نقاط قوت بدنی چیست انواع نیروها

مفاهیم متنوعی برای "قدرت" وجود دارد. در زمینه های مختلف علمی و زندگی مورد استفاده قرار می گیرد. گسترده ترین تعریف در فیزیک ارائه شده است.

تعریف 1

در فیزیک ، نیرو معیاری از کنش متقابل اجسام مختلف است.

همه اجسام در جهان پیرامون بر یکدیگر تأثیر می گذارند. چنین تعاملی توسط نیروهای خاصی ایجاد می شود. این فرایندهای نیرو به طور مستقیم با هم مرتبط هستند:

• با تغییر سرعت ؛
• با تغییر شکل بدن.

فرمول نیرو یک مدل ریاضی خاصی را تشکیل می دهد ، که طبق آن تاریخ مطالعه وابستگی نیرو به پارامترهای اصلی اتفاق می افتد. نتیجه تحقیق باید شواهدی تجربی از وجود چنین رابطه ای باشد.

نیرو در سیستم SI واحد اندازه گیری خاص خود را دارد. برای تعیین این شاخص ، از تجهیزات علمی ویژه استفاده می شود. ساده ترین دستگاه برای اندازه گیری نیرو دینامومتر است.

این دستگاه نیرویی که بر روی بدن وارد می شود را با نیروی کشسان فنر تنظیم شده در فشار سنج مقایسه می کند.

نیرو یک مقدار بردار است و توسط:

• نقطه کاربرد
• جهت عمل
• قدر مطلق.

تعریف 2

نیروی 1 نیوتن (N) نیرویی است که تحت آن بدن 1 کیلوگرمی سرعت خود را در یک ثانیه 1 متر تغییر می دهد.

هنگام توصیف نیرو ، پارامترهای آن اجباری است.

نیروی فشار

انواع مختلفی از فعل و انفعالات وجود دارد که منشا natural طبیعی دارند:

• تعامل گرانشی؛
• فعل و انفعالات الکترومغناطیسی
• تعاملات ضعیف و قوی

آنها هر جسمی را که دارای جرم باشد احاطه کرده اند. جاذبه نیروی جاذبه ، از جمله انواع آن است. در حال حاضر ، فعل و انفعال میدان های گرانشی در جهان به طور فعال در حال بررسی است و تحقیقات هنوز نتوانسته است پاسخ های دقیق به بسیاری از سالات ، از جمله س concerningالات مربوط به ماهیت ظهور و وجود چنین نیروهایی ، بدهد. منبع میدان جهانی هنوز پیدا نشده است ، اما شناخته شده است که قسمت قابل توجهی از نیروهای گرانش ناشی از فعل و انفعال الکترومغناطیسی در سطح اتمی است. همانطور که می دانید ، همه مواد از اتم و مولکول تشکیل شده اند. این واقعیت اساس کلیه تحقیقات مدرن در این زمینه شده است.

نیروهای جاذبه هنگامی که اجسام با سطح زمین تعامل دارند فشار وارد می کنند. نیروی فشار توسط جرم بدن (متر) تعیین می شود و در فرمول $ P \u003d میلی گرم $ ، جایی که g شتاب جاذبه است ، دیده می شود. این مقدار دارای شاخص های مختلف در عرض های مختلف کره زمین است.

نیروی فشار قائم از نظر مطلق برابر است ، اما برخلاف جهت نیروی کشش است. در این حالت ، فرمول نیرو بر اساس حرکت بدن تغییر خواهد کرد.

وزن بدن معمولاً به عنوان عمل بدن بر روی تکیه گاه پس از تعامل با زمین نشان داده می شود. میزان وزن بدن به شتاب حرکتی که در جهت عمودی اتفاق می افتد بستگی دارد. هنگامی که جهت شتاب تغییر می کند ، افزایش وزن مشاهده می شود. باید در جهت مخالف شتاب گرانش عمل کند. هنگام شتاب دادن بدن ، کاهش وزن مشاهده می شود. باید با جهت سقوط آزاد مطابقت داشته باشد.

نیروی الاستیک

وقتی شکل بدن تغییر شکل می یابد ، نیروی دیگری ظاهر می شود. هدف این است که بدن را به حالت اولیه برگرداند. نیروی الاستیک می تواند از اثر متقابل الکتریکی ذرات ناشی شود. تغییر شکل ها دو نوع اصلی هستند: فشرده سازی و کشش. هنگام کشش ، ابعاد خطی بدن افزایش می یابد. فشرده سازی با یک روند مخالف مشخص می شود ، که طی آن کاهش در ابعاد خطی بدن مشاهده می شود.

فرمول نیروی الاستیک به شرح زیر است:

این فقط برای فرآیندهای تغییر شکل الاستیک استفاده می شود.

برهم کنش میدان مغناطیسی با جریان

قانون آمپر تأثیر یک میدان مغناطیسی را روی یک رسانا حامل جریان توصیف می کند که در آن قرار گرفته است.

مظاهر قدرت در اثر برهم کنش یک میدان مغناطیسی و یک بار الکتریکی در حرکت ایجاد می شود.

نیروی آمپر با فرمول تعیین می شود:

• $ I $ جریان در هادی است ،
• $ l $ - طول قسمت فعال هادی ،
• $ B $ - القای مغناطیسی.

این وابستگی نشان می دهد که بردار میدان مغناطیسی هنگام چرخش هادی و همچنین تغییر جهت جریان تغییر می کند.

نیروی لورنتس

در مطالعه ذرات بنیادی ، داده های طیف نگاری به طور فعال استفاده می شود ، جایی که سطح تعامل یک میدان مغناطیسی با یک بار ثبت می شود. در چنین فرایندی ، نیروی دیگری بوجود می آید که لورنتس آن را با استفاده از معادله خود توصیف می کند. این اتفاق زمانی می افتد که یک ذره باردار به یک میدان مغناطیسی برخورد کند ، که با سرعت مشخصی حرکت می کند.

نیروی لورنتس با فرمول زیر تعیین می شود:

$ F \u003d vBqsinα $ ، جایی که:

• $ v $ - ماژول سرعت ذرات ،
• $ B $ - القای مغناطیسی میدان ،
• $ q $ بار الکتریکی ذره مورد بررسی است.

این نیرو باعث می شود که ذره باردار بصورت دایره ای حرکت کند.

اثر متقابل یک میدان مغناطیسی و ماده در سیکلوترون ها استفاده می شود ، جایی که آنها سعی می کنند یک واکنش هسته ای را به دنیا آورند ، اما هنوز هیچ روش موثری برای ایجاد یک منبع انرژی جدید وجود ندارد.

قدرت فعلی و نیروی کار

تعریف 3

مقاومت جریان مقدار اصلی است که جریان جریان را در یک رسانا مشخص می کند.

فرمول $ I \u003d q / t $ ، جایی که $ q $ شارژ است ، $ t $ زمان جریان است ، شامل بار جاری در واحد زمان از سطح مقطع هادی است.

کار نیرو را کمیت فیزیکی می نامند که از نظر ترکیب عددی برابر با حاصل کار نیرو و جابجایی باشد. باید از طریق مواجهه حاصل شود. اقدام نیرومند بر روی یک ماده با انجام کار همراه است.

نیروی کار با فرمول زیر $ A \u003d FScosα $ بیان می شود ، که شامل مقدار نیرو است. عمل بدن هنگام تغییر سرعت بدن و همچنین تغییر شکل احتمالی رخ می دهد. این بدان معنی است که تغییرات انرژی همزمان وجود دارد. کار نیرو با اندازه آن متناسب مستقیم است.

اجازه دهید ابتدا تعاریفی از اساسی ترین نیروهای زمینه ساز تعامل ارائه دهیم.

جاذبه زمین. این یک نیروی ثابت است که بر روی هر جسمی نزدیک سطح زمین وارد می شود. مدول گرانش برابر با وزن بدن است.

تجربه ثابت کرده است که تحت تأثیر نیروی جاذبه ، هر جسمی در سقوط آزاد به زمین (از ارتفاع کم و در فضای بدون هوا) دارای همان شتاب است که شتاب سقوط آزاد و گاهی اوقات شتاب گرانش نامیده می شود:

یا . (4.7)

این برابری ها باعث می شود که بتوان با دانستن جرم بدن ، وزن آن را تعیین کرد (مدول نیروی جاذبه ای که بر آن وارد می شود) یا با دانستن وزن بدن ، جرم آن را تعیین کرد. وزن بدن یا گرانش ، مانند اندازه ، با توجه به عرض و ارتفاع تغییر می کند. جرم برای یک بدن معین ثابت است.

نیروی اصطکاک. بنابراین به طور خلاصه نیروی اصطکاک لغزشی را که بر روی جسمی در امتداد سطح در حال حرکت است (در صورت عدم وجود روان کننده مایع) فراخوانی خواهیم کرد. مدول آن با برابری تعیین می شود:

جایی که f - ضریب اصطکاک ، که ثابت در نظر گرفته خواهد شد ؛ - فشار فشار عادی سطح مالش. با جزئیات بیشتر ، عملکرد نیروهای اصطکاک در فصل "استاتیک" بحث شده است.

نیروی جاذبه جاذبه. این نیرویی است که طبق قانون جاذبه جهانی کشف شده توسط نیوتن ، دو بدن مادی با یکدیگر جذب می شوند. نیروی جاذبه به فاصله و به دو نقطه ماده با جرم بستگی دارد متر 1 و متر 2در یک فاصله ر از یکدیگر ، بیان شده توسط برابری:

ثابت گرانش کجاست (در SI γ \u003d 6.673-10 -11 m 3 / kgf 2).

نیروی فعل و انفعال دو بار نقطه ای در خلا (نیروی کولن) مستقیماً متناسب با محصول بارها و معکوس متناسب با مربع فاصله بین آنها است:

جایی که ک - ضریب تناسب ، بسته به سیستم واحدها ،

(در SI ک - 9.0 10 9 N * m 2 / Cl 2)

قدرت کشش این نیرو به فاصله نیز بستگی دارد. مقدار آن را می توان براساس قانون هوک تعیین کرد که بر اساس آن تنش (نیرو در واحد سطح) متناسب با تغییر شکل است. به طور خاص ، مقدار نیروی فنر:

جایی که من - طولانی کردن (یا فشرده سازی) فنر ؛ از جانب - به اصطلاح ضریب سختی فنر (در SI در N / m اندازه گیری می شود).

نیروی اصطکاک ویسکوز. چنین نیرویی ، بسته به سرعت ، هنگامی که در یک محیط بسیار چسبناک (یا در حضور روان کننده مایع) به آرامی حرکت می کند ، بر روی بدن تأثیر می گذارد:

جایی که v - سرعت بدن مترضریب مقاومت است.

وابستگی از این نوع را می توان براساس قانون اصطکاک چسبناک کشف شده توسط نیوتن بدست آورد.

نیروی مقاومت آیرودینامیکی (هیدرودینامیکی). این نیرو همچنین به سرعت بستگی دارد و به جسمی که در محیطی مانند هوا یا آب در حال حرکت است ، عمل می کند. معمولاً ارزش آن با برابری بیان می شود:

R \u003d 0.5s x ρSV 2 ، (4.13)

جایی که ρ - تراکم محیط ؛ S - ناحیه فرافکنی بدن روی صفحه ای عمود بر جهت حرکت (ناحیه میان برشی) ؛ با x -ضریب کشش بدون بعد ، معمولاً به صورت آزمایشی و بسته به شکل بدن و نحوه جهت گیری آن در حین حرکت تعیین می شود. V - سرعت بدن

هر آنچه در جهان ما اتفاق می افتد به دلیل تأثیر نیروهای خاصی در فیزیک است. و باید هر کدام از آنها را یاد بگیرید ، اگر نه در مدرسه ، حتماً در موسسه.

البته می توانید سعی کنید آنها را حفظ کنید. اما فقط درک ماهیت هر نیروی جسمی هنگام تعامل با محیط بسیار سریعتر ، سرگرم کننده و جالب تر خواهد بود.

نیروها در طبیعت و تعاملات اساسی

نیروهای زیادی وجود دارد. نیروی ارشمیدس ، نیروی جاذبه ، نیروی آمپر ، نیروی لورنتس ، نیروی کورئولیس ، نیروی اصطکاک غلتکی و غیره. در واقع ، یادگیری همه نیروها غیرممکن است ، زیرا همه آنها هنوز باز نیستند. اما این نیز بسیار مهم است - بدون استثنا ، تمام نیروهای شناخته شده برای ما می توانند به تظاهرات اصطلاحات کاهش یابد فعل و انفعالات اساسی جسمی.

4 فعل و انفعالات اساسی فیزیکی در طبیعت وجود دارد. دقیق تر این است که بگوییم مردم 4 تعامل اساسی را می شناسند و در حال حاضر هیچ تعامل دیگری یافت نشده است. این تعاملات چیست؟

• تعامل گرانشی
• برهم کنش الکترومغناطیسی
• تعامل قوی
• تعامل ضعیف

بنابراین ، گرانش مظهر تعامل گرانشی است. بیشتر نیروهای مکانیکی (نیروی اصطکاک ، نیروی الاستیک) نتیجه فعل و انفعال الکترومغناطیسی است. فعل و انفعالات قوی ، هسته های هسته اتمی را با هم نگه داشته و از پوسیدگی هسته جلوگیری می کند. برهم کنش ضعیف ، ذرات بنیادی آزاد را مجبور به پوسیدگی می کند. در این حالت ، فعل و انفعالات الکترومغناطیسی و ضعیف با هم ترکیب می شوند تعامل electroweak.

تعامل اساسی پنجم احتمالی (پس از کشف) هیگز بوزون) نامیده می شوند میدان هیگز... اما در این زمینه ، همه چیز بسیار کم مورد مطالعه قرار گرفته است که ما به نتیجه گیری عجله نخواهیم کرد ، بلکه منتظر خواهیم ماند آنچه دانشمندان CERN به ما می گویند.

دو روش برای یادگیری قوانین فیزیک وجود دارد.

اولین - احمقانه معانی ، تعاریف ، فرمول ها را یاد بگیرید. یک اشکال قابل توجه در این روش این است که بعید به نظر می رسد بتواند به پاسخ سوالات اضافی معلم کمک کند. یک ضرر مهم دیگر این روش وجود دارد - با یادگیری این روش ، مهمترین چیز را نخواهید یافت: درک. در نتیجه ، به خاطر سپردن یک قاعده / فرمول / قانون یا هر آنچه که هست ، به شما امکان می دهد فقط دانش شکننده و کوتاه مدت در مورد موضوع را کسب کنید.

راه دوم - درک مطالب مورد مطالعه اما آیا فهمیدن آنچه (به نظر شما) درک آن غیرممکن است بسیار آسان است؟

بله ، یک راه حل برای این مشکل بسیار دشوار اما قابل حل وجود دارد! در اینجا چند روش برای یادگیری همه نیروها در فیزیک (و به طور کلی در هر موضوع دیگر) وجود دارد:

روی یک یادداشت!

به خاطر سپردن سو mis تفاهم های شرم آور ، به خاطر سپردن و شناختن همه نیروهای جسمی (به خوبی ، یا یادگیری لیست کامل آنها در فیزیک) مهم است. به یاد داشته باشید که توده بدن وزن آن نیست ، بلکه معیار سکون آن است. به عنوان مثال ، در شرایط بی وزنی ، بدن هیچ وزنی ندارد ، زیرا جاذبه ای وجود ندارد. اما اگر می خواهید بدن را در نیروی جاذبه صفر حرکت دهید ، باید با نیروی خاصی روی آن تأثیر بگذارید. و هرچه وزن بدن بیشتر باشد ، مجبور به استفاده از نیروی بیشتری خواهید بود.

اگر می توانید تصور کنید که بسته به انتخاب سیاره چگونه یک فرد می تواند تغییر کند ، می توانید مفهوم نیروی جاذبه را با مفاهیم وزن و جرم ، نیروی شتاب و سایر نیروهای فیزیکی به سرعت درک کنید. این درک ، آگاهی منطقی از سایر فرایندهای در حال انجام را به همراه خواهد داشت و در نتیجه ، شما حتی نیازی به حفظ مطالب غیرقابل فهم ندارید - می توانید با پیشرفت آن را بخاطر بسپارید. فقط درک ماهیت کافی است.

1. برای درک اثر الکترومغناطیسی ، کافی است به سادگی درک کنیم که جریان چگونه از هادی عبور می کند و در این حالت چه زمینه هایی تشکیل می شود ، چگونه این میدان ها با یکدیگر تعامل دارند. این را با ساده ترین مثال ها در نظر بگیرید و درک اصول کار موتور الکتریکی ، اصول سوختن لامپ برقی و غیره برای شما دشوار نخواهد بود.

معلم قبل از هر چیز به این نکته اهمیت می دهد که شما مطالب مورد مطالعه را به خوبی درک کرده اید. و اینکه همه فرمول ها را بیاد بیاورید خیلی مهم نیست. و در مورد حل کنترل ، آزمایشگاه ، وظایف ، کارهای عملی یا خرید RGR ، آنها همیشه می توانند به شما کمک کنند متخصصان ما، که قدرت آن در دانش و سالها تجربه عملی نهفته است!

نیروهای جاذبه (نیروهای جاذبه).

در چارچوب مرجع متصل به زمین ، نیرویی بر روی هر جسمی با جرم m عمل می کند: نیروی جاذبه نامیده می شود - نیرویی که بدن با آن جذب زمین می شود. تحت تأثیر نیروی جاذبه زمین ، همه اجسام با شتاب یکسانی سقوط می کنند ، اصطلاحاً شتاب جاذبه.

وزن بدن - نیرویی نامیده می شود که بدن با توجه به گرانش زمین ، بر روی تکیه گاه عمل می کند یا نخ تعلیق را می کشد.

نیروی جاذبه همیشه عمل می کند و وزن فقط وقتی نمایان می شود که سایر نیروها علاوه بر نیروی جاذبه بر بدن وارد شوند. نیروی جاذبه فقط در شرایطی برابر است که وزن بدن نسبت به زمین صفر باشد. در غیر این صورت ، شتاب یک جسم پشتیبانی شده نسبت به زمین کجاست. اگر بدن آزادانه در میدان گرانش حرکت کند ، وزن برابر است با صفر ، یعنی بدن بی وزن خواهد شد.

بی وزنی - این حالت از بدن است که در آن فقط تحت تأثیر نیروی جاذبه حرکت می کند.

نیروهای الاستیک در نتیجه اثر متقابل اجسام ، همراه با تغییر شکل آنها بوجود می آیند.

نیروی الاستیک متناسب با جابجایی ذره از موقعیت تعادل است و به سمت موقعیت تعادل هدایت می شود:

بردار شعاع مشخص کننده جابجایی ذره از موقعیت تعادل کجاست ، کشش است. نمونه ای از این نیروها ، نیروی الاستیک تغییر شکل یک فنر تحت کشش یا فشار است.

نیروی اصطکاک کشویی هنگامی رخ می دهد که یک بدن مشخص بر روی سطح دیگری سر می خورد:

k - ضریب اصطکاک کشویی ، بسته به ماهیت و وضعیت سطوح تماس ؛ N نیروی فشار عادی است که سطوح مالش را به یکدیگر فشار می دهد.

نیروی اصطکاک به صورت مماس به سمت سطوح مالش در جهت مخالف حرکت این بدن نسبت به دیگری هدایت می شود.

§ 13. انرژی. کار و قدرت

انرژیمعیاری جهانی برای اشکال مختلف حرکت و تعامل است. اشکال مختلف انرژی با اشکال مختلف حرکت ماده در ارتباط است: مکانیکی ، حرارتی ، الکترومغناطیسی ، هسته ای و غیره.

تغییر در حرکت مکانیکی و انرژی یک جسم در روند فعل و انفعال نیرومند این جسم با اجسام دیگر رخ می دهد. برای توصیف کمی این فرایند در مکانیک ، مفهوم کار انجام شده توسط زور معرفی می شود.

شکل 13.1

اگر نیروی در نظر گرفته شده ثابت باشد ، و بدنی که به آن اعمال می شود به صورت ترجمه ای و مستقیم حرکت کند ، بنابراین کارهایی که نیرو هنگام عبور بدن از مسیر انجام می دهد ، مقدار نامیده می شود

جایی که و -زاویه بین نیرو و جهت حرکت بدن.

شکل 13.2

کاریک مقدار اسکالر است. اگر بردار نیرو و بردار جابجایی زاویه حاد تشکیل دهند ، به عنوان مثال ، پس ، اگر ، پس ، یعنی نیرویی که عمود بر جابجایی بدن است عمل نمی کند.

در حالت کلی ، بدن می تواند به روشی دلخواه و کاملاً پیچیده حرکت کند (شکل 13.2). بیایید یک قسمت ابتدایی از مسیر را انتخاب کنیم dS، که می توان نیرو را ثابت در نظر گرفت و جابجایی مستقیم است. کارهای مقدماتی در این سایت است

کل کار در مسیر توسط انتگرال تعیین می شود

واحد کار - ژول ( ج) - کارهایی که توسط نیروی 1N در مسیر 1m انجام می شود: 1J-1Ns.

شکل 13.3

نیرویی که روی یک نقطه مادی وارد می شود محافظه کار یا پتانسیل خوانده می شود اگر کار انجام شده توسط این نیرو هنگام انتقال این نقطه از موقعیت دلخواه 1 به 2 دیگر به مسیری که این حرکت طی کرده بستگی نداشته باشد:

=

تغییر جهت حرکت یک نقطه در امتداد مسیر به سمت دیگر باعث تغییر در علامت نیروی محافظه کار می شود ، زیرا مقدار علامت آن را تغییر می دهد. بنابراین ، وقتی یک نقطه مادی در یک مسیر بسته حرکت می کند ، به عنوان مثال 1- آ-2- ب-1 ، کار نیروی محافظه کار صفر است.

یک نمونه از نیروهای محافظه کار ، نیروهای جاذبه جهانی ، نیروهای الاستیک ، نیروهای برهم کنش الکترواستاتیک اجسام باردار هستند. به میدان ، کار نیروهایی که در حرکت یک نقطه ماده در امتداد یک مسیر بسته دلخواه برابر با صفر است ، پتانسیل گفته می شود.

برای توصیف سرعت کار ، این مفهوم معرفی می شود قدرت... نیرو با بردار سرعت با نقطه حرکت این نیرو برابر است با محصول اسکالر بردار نیرو.

واحد توان یک وات (W) است: 1 W قدرت است که 1 J کار در طی 1 ثانیه انجام می شود: \u003d 1 W \u003d 1 J / s.

کلمه "قدرت" چنان فراگیر است که ارائه ایده ای روشن برای آن تقریباً غیرممکن است. تنوع از قدرت عضلانی تا قدرت ذهنی کل طیف مفاهیم جاسازی شده در آن را پوشش نمی دهد. نیرو که به عنوان کمیت فیزیکی در نظر گرفته می شود ، یک معنی و تعریف کاملاً مشخص دارد. فرمول نیرو یک مدل ریاضی تنظیم می کند: وابستگی نیرو به پارامترهای اصلی.

تاریخچه تحقیق نیرو شامل تعیین وابستگی به پارامترها و شواهد تجربی وابستگی است.

قدرت در فیزیک

نیرو معیاری برای تعامل اجسام است. عملکرد متقابل اجسام بر روی یکدیگر فرآیندهای مرتبط با تغییر سرعت یا تغییر شکل اجسام را به طور کامل توصیف می کند.

به عنوان یک کمیت فیزیکی ، نیرو دارای یک واحد اندازه گیری (در سیستم SI - نیوتن) و دستگاهی برای اندازه گیری آن - یک دینامومتر است. اصل عملکرد کنتور قدرت بر اساس مقایسه نیروی وارد بر بدن با نیروی الاستیک فنر دینامومتر است.

برای نیروی 1 نیوتون نیرویی گرفته می شود که تحت آن جسمی با وزن 1 کیلوگرم در 1 ثانیه سرعت خود را 1 متر تغییر می دهد.

قدرت تعیین شده توسط:

• جهت عمل
• نقطه کاربرد
• مدول ، مقدار مطلق.

هنگام توصیف تعامل ، این پارامترها باید نشان داده شوند.

انواع فعل و انفعالات طبیعی: گرانشی ، الکترومغناطیسی ، قوی ، ضعیف. جاذبه جهانی گرانشی با نوع خود - گرانش) به دلیل تأثیر میدان های گرانشی اطراف هر بدن با جرم وجود دارد. مطالعه زمینه های جاذبه هنوز به پایان نرسیده است. یافتن منبع رشته هنوز امکان پذیر نیست.

یک سری بزرگتر از نیروها به دلیل فعل و انفعال الکترومغناطیسی اتمهای تشکیل دهنده ماده بوجود می آیند.

نیروی فشار

وقتی جسمی با زمین ارتباط برقرار می کند ، روی سطح فشار وارد می کند. نيرويي كه فرم دارد: P \u003d mg ، توسط توده بدن (m) تعيين مي شود. شتاب سقوط آزاد (g) در عرض های جغرافیایی مختلف زمین معانی مختلفی دارد.

نیروی فشار عمودی از نظر اندازه برابر و از جهت مخالف نیروی الاستیک ناشی از پشتیبانی است. در این حالت ، فرمول نیرو بسته به حرکت بدن تغییر می کند.

وزن بدن تغییر می کند

عمل بدن بر روی تکیه گاه به دلیل تعامل آن با زمین ، اغلب وزن بدن نامیده می شود. جالب اینجاست که میزان وزن بدن به شتاب حرکت در جهت عمودی بستگی دارد. در مواردی که جهت شتاب مخالف شتاب جاذبه باشد ، افزایش وزن مشاهده می شود. اگر شتاب بدن با جهت سقوط آزاد همزمان باشد ، وزن بدن کاهش می یابد. به عنوان مثال ، در یک آسانسور صعودی ، در ابتدای صعود ، فرد برای مدتی احساس افزایش وزن می کند. نیازی به گفتن نیست که جرم آن در حال تغییر است. همزمان مفاهیم "وزن بدن" و "جرم" آن را جدا می کنیم.

نیروی الاستیک

هنگامی که شکل بدن تغییر می کند (تغییر شکل آن) ، نیرویی ظاهر می شود که تمایل دارد بدن را به شکل اولیه برگرداند. به این نیرو نام "نیروی الاستیک" داده شد. این در نتیجه فعل و انفعال الکتریکی ذرات تشکیل دهنده بدن بوجود می آید.

ساده ترین تغییر شکل را در نظر بگیرید: کشش و فشرده سازی. کشش همراه با افزایش در ابعاد خطی بدن ، فشرده سازی - با کاهش آنها است. کمیت مشخص کننده این فرایندها ، طول بدن نامیده می شود. بیایید آن را "x" تعیین کنیم. فرمول نیروی الاستیک رابطه مستقیمی با کشیدگی دارد. هر جسمی که دچار تغییر شکل می شود ، پارامترهای هندسی و فیزیکی خاص خود را دارد. وابستگی مقاومت الاستیک در برابر تغییر شکل به خصوصیات بدن و ماده ای که از آن ساخته شده است با ضریب الاستیسیته تعیین می شود ، بگذارید آن را سختی (k) بنامیم.

مدل ریاضی برهم کنش الاستیک توسط قانون هوک توصیف شده است.

نیروی ناشی از تغییر شکل بدن بر خلاف جهت جابجایی قسمتهای جداگانه بدن است و مستقیماً با کشیدگی آن متناسب است:

• F y \u003d -kx (در نماد برداری).

علامت "-" جهت مخالف تغییر شکل و نیرو را نشان می دهد.

به صورت اسكالر علامت منفي وجود ندارد. نیروی الاستیسیته ، فرمول آن به شکل زیر F y \u003d kx ، فقط برای تغییر شکل های الاستیک استفاده می شود.

برهم کنش میدان مغناطیسی با جریان

تأثیر یک میدان مغناطیسی بر روی یک جریان مستقیم توصیف می شود در این حالت ، به نیرویی که میدان مغناطیسی با هادی با جریان قرار گرفته در آن عمل می کند ، نیروی آمپر نامیده می شود.

برهم کنش میدان مغناطیسی با یک تجلی نیرومند باعث می شود. نیروی آمپر که فرمول آن شکل F \u003d IBlsinα دارد ، به (B) ، طول قسمت فعال رسانا (l) ، (I) در هادی و زاویه بین جهت جریان و القای مغناطیسی بستگی دارد.

با تشکر از وابستگی اخیر ، می توان ادعا کرد که بردار عملکرد میدان مغناطیسی می تواند در هنگام چرخش هادی یا تغییر جهت جریان تغییر کند. قانون دست چپ به شما امکان می دهد جهت حرکت را تعیین کنید. اگر دست چپ به گونه ای قرار گرفته باشد که بردار القای مغناطیسی به کف دست وارد شود ، چهار انگشت در امتداد جریان در هادی هدایت می شوند ، سپس انگشت شست خم 90 درجه جهت میدان مغناطیسی را نشان می دهد.

استفاده از این اثر توسط بشریت ، به عنوان مثال ، در موتورهای الکتریکی یافت شده است. چرخش روتور توسط یک میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط یک آهنربای الکتریکی قدرتمند ایجاد می شود. فرمول نیرو به شما امکان می دهد در مورد امکان تغییر قدرت موتور قضاوت کنید. با افزایش قدرت جریان یا میدان ، گشتاور افزایش می یابد که منجر به افزایش قدرت موتور می شود.

مسیرهای ذرات

اثر متقابل یک میدان مغناطیسی با یک بار به طور گسترده ای در طیف نگارهای جرمی برای مطالعه ذرات بنیادی استفاده می شود.

در این حالت ، عمل میدان باعث پیدایش نیرویی به نام نیروی لورنتس می شود. وقتی ذره بارداری که با سرعت مشخصی حرکت می کند وارد میدان مغناطیسی شود که فرمول آن شکل F \u003d vBqsinα دارد ، باعث حرکت ذره به صورت دایره می شود.

در این مدل ریاضی ، v مدول سرعت یک ذره است ، که بار الکتریکی آن q است ، B القای مغناطیسی میدان است ، α زاویه بین جهت های سرعت و القای مغناطیسی است.

ذره در یک دایره (یا یک قوس دایره) حرکت می کند ، زیرا نیرو و سرعت در زاویه 90 درجه نسبت به یکدیگر قرار دارند. تغییر جهت سرعت خطی باعث به وجود آمدن شتاب می شود.

قانون دست چپ ، که در بالا به آن پرداختیم ، هنگام مطالعه نیروی لورنتس نیز وجود دارد: اگر دست چپ به گونه ای قرار گیرد که بردار القای مغناطیسی وارد کف شود ، چهار انگشت که در یک خط گسترش یافته اند با سرعت یک ذره با بار مثبت هدایت می شوند ، سپس 90 درجه خم می شوند انگشت شست جهت نیرو را نشان می دهد.

مشکلات پلاسما

اثر متقابل میدان مغناطیسی و ماده در سیکلوترون ها استفاده می شود. مشکلات مرتبط با مطالعات آزمایشگاهی پلاسما اجازه نمی دهد آن را در رگهای بسته نگهداری کنید. بالا فقط در دماهای بالا می تواند وجود داشته باشد. می توان با استفاده از میدان های مغناطیسی ، پلاسما را در یک مکان در فضا نگه داشت و گاز را به صورت حلقه پیچید. با چرخاندن پلاسمای دمای بالا به یک رشته با استفاده از میدان های مغناطیسی ، می توان موارد کنترل شده را نیز بررسی کرد.

نمونه ای از تأثیر یک میدان مغناطیسی در شرایط طبیعی بر روی یک گاز یونیزه ، شفق قطبی است. این منظره با شکوه در دایره قطب شمال در ارتفاع 100 کیلومتری سطح زمین مشاهده می شود. درخشش رنگارنگ و مرموز گاز فقط در قرن بیستم توضیح داده شد. میدان مغناطیسی زمین نزدیک قطب ها نمی تواند مانع نفوذ باد خورشیدی به جو شود. فعال ترین تابش در امتداد خط القای مغناطیسی باعث یونیزه شدن جو می شود.

پدیده حرکت شارژ

از نظر تاریخی ، کمیت اصلی که جریان جریان را در یک رسانا مشخص می کند ، مقاومت جریان است. جالب است که این مفهوم هیچ ارتباطی با نیرو در فیزیک ندارد. قدرت فعلی ، فرمول آن شامل بار جاری در واحد زمان از سطح مقطع هادی است ، به شکل زیر است:

• I \u003d q / t ، جایی که t زمان جریان بار q است.

در حقیقت ، قدرت جریان میزان شارژ است. واحد اندازه گیری آن ، بر خلاف N ، آمپر (A) است.

تعریف نیروی کار

اقدام اجباری روی یک ماده با انجام کار همراه است. کار نیرو یک کمیت فیزیکی است که از نظر عددی برابر با محصول نیرو و جابجایی تحت عمل آن و کسینوس زاویه بین جهتهای نیرو و جابجایی است.

کار نیرویی که دنبال می شود ، فرمول آن شکل A \u003d FScosα دارد ، شامل مقدار نیرو است.

عملکرد بدن با تغییر در سرعت بدن یا تغییر شکل همراه است که نشانگر تغییرات همزمان انرژی است. کار نیرو مستقیماً به میزان آن بستگی دارد.