт хүч тэг болно.

Энэ нь хаалттай системд тэнцвэргүй байдал байхгүй гэсэн үг юм дотоод хүч. Энэ нь хаалттай системийн массын төв (өөрөөр хэлбэл гадны хүчний нөлөөнд автдаггүй) хурдатгалтай хөдөлж чадахгүйд хүргэдэг. Системийн бие даасан хэсгүүд хурдасч болно, гэхдээ зөвхөн систем бүхэлдээ тайван байдалд эсвэл жигд шугаман хөдөлгөөнд хэвээр байх ёстой. Гэсэн хэдий ч, хэрэв гадны хүчнүүд системд үйлчилбэл түүний массын төв нь гаднах үүслийн хүчинтэй пропорциональ, системийн масстай урвуу пропорциональ хурдатгалтайгаар хөдөлж эхэлнэ.

5. Хүндийн хүч.

Таталцал ( хүндийн хүч) - аливаа төрлийн матери хоорондын бүх нийтийн харилцан үйлчлэл. Сонгодог механикийн хүрээнд үүнийг Исаак Ньютон "Байгалийн философийн математикийн зарчмууд" бүтээлдээ томъёолсон бүх нийтийн таталцлын хуулиар тодорхойлсон байдаг. Ньютон сар дэлхийг тойрон хөдөлж буй хурдатгалын хэмжээг олж авсан бөгөөд түүний тооцоололд таталцлын хүч нь таталцагч биеэс хүрэх зайны квадраттай урвуу хамааралтайгаар буурдаг гэж үзжээ. Нэмж дурдахад тэрээр нэг биеийг нөгөө бие рүү татахаас үүдэлтэй хурдатгал нь эдгээр биеийн массын үржвэртэй пропорциональ байгааг тогтоожээ. Эдгээр хоёр дүгнэлтэд үндэслэн таталцлын хуулийг томъёолсон: аливаа материалын бөөмс нь массын үржвэртэй ( ба ) шууд пропорциональ ба тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ хүчээр бие бие рүүгээ татагддаг.

Энд таталцлын тогтмол хэмжигдэхүүн байгаа бөгөөд түүний утгыг анх Генри Кавендиш өөрийн туршилтаар олж авсан байна. Энэ хуулийг ашигласнаар та дурын хэлбэрийн биетүүдийн таталцлын хүчийг тооцоолох томъёог авч болно. Ньютоны таталцлын онол гаригуудын хөдөлгөөнийг маш сайн дүрсэлсэн байдаг нарны системболон бусад олон селестиел биетүүд. Гэсэн хэдий ч харьцангуйн онолтой зөрчилддөг алсын зайн үйл ажиллагааны үзэл баримтлалд тулгуурладаг. Тиймээс гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдтай хөдөлж буй биетүүдийн хөдөлгөөн, хэт их биетүүдийн (жишээлбэл, хар нүх) таталцлын талбар, түүнчлэн тэдгээрийн үүсгэсэн хувьсах таталцлын талбаруудыг тайлбарлахад таталцлын сонгодог онол хэрэглэх боломжгүй юм. тэдгээрээс хол зайд хөдөлж буй биетүүд.

Таталцлын илүү ерөнхий онол бол Альберт Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онол юм. Үүнд таталцал нь жишиг хүрээнээс үл хамааран өөрчлөгддөггүй хүчээр тодорхойлогддоггүй. Харин таталцлын талбар дахь биетүүдийн чөлөөт хөдөлгөөнийг ажиглагч гурван хэмжээст орон зай-цагт хувьсах хурдтай муруй траекторын дагуух хөдөлгөөн гэж ойлгодог бол дөрвөн хэмжээст орон зай-цаг хугацааны муруй дотор геодезийн шугамын дагуух инерцийн хөдөлгөөн гэж үздэг. , өөр өөр цэгүүдэд цаг хугацаа өөр өөр урсдаг. Түүгээр ч зогсохгүй энэ шугам нь нэг талаараа "хамгийн шууд" юм - энэ нь тухайн биеийн орон зай-цаг хугацааны хоёр байрлалын хоорондох орон зай-цаг хугацааны интервал (зохих хугацаа) хамгийн их байдаг. Орон зайн муруйлт нь биеийн массаас гадна системд байгаа бүх төрлийн энергиээс хамаарна.

6.Электростатик орон (хөдөлгөөнгүй цэнэгийн талбар).

Ньютоны дараа физикийн хөгжилд гурван үндсэн хэмжигдэхүүн (урт, масс, цаг) нэмсэн. цахилгаан цэнэгхэмжээстэй C. Гэсэн хэдий ч практикийн шаардлагад үндэслэн тэд цэнэгийн нэгжийг бус харин цахилгаан гүйдлийн нэгжийг хэмжилтийн үндсэн нэгж болгон ашиглаж эхэлсэн. Тиймээс SI системд үндсэн нэгж нь ампер, цэнэгийн нэгж болох кулон нь түүний дериватив юм.

Цэнэг нь түүнийг тээж буй биеэс үл хамааран оршдоггүй тул биетүүдийн цахилгаан харилцан үйлчлэл нь механикт үздэг ижил хүчний хэлбэрээр илэрдэг бөгөөд энэ нь хурдатгалын шалтгаан болдог. Вакуумд байрладаг хоёр цэгийн цэнэгийн цахилгаан статик харилцан үйлчлэлийн хувьд Кулоны хуулийг ашигладаг. SI системд тохирох хэлбэрээр энэ нь дараах байдалтай байна.

Үүнд: 1 цэнэг 2-р цэнэгт үйлчлэх хүч, 1-р цэнэгээс 2-р цэнэг рүү чиглэсэн вектор ба цэнэгийн хоорондох зайтай тэнцүү ба цахилгаан тогтмол нь ≈ 8.854187817 10 −12 F/m-тэй тэнцүү байна. . Цэнэгүүдийг нэгэн төрлийн болон изотроп орчинд байрлуулах үед харилцан үйлчлэлийн хүч ε дахин буурдаг ба ε нь орчны диэлектрик тогтмол юм.

Хүч нь цэгийн цэнэгийг холбосон шугамын дагуу чиглэнэ. Графикийн хувьд электростатик талбарыг ихэвчлэн массгүй цэнэглэгдсэн бөөмс хөдөлдөг төсөөллийн траекторууд болох хүчний шугамын зураг хэлбэрээр дүрсэлдэг. Эдгээр мөрүүд нэгээс эхэлж, өөр цэнэгээр дуусдаг.

7.Цахилгаан соронзон орон (тогтмол гүйдлийн талбар).

Оршихуй соронзон оронДундад зууны үед Хятадууд "хайрын чулуу" - соронзыг соронзон луужингийн загвар болгон ашигладаг байсан. Графикаар соронзон орныг ихэвчлэн битүү хүчний шугам хэлбэрээр дүрсэлдэг бөгөөд түүний нягтрал нь (электростатик талбайн хувьд) түүний эрчмийг тодорхойлдог. Түүхэнд соронзон орныг дүрслэн харуулах арга бол соронз дээр байрлуулсан цаасан дээр төмрийн үртэс цацах явдал байв.

Оерстед дамжуулагчаар урсах гүйдэл нь соронзон зүүний хазайлт үүсгэдэг болохыг тогтоожээ.

Фарадей гүйдэл дамжуулагчийн эргэн тойронд соронзон орон үүсдэг гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн.

Ампер физикт хүлээн зөвшөөрөгдсөн таамаглалыг дэвшүүлж, соронзон орон үүсэх үйл явцын загвар болох бөгөөд энэ нь байгалийн болон өдөөгдсөн соронзлолын нөлөөг хангадаг бичил харуурын хаалттай гүйдлийн материалаас бүрддэг.

Ампер вакуумд байрлах лавлагааны системд цэнэг нь хөдөлж, өөрөөр хэлбэл цахилгаан гүйдэл шиг ажилладаг, соронзон орон үүсдэг бөгөөд түүний эрчмийг соронзон индукцийн вектороор тодорхойлдог болохыг тогтоожээ. чиглэлийн цэнэгийн хөдөлгөөнд перпендикуляр байрладаг хавтгай.

Соронзон индукцийн хэмжилтийн нэгж нь тесла: 1 Т = 1 Т кг с −2 А −2
Асуудлыг Ampere тоон хувьд шийдэж, хоёр зэрэгцээ дамжуулагчийн тэдгээрийн дундуур урсах гүйдэлтэй харилцан үйлчлэх хүчийг хэмжсэн. Дамжуулагчдын нэг нь эргэн тойронд соронзон орон үүсгэсэн, хоёр дахь нь соронзон индукцийн векторын модулийг тодорхойлох боломжтой гүйдлийн аль ба хэмжээг мэдэж, хэмжигдэхүйц хүчээр ойртож эсвэл холдох замаар энэ талбарт хариу үйлдэл үзүүлэв.

Бие биетэйгээ харьцангуй хөдөлгөөнгүй цахилгаан цэнэгүүдийн хоорондын хүчний харилцан үйлчлэлийг Кулоны хуулиар тодорхойлсон. Гэсэн хэдий ч өөр хоорондоо харьцангуй хөдөлгөөнд байгаа цэнэгүүд нь соронзон орон үүсгэдэг бөгөөд үүгээр дамжуулан цэнэгийн хөдөлгөөнөөс үүссэн гүйдэл нь ерөнхийдөө хүчний харилцан үйлчлэлийн төлөвт ордог.

Цэнэгүүдийн харьцангуй хөдөлгөөний үед үүсэх хүч ба тэдгээрийн хөдөлгөөнгүй байрлалын хоорондох үндсэн ялгаа нь эдгээр хүчний геометрийн ялгаа юм. Электростатикийн хувьд хоёр цэнэгийн харилцан үйлчлэлийн хүч нь тэдгээрийг холбосон шугамын дагуу чиглэгддэг. Тиймээс асуудлын геометр нь хоёр хэмжээст бөгөөд энэ шугамыг дайран өнгөрөх хавтгайд авч үзэх болно.

Гүйдлийн хувьд гүйдлийн улмаас үүссэн соронзон орныг тодорхойлдог хүч нь гүйдэлтэй перпендикуляр хавтгайд байрладаг. Тиймээс үзэгдлийн зураг гурван хэмжээст болдог. Эхний гүйдлийн хязгааргүй жижиг элементээс үүссэн соронзон орон нь хоёр дахь гүйдлийн ижил элементтэй харилцан үйлчилж, ерөнхийдөө түүнд үйлчлэх хүчийг үүсгэдэг. Түүнээс гадна хоёр гүйдлийн хувьд энэ зураг нь гүйдлийн дугаарлалт нь дур зоргоороо байдаг гэсэн утгаараа бүрэн тэгш хэмтэй байдаг.

Шууд цахилгаан гүйдлийг стандартчилахад гүйдлийн харилцан үйлчлэлийн хуулийг ашигладаг.

8. Хүчтэй харилцан үйлчлэл.

Хүчтэй хүч нь адрон ба кваркуудын хоорондох богино зайн үндсэн харилцан үйлчлэл юм. Атомын цөмд хүчтэй хүч нь нуклон (протон ба нейтрон) хооронд пи мезон солилцох замаар эерэг цэнэгтэй (цахилгаан статик түлхэлттэй) протонуудыг нэгтгэдэг. Пи мезонууд нь маш богино хугацаатай байдаг бөгөөд тэдгээрийн ашиглалтын хугацаа нь зөвхөн цөмийн радиус доторх цөмийн хүчийг хангахад хангалттай байдаг тул цөмийн хүчийг богино зай гэж нэрлэдэг. Нейтроны тоо нэмэгдэх нь цөмийг "шингэрүүлж", электростатик хүчийг бууруулж, цөмийн хүчийг нэмэгдүүлдэг боловч их хэмжээгээрнейтронууд өөрсдөө фермионууд болох Паули зарчмын улмаас түлхэлтийг мэдэрч эхэлдэг. Түүнчлэн, нуклонууд хэт ойртох үед W бозоны солилцоо эхэлж, түлхэлт үүсгэдэг бөгөөд үүний ачаар атомын цөмүүд "нурдаггүй".

Адронуудын дотор хүчтэй харилцан үйлчлэл нь адроныг бүрдүүлэгч хэсгүүд болох кваркуудыг нэгтгэдэг. Хүчтэй талбайн квантууд нь глюонууд юм. Кварк бүр гурван "өнгөт" цэнэгийн аль нэгтэй бөгөөд глюон бүр нь "өнгө" - "эсрэг өнгө" хосоос бүрдэнэ. Глюонууд нь кваркуудыг холбодог. "хоригдох" тул чөлөөт кваркууд одоогоор туршилтанд ажиглагдаагүй байна. Кваркууд бие биенээсээ холдох тусам глюоны бондын энерги нэмэгдэж, цөмийн харилцан үйлчлэлийнх шиг багасдаггүй. Маш их энерги зарцуулснаар (хурдасгуурт адронуудтай мөргөлдөх замаар) та кварк-глюоны холбоог тасалж чадна, гэхдээ тэр үед шинэ адронуудын тийрэлтэт урсгал гарч ирдэг. Гэсэн хэдий ч чөлөөт кваркууд орон зайд байж болно: хэрвээ зарим кварк Их тэсрэлтийн үед хоригдохоос зайлсхийж чадсан бол харгалзах антикваркаар устах эсвэл ийм кваркийн хувьд өнгөгүй адрон болж хувирах магадлал маш бага байна.

9. Сул харилцан үйлчлэл.

Сул харилцан үйлчлэл нь богино хугацааны үндсэн харилцан үйлчлэл юм. Хүрээ 10 −18 Орон зайн урвуу болон цэнэгийн коньюгацийн хослолын хувьд тэгш хэмтэй. Бүх үндсэн элементүүд сул харилцан үйлчлэлд оролцдог.фермионууд (лептонуудТэгээд кваркууд). Энэ бол цорын ганц харилцан үйлчлэл юмнейтрино(дурдах хэрэггүй хүндийн хүч, ач холбогдол багатай лабораторийн нөхцөл), энэ нь эдгээр бөөмсийн асар их нэвтрэх чадварыг тайлбарладаг. Сул харилцан үйлчлэл нь лептон, кварк ба тэдгээрийнэсрэг бөөмссолилцох эрчим хүч, масс, цахилгаан цэнэгТэгээд квант тоо- өөрөөр хэлбэл бие биедээ хувирна. Үүний нэг илрэл ньбета задрал.

Хүчийг вектор хэмжигдэхүүн болгон тодорхойлдог модуль , чиглэлТэгээд програмын "цэг"хүч чадал. Сүүлчийн параметрээр физикийн вектор болох хүчний тухай ойлголт нь вектор алгебр дахь векторын тухай ойлголтоос ялгаатай бөгөөд тэдгээрийн хэрэглээний цэгээс үл хамааран хэмжээ, чиглэлийн хувьд тэнцүү векторуудыг ижил вектор гэж үздэг. Физикийн хувьд эдгээр векторуудыг чөлөөт векторууд гэж нэрлэдэг. (гулсах векторууд). .

Үзэл баримтлалыг бас ашигладаг хүчний шугам, Хүчийг чиглүүлж буй хүчний хэрэглээний цэгийг дайран өнгөрөх шулуун шугамыг тэмдэглэнэ.

Хүчний хэмжээс нь LMT −2, Олон улсын нэгжийн систем (SI) дахь хэмжлийн нэгж нь Ньютон (N, N), CGS системд dyne юм.

Үзэл баримтлалын түүх

Хүчний тухай ойлголтыг эртний эрдэмтэд статик ба хөдөлгөөний талаархи бүтээлдээ ашигласан. Тэрээр 3-р зуунд энгийн механизмыг бүтээх явцад хүчийг судалжээ. МЭӨ д. Архимед. Аристотелийн үндсэн зөрчилтэй хүчний тухай санаанууд хэдэн зууны турш үргэлжилсэн. Эдгээр зөрүүг 17-р зуунд арилгасан. Исаак Ньютон, хүчийг дүрслэх математикийн аргыг ашигласан. Ньютоны механикууд бараг гурван зуун жилийн турш нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн хэвээр байв. 20-р зууны эхэн үе гэхэд. Альберт Эйнштейн харьцангуйн онолдоо Ньютоны механик нь хөдөлгөөний харьцангуй бага хурд ба систем дэх биеийн массын хувьд зөв болохыг харуулж, улмаар кинематик ба динамикийн үндсэн зарчмуудыг тодруулж, орон зай-цаг хугацааны зарим шинэ шинж чанарыг тодорхойлсон.

Ньютоны механик

Исаак Ньютон биетүүдийн хөдөлгөөнийг инерци ба хүч гэсэн ойлголтуудыг ашиглан дүрслэхийг зорьсон. Үүнийг хийснээр тэрээр бүх механик хөдөлгөөн нь ерөнхий хадгалалтын хуулиудад захирагддаг гэдгийг нэгэн зэрэг тогтоосон. Ньютонд тэрээр сонгодог механикийн гурван үндсэн хуулийг (Ньютоны алдартай хуулиуд) тодорхойлсон алдарт бүтээлээ хэвлүүлсэн.

Ньютоны анхны хууль

Жишээлбэл, ачааны машин замын шулуун хэсгээр тогтмол хурдтай явж, хөдөлгөөнгүй зогсож байх үед механикийн хууль яг адилхан явагддаг. Хүн ачааны машин жигд, шулуун явж байгаа эсэхээс үл хамааран бөмбөгийг босоогоор дээш шидээд хэсэг хугацааны дараа нэг газар барьж чадна. Түүний хувьд бөмбөг шулуун шугамаар нисдэг. Гэсэн хэдий ч газар дээрх хөндлөнгийн ажиглагчийн хувьд бөмбөгний зам нь парабола шиг харагдаж байна. Энэ нь нислэгийн үеэр бөмбөг нь зөвхөн босоо чиглэлд төдийгүй ачааны машины хөдөлгөөний чиглэлд инерцийн дагуу хэвтээ чиглэлд хөдөлдөгтэй холбоотой юм. Ачааны машины ард сууж байгаа хүнд ачааны машин зам дээр явж байгаа эсэх нь хамаагүй дэлхийачааны машин зогсож байхад эсрэг чиглэлд тогтмол хурдтайгаар хөдөлдөг. Тиймээс амрах байдал ба жигд шулуун хөдөлгөөн нь бие биенээсээ бие махбодийн хувьд ялгаатай байдаг.

Ньютоны хоёр дахь хууль

Импульсийн тодорхойлолтоор:

масс хаана байна, хурд байна.

Хэрэв материаллаг цэгийн масс өөрчлөгдөхгүй байвал массын цаг хугацааны дериватив тэг байх ба тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй болно.

Ньютоны гурав дахь хууль

Дурын хоёр биетийн хувьд (тэдгээрийг 1-р бие, 2-р бие гэж нэрлэе) Ньютоны 3-р хуульд 1-р биеийн 2-р биед үйлчлэх хүч нь том хэмжээтэй тэнцүү боловч эсрэг чиглэлд бие махбодид үйлчлэх хүч дагалддаг гэж заасан байдаг. 1-ээс 2. Математикийн хувьд хуулийг ингэж бичжээ.

Энэ хууль нь хүч нь үргэлж үйлдэл ба урвалын хос хэлбэрээр үүсдэг гэсэн үг юм. Хэрэв 1-р бие ба 2-р бие нь нэг системд байгаа бол эдгээр биетүүдийн харилцан үйлчлэлийн улмаас систем дэх нийт хүч тэг болно.

Энэ нь хаалттай системд тэнцвэргүй дотоод хүч байхгүй гэсэн үг юм. Энэ нь хаалттай системийн массын төв (өөрөөр хэлбэл гадны хүчний нөлөөнд автдаггүй) хурдатгалтай хөдөлж чадахгүйд хүргэдэг. Системийн бие даасан хэсгүүд хурдасч болно, гэхдээ зөвхөн систем бүхэлдээ тайван байдалд эсвэл жигд шугаман хөдөлгөөнд хэвээр байх ёстой. Гэсэн хэдий ч, хэрэв гадны хүчнүүд системд үйлчилбэл түүний массын төв нь гаднах үүслийн хүчинтэй пропорциональ, системийн масстай урвуу пропорциональ хурдатгалтайгаар хөдөлж эхэлнэ.

Үндсэн харилцан үйлчлэл

Байгалийн бүх хүч нь дөрвөн төрлийн үндсэн харилцан үйлчлэлд суурилдаг. Хамгийн дээд хурдбүх төрлийн харилцан үйлчлэлийн тархалт нь вакуум дахь гэрлийн хурдтай тэнцүү байна. Цахилгаан соронзон хүч нь цахилгаанаар цэнэглэгдсэн биетүүдийн хооронд, таталцлын хүч нь асар том биетүүдийн хооронд үйлчилдэг. Хүчтэй ба сул нь зөвхөн маш богино зайд харагддаг бөгөөд тэдгээр нь атомын цөмүүдээс бүрддэг нуклонуудыг оролцуулан субатомын бөөмсүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэлийг бий болгох үүрэгтэй.

Хүчтэй ба сул харилцан үйлчлэлийн эрчмийг хэмждэг эрчим хүчний нэгжүүд(электрон вольт), үгүй хүчний нэгж, тиймээс тэдэнд "хүч" гэсэн нэр томъёог хэрэглэх нь хүрээлэн буй ертөнцийн аливаа үзэгдлийг үзэгдэл тус бүрийн өвөрмөц "хүч"-ийн үйлдлээр тайлбарлах эртний үеэс авч ирсэн уламжлалаар тайлбарлагддаг.

Хүчний тухай ойлголтыг атомын доорх ертөнцийн үзэгдэлд хэрэглэх боломжгүй. Энэ бол сонгодог физикийн арсеналаас (зөвхөн далд ухамсартай байсан ч гэсэн) хол зайд үйлчилдэг хүчний талаархи Ньютоны санаатай холбоотой ойлголт юм. Субатомын физикт ийм хүч байхаа больсон: тэдгээрийг талбараар дамждаг бөөмс, өөрөөр хэлбэл бусад хэсгүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэлээр сольсон. Тиймээс өндөр энергийн физикчид энэ үгийг хэрэглэхээс зайлсхийдэг хүч, үгээр солих харилцан үйлчлэл.

Харилцааны төрөл бүр нь харгалзах харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгчдийн солилцооноос үүдэлтэй: таталцлын - гравитонуудын солилцоо (орших нь туршилтаар батлагдаагүй), цахилгаан соронзон - виртуал фотон, сул - вектор бозон, хүчтэй - глюон (мөн хол зайд - мезон) . Одоогийн байдлаар цахилгаан соронзон ба сул хүчийг илүү үндсэн цахилгаан сул хүч болгон нэгтгэж байна. Дөрвөн үндсэн харилцан үйлчлэлийг нэг болгон нэгтгэх оролдлого хийгдэж байна (том нэгдсэн онол гэж нэрлэдэг).

Байгаль дээр илэрдэг бүх олон янзын хүчийг зарчмын хувьд эдгээр дөрвөн үндсэн харилцан үйлчлэлд бууруулж болно. Жишээлбэл, үрэлт нь хоёр холбоо барих гадаргуугийн атомуудын хооронд үйлчилдэг цахилгаан соронзон хүчний илрэл бөгөөд атомуудыг бие биенийхээ талбайд нэвтрэн орохоос сэргийлдэг Паули хасалтын зарчим юм. Хукийн хуулиар тодорхойлсон пүршний хэв гажилтаас үүсэх хүч нь мөн бөөмс хоорондын цахилгаан соронзон хүч ба Паули ялгах зарчмын үр дүн бөгөөд бодисын талст торны атомуудыг тэнцвэрийн байрлалд ойртуулахаас өөр аргагүй болдог. .

Гэсэн хэдий ч практик дээр энэ нь зөвхөн зохисгүй төдийгүй асуудлын нөхцөлд, хүчний үйл ажиллагааны асуудлыг ийм нарийвчлан авч үзэх боломжгүй юм.

Таталцал

Таталцал ( хүндийн хүч) - аливаа төрлийн матери хоорондын бүх нийтийн харилцан үйлчлэл. Сонгодог механикийн хүрээнд үүнийг Исаак Ньютон "Байгалийн философийн математикийн зарчмууд" бүтээлдээ томъёолсон бүх нийтийн таталцлын хуулиар тодорхойлсон байдаг. Ньютон таталцлын хүч нь таталцлын биетээс зайны квадраттай урвуу харьцаагаар буурдаг гэж тооцоолж, сар дэлхийг тойрон хөдөлж буй хурдатгалын хэмжээг олж авсан. Нэмж дурдахад тэрээр нэг биеийг нөгөө бие рүү татахаас үүдэлтэй хурдатгал нь эдгээр биеийн массын үржвэртэй пропорциональ байгааг тогтоожээ. Эдгээр хоёр дүгнэлтэд үндэслэн таталцлын хуулийг томъёолсон: аливаа материалын бөөмс нь массын үржвэртэй ( ба ) шууд пропорциональ ба тэдгээрийн хоорондох зайны квадраттай урвуу пропорциональ хүчээр бие бие рүүгээ татагддаг.

Энд таталцлын тогтмол хэмжигдэхүүн байгаа бөгөөд түүний утгыг анх Генри Кавендиш өөрийн туршилтаар олж авсан байна. Энэ хуулийг ашигласнаар та дурын хэлбэрийн биетүүдийн таталцлын хүчийг тооцоолох томъёог авч болно. Ньютоны таталцлын онол нь нарны аймгийн гаригууд болон бусад олон селестиел биетүүдийн хөдөлгөөнийг маш сайн дүрсэлсэн байдаг. Гэсэн хэдий ч харьцангуйн онолтой зөрчилддөг алсын зайн үйл ажиллагааны үзэл баримтлалд тулгуурладаг. Тиймээс гэрлийн хурдтай ойролцоо хурдтай хөдөлж буй биетүүдийн хөдөлгөөн, хэт их биетүүдийн (жишээлбэл, хар нүх) таталцлын талбар, түүнчлэн тэдгээрийн үүсгэсэн хувьсах таталцлын талбаруудыг тайлбарлахад таталцлын сонгодог онол хэрэглэх боломжгүй юм. тэдгээрээс хол зайд хөдөлж буй биетүүд.

Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл

Цахилгаан статик орон (хөдөлгөөнгүй цэнэгийн талбар)

Ньютоны дараа физикийн хөгжил нь үндсэн гурван хэмжигдэхүүнд (урт, масс, цаг хугацаа) C хэмжигдэхүүнтэй цахилгаан цэнэгийг нэмсэн. Гэсэн хэдий ч хэмжилтийн тав тухтай байдалд суурилсан практик шаардлагад үндэслэн I хэмжигдэхүүнтэй цахилгаан гүйдлийг цэнэгийн оронд ихэвчлэн ашигладаг байсан. , ба I = CТ − 1 . Цэнэгийн хэмжээг хэмжих нэгж нь кулон, гүйдлийн нэгж нь ампер юм.

Цэнэг нь түүнийг тээж буй биеэс үл хамааран оршдоггүй тул биетүүдийн цахилгаан харилцан үйлчлэл нь механикт үздэг ижил хүчний хэлбэрээр илэрдэг бөгөөд энэ нь хурдатгалын шалтгаан болдог. Вакуум дахь хоёр "цэг цэнэгийн" цахилгаан статик харилцан үйлчлэлийн хувьд Кулоны хуулийг ашигладаг.

цэнэгийн хоорондох зай хаана байна, ε 0 ≈ 8.854187817·10 −12 F/m. Энэ систем дэх нэгэн төрлийн (изотроп) бодисын харилцан үйлчлэлийн хүч ε дахин буурдаг бөгөөд ε нь орчны диэлектрик тогтмол юм.

Хүчний чиглэл нь цэгийн цэнэгийг холбосон шугамтай давхцдаг. Графикийн хувьд электростатик талбарыг ихэвчлэн массгүй цэнэглэгдсэн бөөмс хөдөлдөг төсөөллийн траекторууд болох хүчний шугамын зураг хэлбэрээр дүрсэлдэг. Эдгээр шугамууд нь нэг цэнэглэлтээр эхэлж, нөгөө цэнэгээр дуусдаг.

Цахилгаан соронзон орон (шууд гүйдлийн талбар)

Соронзон орон байдгийг Дундад зууны үед Хятадууд "хайрын чулуу" - соронзыг соронзон луужингийн загвар болгон ашиглаж байсан гэж хүлээн зөвшөөрчээ. Графикаар соронзон орон нь ихэвчлэн битүү хүчний шугам хэлбэрээр дүрслэгддэг бөгөөд түүний нягтрал нь (электростатик талбайн хувьд) түүний эрчмийг тодорхойлдог. Түүхэнд соронзон орныг дүрслэн харуулах арга бол соронз дээр байрлуулсан цаасан дээр төмрийн үртэс цацах явдал байв.

Хүчний гаралтай төрлүүд

Уян хатан хүч- биеийн хэв гажилтын үед үүсэх хүч бөгөөд энэ хэв гажилтыг эсэргүүцдэг. Уян хэв гажилтын хувьд энэ нь боломжит . Уян хатан хүч нь цахилгаан соронзон шинж чанартай бөгөөд молекул хоорондын харилцан үйлчлэлийн макроскопийн илрэл юм. Уян хатан хүч нь нүүлгэн шилжүүлэлтийн эсрэг, гадаргууд перпендикуляр чиглэнэ. Хүчний вектор нь молекулын шилжилтийн чиглэлийн эсрэг байна.

Үрэлтийн хүч- хатуу биетүүдийн харьцангуй хөдөлгөөний үед үүсдэг хүч бөгөөд энэ хөдөлгөөнийг эсэргүүцдэг. Энэ нь задрах хүчийг хэлнэ. Үрэлтийн хүч нь цахилгаан соронзон шинж чанартай бөгөөд молекул хоорондын харилцан үйлчлэлийн макроскопийн илрэл юм. Үрэлтийн хүчний вектор нь хурдны векторын эсрэг чиглэнэ.

Дунд зэргийн эсэргүүцлийн хүч- хөдөлгөөний явцад үүссэн хүч хатуушингэн буюу хийн орчинд . Энэ нь задрах хүчийг хэлнэ. Эсэргүүцлийн хүч нь цахилгаан соронзон шинж чанартай бөгөөд молекул хоорондын харилцан үйлчлэлийн макроскопийн илрэл юм. Татах хүчний вектор нь хурдны векторын эсрэг чиглэнэ.

Хэвийн газрын урвалын хүч- биед тулгуурын талаас үйлчлэх уян харимхай хүч. Дэмжлэгийн гадаргууд перпендикуляр чиглэнэ.

Эрх мэдэл гадаргуугийн хурцадмал байдал - фазын интерфэйс дээр үүсэх хүч. Энэ нь молекул хоорондын харилцан үйлчлэлийн макроскопийн илрэл болох цахилгаан соронзон шинж чанартай байдаг. Суналтын хүч нь интерфэйс рүү тангенциал чиглэгддэг; фазын хил дээр байрлах молекулуудыг фазын хил дээр ороогүй молекулуудын нөхөн олговоргүй таталцлын улмаас үүсдэг.

Осмосын даралт

Ван дер Ваалсын хүчин- молекулуудын туйлшрал ба диполь үүсэх үед үүсдэг цахилгаан соронзон молекул хоорондын хүч. Ван дер Ваалсын хүч нь зайг нэмэгдүүлэх тусам хурдан буурдаг.

Инерцийн хүч- Ньютоны хоёр дахь хуулийг тэдгээрт хангахын тулд инерцийн бус лавлагааны системд нэвтрүүлсэн зохиомол хүч. Ялангуяа жигд хурдасгасан биетэй холбоотой жишиг системд инерцийн хүч нь хурдатгалын эсрэг чиглэгддэг. Тохиромжтой болгохын тулд төвөөс зугтах хүч ба Кориолис хүчийг нийт инерцийн хүчнээс салгаж болно.

Үр дүн

Биеийн хурдатгалыг тооцоолохдоо үүн дээр ажиллаж буй бүх хүчийг үр дүн гэж нэрлэдэг нэг хүчээр сольдог. Энэ нь биед үйлчилж буй бүх хүчний геометрийн нийлбэр юм. Түүгээр ч зогсохгүй хүч бүрийн үйлдэл нь бусдын үйлдлээс хамаардаггүй, өөрөөр хэлбэл хүч тус бүр нь бусад хүчний үйл ажиллагаа байхгүй үед өгөх хурдатгалыг биед өгдөг. Энэ мэдэгдлийг хүчний үйл ажиллагааны хараат бус байдлын зарчим (суперпозиция зарчим) гэж нэрлэдэг.

бас үзнэ үү

Эх сурвалжууд

• Григорьев В.И., Мякишев Г.Я - "Байгалийн хүч".
• Ландау, Л.Д., Лифшиц, Э.М.Механик - 5-р хэвлэл, хэвшмэл. - М.: Физматлит, 2004. - 224 х. - (“Онолын физик”, I боть). - .

Тэмдэглэл

1. Тайлбар толь. Дэлхийн ажиглалтын газар. НАСА. - "Хүч чадал - ямар ч гадаад хүчин зүйл, энэ нь чөлөөт биеийн хөдөлгөөнд өөрчлөлт оруулах эсвэл хөдөлгөөнгүй биед дотоод стресс үүсэхэд хүргэдэг.(Англи)
2. Бронштейн I. N. Semendyaev K. A. Математикийн гарын авлага. М .: "Шинжлэх ухаан" хэвлэлийн газар Физик, математикийн уран зохиолын редакци 1964 он.
3. Фейнман, Р.П., Лейтон, Р.Б., Сэндс, М.Физикийн лекцүүд, 1-р боть - Addison-Wesley, 1963.(Англи)

ТОДОРХОЙЛОЛТ

Хүчвектор хэмжигдэхүүн нь тухайн биед бусад бие эсвэл талбайн үйлчлэлийн хэмжүүр бөгөөд үүний үр дүнд энэ биеийн төлөв байдал өөрчлөгддөг. Энэ тохиолдолд төлөвийн өөрчлөлт нь өөрчлөлт, хэв гажилтыг хэлнэ.

Хүч гэдэг ойлголт нь хоёр биеийг хэлдэг. Та ямар бие дээр хүч үйлчилж байгаа болон ямар бие махбодид нөлөөлж байгааг үргэлж зааж өгч болно.

Хүч чадал нь дараахь шинж чанартай байдаг.

• модуль;
• чиглэл;
• хэрэглээний цэг.

Хүчний хэмжээ, чиглэл нь сонголтоос хамаардаггүй.

С системийн хүчний нэгж нь 1 Ньютон.

Байгальд бусад биетүүдийн нөлөөнөөс гадуур байдаг материаллаг биетүүд байдаггүй тул бүх бие нь гадны болон дотоод хүчний нөлөөн дор байдаг.

Биед нэгэн зэрэг хэд хэдэн хүч үйлчилж болно. Энэ тохиолдолд үйл ажиллагааны бие даасан байдлын зарчим хүчинтэй байна: хүч тус бүрийн үйлдэл нь бусад хүч байгаа эсэхээс хамаарахгүй; хэд хэдэн хүчний нэгдсэн үйлдэл нь бие даасан хүчний бие даасан үйл ажиллагааны нийлбэртэй тэнцүү байна.

Үр дүнгийн хүч

Энэ тохиолдолд биеийн хөдөлгөөнийг тодорхойлохын тулд үр дүнгийн хүчний тухай ойлголтыг ашигладаг.

ТОДОРХОЙЛОЛТ

Үр дүнгийн хүчЭнэ нь үйлчлэл нь биенд үйлчлэх бүх хүчний үйлчлэлийг орлох хүч юм. Эсвэл өөрөөр хэлбэл, биед үзүүлсэн бүх хүчний үр дүн нь эдгээр хүчний векторын нийлбэртэй тэнцүү байна (Зураг 1).

Зураг 1. Үр дүнгийн хүчийг тодорхойлох

Биеийн хөдөлгөөнийг зарим координатын системд үргэлж авч үздэг тул хүчийг өөрөө биш, харин координатын тэнхлэгүүд дээрх түүний төсөөллийг авч үзэх нь тохиромжтой (Зураг 2, а). Хүчний чиглэлээс хамааран түүний төсөөлөл нь эерэг (Зураг 2, б) эсвэл сөрөг (Зураг 2, в) байж болно.

Зураг 2. Координатын тэнхлэг дээрх хүчний төсөөлөл: a) хавтгай дээр; б) шулуун шугам дээр (проекц эерэг);
в) шулуун шугам дээр (проекц сөрөг)

Зураг 3. Хүчний вектор нэмэхийг харуулсан жишээнүүд

Хүчний векторын нэмэгдлийг харуулсан жишээг бид ихэвчлэн хардаг: чийдэн нь хоёр кабель дээр өлгөөтэй байдаг (Зураг 3, а) - энэ тохиолдолд хурцадмал хүчний үр дүнд үүссэн хүчийг ачааны жингээр нөхдөг тул тэнцвэрт байдалд хүрдэг. чийдэн; блок нь налуу хавтгай дагуу гулсдаг (Зураг 3, б) - хөдөлгөөн нь үрэлтийн хүч, таталцал, дэмжлэг үзүүлэх урвалын үр дүнд үүсдэг. I.A-ийн үлгэрийн алдартай мөрүүд. Крылова "мөн тэргэнцэр хэвээр байна!" - мөн гурван хүчний үр дүнгийн тэгтэй тэнцүү байдлын дүрслэл (Зураг 3, в).

Асуудлыг шийдвэрлэх жишээ

ЖИШЭЭ 1