Spēka formula. Spēks - formula (fizika)

Vārds "spēks" ir tik visaptverošs, ka tas tiek piešķirtsskaidrs jēdziens ir praktiski neiespējams uzdevums. Dažādus muskuļu stiprāka prāta neattiecas uz visu spektru iegultās viņa idejas. Spēkam, ko uzskata par fizisku daudzumu, ir skaidri definēta nozīme un definīcija. Spēku formula definē matemātisko modeli: spēka atkarība no pamatparametriem.

Spēku izpētes vēsture ietver atkarības no parametriem noteikšanu un atkarības eksperimentālo pierādījumu noteikšanu.

Stiprums fizikā

Spēks ir ķermeņa mijiedarbības rādītājs. Savstarpēju rīcības iestādes uz otru, pilnībā apraksta procesus, kas saistīti ar izmaiņām ātrumu vai deformācijas struktūrām.

Fiziskajam daudzumam spēks ir vienādsmērījumi (SI - Newton) un ierīce mērīšanai to - dinamometru. Dinamometra darbības princips ir balstīts uz salīdzinājumu ar spēku, kas iedarbojas uz ķermeni ar elastīgo pavasara dinamometra spēkā.

Par spēku 1 Ņūtonā tiek pieņemts spēks, saskaņā ar kuru ķermeņa masa 1 kg maina ātrumu 1 m 1 sekundē.

Spēku kā vektoru daudzumu nosaka:

• darbības virziens;
• piemērošanas vieta;
• modulis, absolūtā vērtība.

Raksturojot mijiedarbību, jums ir jānorāda šie parametri.

Dabas mijiedarbības veidi: gravitācijas, elektromagnētiskā, spēcīga, vāja. Gravitācijas spēki (universālā gravitācijas spēks ar tās dažādību - gravitācija) pastāv, pateicoties gravitācijas lauku ietekmei uz jebkuru ķermeņa masu. Līdz šim gravitācijas lauku izpēte nav pabeigta. Vēl nav iespējams atrast lauka avotu.

Lielāks spēku skaits ir saistīts ar to, ka viela sastāv no atomu elektromagnētiskā mijiedarbības.

Spiediena spēks

Kad ķermenis mijiedarbojas ar Zemi, tas tiek padarītsspiediens uz virsmu. Spiediena spēks, kura formule ir šāda: P = mg, nosaka pēc ķermeņa masas (m). Brīvā kritiena paātrinājumam (g) ir dažādas vērtības dažādās Zemes platuma grādos.

Vertikālais spiediens spēks ir vienāds modulī un pretējs virzienā uz elastīgo spēku, kas rodas atbalsta. Spēka formula mainās atkarībā no ķermeņa kustības.

Izmaiņas ķermeņa masā

Ķermeņa darbība uz atbalstu sakarā ar mijiedarbībuar zemi bieži sauc par ķermeņa svaru. Interesanti, ka ķermeņa masas lielums ir atkarīgs no kustības paātrinājuma vertikālā virzienā. Gadījumā, ja paātrinājuma virziens ir pretējs brīvā kritiena paātrinājumam, tiek novērots svara pieaugums. Ja ķermeņa paātrinājums sakrīt ar brīvā kritiena virzienu, ķermeņa masa samazinās. Piemēram, kamēr kāpšanas lifts, pacelšanās sākumā kāds uz laiku uztver svara pieaugumu. Nevar teikt, ka viņa masa mainās. Tajā pašā laikā mums ir jēdzieni "ķermeņa svars" un tā "masa".

Elastības spēks

Kad ķermeņa forma (tā deformācija) mainās,ir spēks, kas cenšas atgriezt ķermeni sākotnējā formā. Šim spēkam tika piešķirts nosaukums "elastības spēks". Tas rodas daļiņu elektriskās mijiedarbības dēļ, no kurām ķermenis sastāv.

Apsveriet vienkāršāko deformāciju: stiepšanās un saspiešana. Izstiepšana ir saistīta ar ķermeņa lineāro izmēru pieaugumu, un kompresiju papildina samazinājums. Šo procesu raksturojošo lielumu sauc par ķermeņa pagarinājumu. Apzīmē to ar "x". Elastīgo spēku formula ir tieši saistīta ar elastību. Katrai deformācijas ķermenim ir savi ģeometriskie un fiziskie parametri. Elastīgās deformācijas pretestību ķermeņa un īpašībām materiāls, no kura tas izgatavots tiek noteikts ar elastīgo koeficienta atkarība sauc savu stīvums (k).

Elastīgās mijiedarbības matemātiskais modelis ir aprakstīts Hokeja likumos.

Spēks, kas rodas no ķermeņa deformācijas, ir vērsts pret atsevišķu ķermeņa daļu pārvietošanas virzienu, tieši proporcionāls tā pagarinājumam:

• F_y = -kx (vektora apzīmējumā).

"-" zīme norāda pretējo virziena deformāciju un spēku.

Skalārajā formā nav negatīvas zīmes. Elastīgais spēks, kura formulai ir šāda forma: F_y = kx, tiek izmantots tikai elastīgām deformācijām.

Magnētiskā lauka mijiedarbība ar strāvu

Magnētiskā lauka ietekmi uz strāvu raksturo Amperes likums. Spēks, ar kuru magnētiskā lauka akti par strāvas nesošajā diriģenta novietoti tā, ko sauc par Ampere spēku.

Magnētiskā lauka mijiedarbība ar kustīguelektriskā lādiņa izraisa spēka izpausmi. Ampērs ir formula, kas ir forma F = IBlsinα, ir atkarīgs no magnētiskā indukcijas lauka (B), diriģents (l), strāva (I) diriģenta aktīvā daļa, garums un leņķis starp strāvas virzienu un magnētisko indukciju.

Sakarā ar pēdējo atkarību,ka magnētiskā lauka darbības vektors var mainīties, kad dators tiek pagriezts vai mainās strāvas virziens. Kreisais režīms ļauj iestatīt darbības virzienu. Ja kreisā roka ir novietota tā, ka magnētiskās indukcijas vektors nonāk palmas pusē, tad četri pirksti tiek novirzīti gar strāvu vadītājā, pēc tam sasveroties līdz 90^° Īkšķis parāda magnētiskā lauka virzienu.

Šīs ietekmes piemērošana cilvēceiatrasti, piemēram, elektromotoros. Rotora rotāciju izraisa spēcīgs elektromagnēts radīts magnētiskais lauks. Spēku formula ļauj novērtēt motora jaudas mainīšanas iespēju. Pieaugot pašreizējam vai lauka lielumam, griezes moments palielinās, kā rezultātā palielinās motora jauda.

Daļiņu trajektorijas

Magnētiskā lauka mijiedarbība ar uzlādi plaši tiek izmantota masu spektrografos elementāru daļiņu pētījumos.

Šajā gadījumā lauka darbība izraisa spēka parādīšanos,sauc Lorentz spēku. Kad injicēts magnētiskā lauka pārvietojas ar noteiktu ātrumu apgrūtinātā daļiņu Lorentz spēku, formula ir formā F = vBqsinα, izraisa kustību daļiņu pa aploci.

Šajā matemātiskajā modelī v ir daļiņas ātruma modulis ar elektrisko lādiņu q, B ir magnētiskā lauka indukcija, un α ir leņķis starp ātruma virzieniem un magnētisko indukciju.

Daļiņa pārvietojas gar apli (vai apļa loku), jo spēks un ātrums ir vērsti uz leņķi 90^° viens otram. Lineārā ātruma virziena maiņa izraisa paātrinājumu.

Tiesības uz kreiso roku, kas aplūkots iepriekš, irvieta pētījumā par Lorenca spēks, ja kreiso roku novieto tā, lai magnētiskās indukcijas vektors iekļauti palmu, četri pirksti stiepjas līniju, ir nosūtīti uz ātrumu pozitīvi lādētu daļiņu, tad noliecās līdz 90^° Īkšķis parādīs spēka darbības virzienu.

Plazmas problēmas

Magnētiskā lauka un vielas mijiedarbībatiek izmantots ciklotronos. Problēmas, kas saistītas ar laboratorijas pētījumiem par plazmu, neļauj to uzglabāt slēgtos traukos. Augsti jonizēta gāze var pastāvēt tikai augstā temperatūrā. Lai plazmu saglabātu vienā vietas vietā, tas ir iespējams, izmantojot magnētiskos laukus, sagriežot gāzi gredzena formā. Vadāma Reakcijas var pētīt kā augstas temperatūras plazmas rotējošu vadu, izmantojot magnētisko lauku.

Dabiska magnētiskā lauka iedarbības piemērsjonizētas gāzes apstākļi - Polar Gaismas. Šis majestātiskais brīnums novērojams ārpus Policijas riņķa augstumā 100 km virs zemes virsmas. Noslēpumains krāsains gāzes spīdums varētu izskaidrot tikai divdesmitajā gadsimtā. Zemes magnētiskais lauks pie poliem nevar novērst saules vēja iespiešanos atmosfērā. Visaktīvākais starojums, kas virzīts gar magnētiskās indukcijas līnijām, rada atmosfēras jonizāciju.

Ar parādu saistību saistītās parādības

Vēsturiski galvenaisvērtība, kas raksturo pašreizējo plūsmu vadītājā, tiek dēvēta par pašreizējo spēku. Interesanti, ka šim jēdzienam nav nekāda sakara ar spēku fizikā. Pašreizējais stiprums, kura formā ietilpst maksa, kas plūst caur laika vienību caur diriģenta šķērsgriezumu, ir šāda:

• I = q / t, kur t ir lādēšanas laiks q.

Patiesībā pašreizējais spēks ir maksas lielums. Mērvienība ir Ampere (A), atšķirībā no N.

Spēka spēka noteikšana

Piespiedu iedarbība uz vielu ir pievienotadarbs. Spēka darbs ir fizisks daudzums, kas ir skaitliski vienāds ar spēku, ko izmanto kustībai, kuru šķērso tā darbība, un leņķa kosinuss starp spēka virzieniem un pārvietojumu.

Nepieciešamais spēka spēks, kura formule ir forma A = FScosα, ietver spēka lielumu.

Ķermeņa darbība ir saistīta ar ķermeņa ātruma vai deformācijas izmaiņām, kas norāda uz vienlaicīgām enerģijas izmaiņām. Spēka darbs ir atkarīgs no lieluma.