Təbiətdəki qüvvələr cədvəli. Fizikadan açıq dərs. Mövzu: "Təbiətdəki qüvvələr". İnertial istinad çərçivələri

Bölmələr: Fizika

məqsəd Dərs "Təbiətdəki qüvvələr" mövzusunda proqram materialını genişləndirmək və problemlərin həllində praktiki bacarıq və bacarıqları təkmilləşdirməkdən ibarətdir.

Dərsin məqsədləri:

öyrənilən materialı möhkəmləndirmək,
ümumi qüvvələr və hər bir qüvvə haqqında ayrı-ayrılıqda şagirdlərdə təsəvvür formalaşdırmaq;
məsələləri həll edərkən düsturları düzgün tətbiq etmək və çertyojları düzgün qurmaq.

Dərs multimedia təqdimatı ilə müşayiət olunur.

Zorla cisimlərin qarşılıqlı təsiri nəticəsində hər hansı bir hərəkətin səbəbi olan vektor kəmiyyəti adlanır. Qarşılıqlı təsirlər təmas, deformasiyaya səbəb olan və təmassızdır. Deformasiya, qarşılıqlı təsir nəticəsində cismin və ya onun ayrı-ayrı hissələrinin formasının dəyişməsidir.

Beynəlxalq Vahidlər Sistemində (SI) qüvvə vahidi deyilir Nyuton (H). 1 N, qüvvə istiqamətində 1 kq kütləsi olan istinad cismi üçün 1 m / s 2 sürətlənmə verən qüvvəyə bərabərdir. Gücü ölçmək üçün bir cihaz dinamometrdir.

Bədənə təsir edən qüvvə aşağıdakılardan asılıdır:

Tətbiq olunan qüvvənin böyüklüyü;
Gücün tətbiqi nöqtələri;
Güc istiqamətləri.

Təbiətinə görə qüvvələr sahə səviyyəsində qravitasiya, elektromaqnit, zəif və güclü qarşılıqlı təsirlərdir. Qravitasiya qüvvələrinə cazibə qüvvəsi, cismin çəkisi və cazibə qüvvəsi daxildir. Elektromaqnit qüvvələrə elastiklik qüvvəsi və sürtünmə qüvvəsi daxildir. Sahə səviyyəsində qarşılıqlı təsirlərə Kulon qüvvəsi, Amper qüvvəsi, Lorentz qüvvəsi kimi qüvvələr daxildir.

Təklif olunan qüvvələri nəzərdən keçirin.

Cazibə qüvvəsi.

Cazibə qüvvəsi universal cazibə qanunundan müəyyən edilir və cisimlərin qravitasiya qarşılıqlı təsiri əsasında yaranır, çünki kütləsi olan hər hansı bir cismin cazibə sahəsi var. İki cisim, kütlələrinin hasilinə düz mütənasib və mərkəzləri arasındakı məsafənin kvadratına tərs mütənasib olan, böyüklüyünə bərabər və əks istiqamətli qüvvələrlə qarşılıqlı təsir göstərir.

G = 6.67. 10 -11 - Cavendish tərəfindən təyin olunan qravitasiya sabiti.

Ümumdünya cazibə qüvvəsinin təzahürlərindən biri də cazibə qüvvəsidir və sərbəst düşmənin sürətlənməsi düsturla müəyyən edilə bilər:

Burada: M Yerin kütləsi, R z Yerin radiusudur.

Tapşırıq: Bir-birindən 500 m məsafədə yerləşən, hər birinin çəkisi 10 7 kq olan iki gəminin bir-birinə çəkildiyi qüvvəni müəyyənləşdirin.

Cazibə qüvvəsi nədən asılıdır?
Yer səthindən h hündürlüyündə təsir edən cazibə qüvvəsinin düsturu necədir?
Qravitasiya sabiti necə ölçülür?

Cazibə qüvvəsi.

Yerin bütün cisimləri özünə cəlb etdiyi qüvvəyə cazibə qüvvəsi deyilir. İşarələnmiş - ağırlıq mərkəzinə bağlanmış, radius boyunca Yerin mərkəzinə doğru yönəldilmiş F ipi, F zəncirinin = mg düsturu ilə müəyyən edilir.

Burada: m - bədən çəkisi; g - sərbəst düşmə sürətlənməsi (g \u003d 9,8 m / s 2).

Məsələ: Yerin səthində cazibə qüvvəsi 10N-dir. Yerin radiusuna (6,10 6 m) bərabər hündürlükdə nəyə bərabər olacaq?

g əmsalı hansı vahidlərlə ölçülür?
Yerin kürə olmadığını bilirik. Qütblərdə yastılaşdırılmışdır. Eyni cismin qütbdə və ekvatorda cazibə qüvvəsi eyni olacaqmı?
Düzgün və nizamsız həndəsi formalı cismin ağırlıq mərkəzini necə təyin etmək olar?

Bədən çəkisi.

Bir cismin üfüqi dayağa və ya şaquli asma üzərində cazibə qüvvəsi ilə hərəkət etdiyi qüvvəyə çəki deyilir. Təyin edilmiş - P, ağırlıq mərkəzinin altında bir dayağa və ya asma ilə bağlanmış, aşağıya doğru yönəldilmişdir.

Bədən istirahətdədirsə, çəkinin cazibə qüvvəsinə bərabər olduğunu və P = mg düsturu ilə müəyyən edildiyini iddia etmək olar.

Bədən sürətlənmə ilə yuxarıya doğru hərəkət edərsə, bədən həddindən artıq yüklənir. Çəki P \u003d m (g + a) düsturu ilə müəyyən edilir.

Bədən çəkisi cazibə modulundan təxminən iki dəfə çoxdur (ikiqat həddindən artıq yükləmə).

Bədən aşağıya doğru sürətlənmə ilə hərəkət edərsə, o zaman bədən hərəkətin ilk saniyələrində çəkisizlik hiss edə bilər. Çəki P \u003d m (g - a) düsturu ilə müəyyən edilir.

Bir tapşırıq: 80 kq lift hərəkət edir:

bərabər;

4,9 m / s 2 sürətlənmə ilə yüksəlir;
eyni sürətlənmə ilə enir.
hər üç halda liftin çəkisini təyin edin.

Ağırlıq cazibə qüvvəsindən nə ilə fərqlənir?
Ağırlığın tətbiq nöqtəsini necə tapmaq olar?
Həddindən artıq yüklənmə və çəkisizlik nədir?

Sürtünmə qüvvəsi.

Bir cismin digərinin səthində hərəkətindən yaranan, hərəkətə əks istiqamətə yönəldilmiş qüvvəyə sürtünmə qüvvəsi deyilir.

Sürtünmə qüvvəsinin ağırlıq mərkəzi altında, təmasda olan səthlər boyunca hərəkətə əks istiqamətdə tətbiqi nöqtəsi. Sürtünmə qüvvəsi statik sürtünmə qüvvəsinə, yuvarlanan sürtünmə qüvvəsinə və sürüşmə sürtünmə qüvvəsinə bölünür. Statik sürtünmə qüvvəsi bir cismin digərinin səthində hərəkətinə mane olan qüvvədir. Gəzərkən, tabana təsir edən statik sürtünmə qüvvəsi insana sürətlənmə verir. Sürüşərkən əvvəlcə hərəkətsiz cisimlərin atomları arasındakı bağlar pozulur, sürtünmə azalır. Sürüşmə sürtünmə qüvvəsi təmas edən cisimlərin nisbi sürətindən asılıdır. Yuvarlanan sürtünmə sürüşmə sürtünməsindən dəfələrlə azdır.

Sürtünmə qüvvəsi düsturla müəyyən edilir:

Burada: µ sürtünmə əmsalı, ölçüsüz qiymətdir, səthin işlənməsinin xarakterindən və təmasda olan cisimlərin materiallarının birləşməsindən (ayrı-ayrı atomların cazibə qüvvəsi) asılıdır. müxtəlif maddələrəsasən onların elektrik xüsusiyyətlərindən asılıdır);

N - dəstək reaksiya qüvvəsi - bu, bədənin ağırlığının təsiri altında səthdə meydana gələn elastik qüvvədir.

Üfüqi səth üçün: F tr = µmg

Avtomobil sürərkən bərk bədənözlü sürtünmə maye və ya qazda baş verir. Özlü sürtünmə qüvvəsi quru sürtünmə qüvvəsindən çox azdır. O, həmçinin bədənin nisbi sürətinə əks istiqamətə yönəldilir. Özlü sürtünmə ilə statik sürtünmə yoxdur. Özlü sürtünmə qüvvəsi bədənin sürətindən çox asılıdır.

Tapşırıq: Köpək kirşəsi 149 N sabit qüvvə ilə qar üzərində dayanan 100 kq çəkisi olan kirşəni çəkməyə başlayır. Qaçışların qarda sürüşmə sürtünmə əmsalı 0,05 olarsa, kirşə yolun ilk 200 m-ni nə qədər müddətə qət edəcək?

Sürtünmə üçün hansı şərt var?
Sürüşmə sürtünmə qüvvəsi nədən asılıdır?
Sürtünmə nə vaxt “faydalıdır”, nə vaxt “zərərlidir”?

Elastik qüvvə.

Bədən deformasiyaya uğradıqda, bədənin əvvəlki ölçülərini və formasını bərpa etməyə çalışan bir qüvvə yaranır. Buna elastiklik qüvvəsi deyilir.

Deformasiyanın ən sadə növü dartılma və ya sıxılma deformasiyasıdır.

Kiçik deformasiyalarda (|x|<< l) сила упругости пропорциональна деформации тела и направлена в сторону, противоположную направлению перемещения частиц тела при деформации: F упр =kх

Bu nisbət eksperimental olaraq qurulmuş Huk qanununu ifadə edir: elastik qüvvə bədən uzunluğunun dəyişməsi ilə düz mütənasibdir.

Burada: k - cismin sərtlik əmsalıdır, metr başına nyutonla ölçülür (N/m). Sərtlik əmsalı gövdənin formasından və ölçülərindən, eləcə də materialdan asılıdır.

Fizikada dartılma və ya sıxılma deformasiyası üçün Hooke qanunu adətən fərqli formada yazılır:

Burada: - nisbi deformasiya; E - Yalnız materialın xüsusiyyətlərindən asılı olan və bədənin ölçüsü və formasından asılı olmayan Young modulu. Müxtəlif materiallar üçün Young modulu geniş şəkildə dəyişir. Polad üçün, məsələn, E2 10 11 N/m 2, kauçuk üçün isə E2 10 6 N/m 2; - mexaniki stress.

Bükülmə deformasiyasında F nəzarəti = - mg və F nəzarəti = - Kx.

Beləliklə, sərtlik əmsalını tapa bilərik:

Mühəndislikdə tez-tez spiral yaylar istifadə olunur. Yaylar gərildikdə və ya sıxıldıqda elastik qüvvələr yaranır ki, bunlar da Huk qanununa tabe olur, burulma və əyilmə deformasiyaları baş verir.

Tapşırıq: Uşaq tapançasının yayı 3 sm sıxıldı.Yayın sərtliyi 700 N/m olarsa onda yaranan elastik qüvvəni təyin edin.

Bədənlərin sərtliyini nə müəyyənləşdirir?
Elastik qüvvənin səbəbini izah edin?
Elastik qüvvənin böyüklüyünü nə müəyyənləşdirir?

4. Nəticə qüvvəsi.

Nəticə qüvvəsi bir neçə qüvvənin hərəkətlərini əvəz edən qüvvədir. Bu qüvvə bir neçə qüvvədən istifadə etməklə məsələləri həll edərkən tətbiq edilir.

Cazibə qüvvəsi və dəstəyin reaksiya qüvvəsi bədənə təsir edir. Nəticə qüvvəsi, bu halda, paraleloqram qaydasına uyğun olaraq tapılır və düsturla müəyyən edilir

Nəticənin tərifinə əsaslanaraq, Nyutonun ikinci qanununu belə şərh etmək olar: nəticə qüvvəsi bədənin sürətlənməsinin və onun kütləsinin hasilinə bərabərdir.

Bir düz xətt boyunca bir istiqamətdə hərəkət edən iki qüvvənin nəticəsi bu qüvvələrin modullarının cəminə bərabərdir və bu qüvvələrin təsir istiqamətinə yönəldilmişdir. Qüvvələr eyni düz xətt boyunca, lakin müxtəlif istiqamətlərdə hərəkət edərsə, nəticə qüvvəsi təsir edən qüvvələrin modullarındakı fərqə bərabərdir və daha böyük qüvvənin təsirinə yönəldilmişdir.

Tapşırıq: 30 o bucaq meydana gətirən meylli bir təyyarənin uzunluğu 25 m-dir. vahid sürətlənmə ilə hərəkət edən bədən 2 saniyədə bu müstəvidən sürüşdü. Sürtünmə əmsalını təyin edin.

Arximedin gücü.

Arximed qüvvəsi maye və ya qazda əmələ gələn və cazibə qüvvəsinin əksinə fəaliyyət göstərən qaldırıcı qüvvədir.

Arximed prinsipi: Maye və ya qaza batırılmış cisim yerdəyişən mayenin çəkisinə bərabər olan bir qaldırıcı qüvvəyə məruz qalır.

Burada: mayenin və ya qazın sıxlığıdır; V - bədənin suya batırılmış hissəsinin həcmi; g sərbəst düşmə sürətidir.

Tapşırıq: Həcmi 1 dm 3 olan çuqun top mayeyə endirildi. Onun çəkisi 8,9 N azalıb. Top hansı mayenin içindədir?

Üzən cisimlər üçün hansı şərtlər var?
Arximed qüvvəsi mayeyə batırılmış cismin sıxlığından asılıdırmı?
Arximedin qüvvəsi necə yönəldilir?

Mərkəzdənqaçma qüvvəsi.

Mərkəzdənqaçma qüvvəsi bir dairədə hərəkət edərkən yaranır və mərkəzdən radius boyunca yönəldilir.

Burada: v – xətti sürət; r çevrənin radiusudur.

Coulomb gücü.

Nyuton mexanikasında qravitasiya kütləsi anlayışından istifadə olunur, eynilə elektrodinamikada elektrik yükü anlayışı ilkindir.Elektrik yükü zərrəciklərin və ya cisimlərin elektromaqnit qüvvəsinin qarşılıqlı təsirinə girmək xassəsini xarakterizə edən fiziki kəmiyyətdir. Yüklər Coulomb qüvvəsi ilə qarşılıqlı təsir göstərir.

Burada: q 1 və q 2 - qarşılıqlı təsir göstərən yüklər, C (Coulomb) ilə ölçülür;

r - yüklər arasındakı məsafə; k - mütənasiblik əmsalıdır.

k=9 . 10 9 (H . m 2) / Cl 2

Çox vaxt aşağıdakı formada yazılır: , burada 8,85-ə bərabər elektrik sabitidir . 10 12 C 2 /(N . m 2).

Qarşılıqlı təsir qüvvələri Nyutonun üçüncü qanununa tabedirlər: F 1 = - F 2. Onlar eyni yük əlamətlərinə malik olan itələyici qüvvələr və müxtəlif işarələrə malik cəlbedici qüvvələrdir.

Əgər yüklənmiş cisim eyni vaxtda bir neçə yüklü cisimlə qarşılıqlı təsir göstərirsə, onda bu cismə təsir edən nəticə qüvvəsi bütün digər yüklü cisimlərdən bu cismə təsir edən qüvvələrin vektor cəminə bərabərdir.

Tapşırıq: 0,5 m məsafədə yerləşən iki eyni nöqtə yükünün qarşılıqlı təsir qüvvəsi 3,6 N-dir. Bu ittihamların dəyərlərini tapın?

Niyə hər iki sürtünən cisim sürtünmə ilə elektrikləşdikdə yüklənir?
Bədən elektrikləşdikdə onun kütləsi dəyişməz qalırmı?
Kulon qanununda mütənasiblik əmsalının fiziki mənası nədir?

Amper gücü.

Maqnit sahəsində cərəyan keçirən keçiriciyə amper qüvvəsi təsir edir.

Harada: I - dirijorda cərəyan gücü; B - maqnit induksiyası; l - dirijorun uzunluğu; keçiricinin istiqaməti ilə maqnit induksiya vektorunun istiqaməti arasındakı bucaqdır.

Bu qüvvənin istiqaməti sol əl qaydası ilə müəyyən edilə bilər.

Əgər sol əl elə yerləşdirilməlidir ki, maqnit induksiyası xətləri ovucuna daxil olsun, uzadılmış dörd barmaq cərəyanın hərəkəti boyunca yönəldilir, sonra əyilmiş baş barmaq Amper qüvvəsinin istiqamətini göstərir.

Tapşırıq: dirijora təsir edən qüvvənin bir istiqaməti varsa, bir maqnit sahəsindəki bir keçiricidəki cərəyanın istiqamətini təyin edin

Amper qüvvəsi hansı şəraitdə yaranır?
Amper qüvvəsinin istiqamətini necə təyin etmək olar?
Maqnit induksiyası xətlərinin istiqamətini necə təyin etmək olar?

Lorentz qüvvəsi.

Elektromaqnit sahəsinin hər hansı bir yüklü cismə təsir etdiyi qüvvəyə Lorentz qüvvəsi deyilir.

Burada: q ödənişin məbləğidir; v - yüklənmiş hissəciyin sürəti; B - maqnit induksiyası; sürət və maqnit induksiya vektorları arasındakı bucaqdır.

Lorentz qüvvəsinin istiqaməti sol əl qaydası ilə müəyyən edilə bilər.

Tapşırıq: induksiyası 2 T-yə bərabər olan vahid maqnit sahəsində elektron maqnit induksiyası xətlərinə perpendikulyar olaraq 10 5 m/s sürətlə hərəkət edir. Elektrona təsir edən qüvvəni hesablayın.

Lorentz qüvvəsi nədir?
Lorentz qüvvələrinin mövcudluğu üçün hansı şərtlər var?
Lorentz qüvvəsinin istiqamətini necə təyin etmək olar?

Dərsin sonunda tələbələrə cədvəli doldurmaq imkanı verilir.

Gücün adı	Düstur	Şəkil	Tətbiq nöqtəsi	Fəaliyyət istiqaməti
ağırlıq
Cazibə qüvvəsi
Çəki
Sürtünmə qüvvəsi
Elastik qüvvə
Arximedin gücü
nəticə qüvvəsi
Mərkəzdənqaçma qüvvəsi
Pendant Force
Amp gücü
Lorentz qüvvəsi

Ədəbiyyat:

M.Yu.Demidova, İ.İ.Nurminski “USE 2009”
İ.V.Krivçenko "Fizika - 7"
V.A.Kasyanov “Fizika. Profil Səviyyəsi”

Güc- cisimlərin mexaniki qarşılıqlı təsirinin ölçüsü. Güc cismin sürətinin dəyişməsinin və ya onda deformasiyaların baş verməsinin (forma və ya həcmdə dəyişiklik) səbəbidir. Qüvvə onun modulu (bölgəsi), istiqaməti və qüvvənin tətbiq nöqtəsi ilə xarakterizə olunan vektor kəmiyyətidir. Gücün təsir xətti qüvvənin tətbiqi nöqtəsindən keçən və qüvvə vektorunun istiqamətini davam etdirən düz xəttdir. SI güc vahidi Nyutondur [N]. Təbiətdəki bütün qüvvələr dörd əsas qarşılıqlı təsirə əsaslanır:

elektrik yüklü cisimlər arasında hərəkət edən elektromaqnit qüvvələri,
kütləvi cisimlər arasında hərəkət edən cazibə qüvvələri,
güclü nüvə qüvvəsi, atom nüvəsi ölçüsündə və daha az ölçüdə hərəkət edən (adronlarda kvarklar arasında əlaqə və nüvələrdə nuklonlar arasında cazibə üçün cavabdehdir).
atom nüvəsinin ölçüsündən çox kiçik məsafələrdə özünü göstərən zəif nüvə qarşılıqlı təsiri.

Güclü və zəif qarşılıqlı təsirlərin intensivliyi güc vahidləri ilə deyil, enerji vahidləri (elektron-volt) ilə ölçülür və buna görə də onlara “qüvvə” termininin tətbiqi ixtiyaridir. Gücün hərəkəti həm birbaşa təmasda (sürtünmə, birbaşa təmasda bir-birinə təzyiq), həm də cisimlərin yaratdığı sahələr (qravitasiya sahəsi, elektromaqnit sahəsi) vasitəsilə baş verə bilər. Maraqlı və məlumatlandırıcı sayt http://misterigell.ru sizin üçün.
Qüvvələrin sistemə təsiri nöqteyi-nəzərindən nəzərə alın:

daxili qüvvələr - verilmiş sistemin nöqtələri (cisimləri) arasında qarşılıqlı təsir qüvvələri;
xarici qüvvələr - bu sistemə aid olmayan nöqtələrdən (cisimlərdən) verilmiş sistemin nöqtələrinə (cisimlərinə) təsir edən qüvvələr. Xarici qüvvələrə yüklər deyilir.

Qüvvələr aşağıdakılara bölünə bilər:

reaktiv qüvvələr - birləşmə reaksiyaları. Əgər cismin kosmosda hərəkəti digər cisimlər (bağlar, dayaqlar) ilə məhdudlaşdırılırsa, bu cisimlərin verilmiş cismə təsir etdiyi qüvvələrə əlaqə (dəstək) reaksiyaları deyilir.
aktiv qüvvələr - başqa cisimlərin verilmiş birinə təsirini xarakterizə edən və onun kinematik vəziyyətini dəyişdirən qüvvələr. Təmas növündən asılı olaraq aktiv qüvvələr bölünür
həcmli - bədənin hər bir hissəciyinə təsir edən qüvvələr, məsələn, bədənin çəkisi;
səth - bədənin bir hissəsinə təsir edən və cisimlərin birbaşa təmasını xarakterizə edən qüvvələr. Səthi qüvvələr bunlardır:
cəmlənmiş - bədənlə müqayisədə kiçik olan saytlarda hərəkət etmək, məsələn, yolda təkərin təzyiqi;
paylanmış - gövdə ilə müqayisədə kiçik olmayan saytlarda hərəkət edir, məsələn, yolda bir traktor tırtılının təzyiqi.

Ən məşhur qüvvələr:
elastik qüvvələr- bədənin deformasiyasından yaranan və bu deformasiyaya qarşı çıxan qüvvələr molekullararası qarşılıqlı təsirin təzahürü olmaqla elektromaqnit xarakterlidir. Elastik qüvvə vektoru yerdəyişmənin əksinə, səthə perpendikulyar yönəldilmişdir. Məsələn, bir elastik bandı sıxarsanız, yükü götürdükdən sonra elastik qüvvənin təsiri altında şəklini bərpa edəcəkdir.
Sürtünmə qüvvələri- bərk cisimlərin nisbi hərəkətindən yaranan və bu hərəkətə qarşı çıxan qüvvə molekullararası qarşılıqlı təsirin makroskopik təzahürü olmaqla elektromaqnit xarakterlidir. Sürtünmə qüvvəsi vektoru sürət vektorunun əksinə yönəldilmişdir. Məsələn, sürtünmə qüvvəsi xizək qarda, ayaq altı ilə yer arasında sürüşən zaman yaranır.
Ətraf mühitin müqavimət qüvvələri- bərk cismin maye və ya qaz mühitində hərəkətindən yaranan qüvvələr molekullararası qarşılıqlı təsirin təzahürü olmaqla elektromaqnit xarakterlidir. Müqavimət qüvvəsi vektoru sürət vektorunun əksinə yönəldilmişdir. Məsələn, bir təyyarə havada hərəkət edərkən.
Səthi gərginlik qüvvələri− fazaların ayrılması səthində yaranan qüvvələr molekullararası qarşılıqlı təsirin təzahürü olmaqla elektromaqnit xarakterlidir. Gərginlik qüvvəsi tangensial olaraq interfeysə yönəldilir. Məsələn, bir sikkə mayenin səthində uzana bilər, həşəratlar su üzərində qaçır.
Cazibə qüvvəsi- Kainatın hər hansı cisimlərinin bir-birini cəlb etdiyi qüvvə, bu cisimlərin kütlələrinin hasilinə düz mütənasibdir və aralarındakı məsafənin kvadratına tərs mütənasibdir. Məsələn, Yer Günəşə, eyni zamanda Yer də Aya və Günəşə cəlb olunur.
Cazibə qüvvəsi Yer tərəfindən bədənə təsir edən və ona sərbəst düşmə sürətini verən qüvvədir. Cazibə qüvvəsi qravitasiya cazibə qüvvələrinin və Yerin fırlanmasının mərkəzdənqaçma qüvvəsinin cəmidir. Məsələn, bir cismin cazibə qüvvəsinin təsiri altında Yer düşür.
ətalət qüvvəsi− qeyri-inertial istinad sistemlərində (sürətlənmə ilə hərəkət edən) nisbi hərəkəti nəzərdən keçirərkən Nyutonun ikinci qanununu yerinə yetirmək üçün tətbiq edilən uydurma qüvvə (mexaniki qarşılıqlı təsir ölçüsü deyil). Vahid sürətlənmiş cisimlə əlaqəli istinad çərçivəsində ətalət qüvvəsi sürətlənmənin əksinə yönəldilir. Rahatlıq üçün ümumi ətalət qüvvəsindən cismin fırlanma oxundan yönəldilmiş mərkəzdənqaçma qüvvəsini və cismin fırlanan istinad çərçivəsinə nisbətən hərəkəti zamanı yaranan Koriolis qüvvəsini rahatlıq üçün ayırmaq olar.
Başqa qüvvələr də var.

Denis, 6-cı sinif, HFML % 27

Təbiətdə çoxlu müxtəlif növ qüvvələr var: qravitasiya, cazibə qüvvəsi, Lorentz, Amper, sabit yüklərin qarşılıqlı təsiri və s., lakin bunların hamısı son nəticədə az sayda fundamental (əsas) qarşılıqlı təsirlərə düşür. Müasir fizika təbiətdə yalnız dörd növ qüvvə və ya dörd növ qarşılıqlı təsirin olduğuna inanır:

1) qravitasiya qarşılıqlı təsiri (qravitasiya sahələri vasitəsilə həyata keçirilir);

2) elektromaqnit qarşılıqlı təsir (elektromaqnit sahələri vasitəsilə həyata keçirilir);

3) nüvə (və ya güclü) (nüvədəki hissəciklərin əlaqəsini təmin edir);

4) zəif (elementar hissəciklərin parçalanması proseslərinə cavabdehdir).

Klassik mexanika çərçivəsində qravitasiya və elektromaqnit qüvvələri, eləcə də elastik qüvvələr və sürtünmə qüvvələrindən bəhs edilir.

Qravitasiya qüvvələri(qravitasiya qüvvələri) ümumdünya cazibə qanununa tabe olan cazibə qüvvələridir. İstənilən iki cisim bir-birinə modulu kütlələrinin hasilinə düz mütənasib və aralarındakı məsafənin kvadratına tərs mütənasib olan qüvvə ilə cəlb olunur:

burada \u003d 6.67 × 10 -11 N × m 2 / kq 2 cazibə sabitidir.

Cazibə qüvvəsi- bədənin Yer tərəfindən cəlb olunduğu qüvvə. Yerə cazibə qüvvəsinin təsiri altında bütün cisimlər Yer səthinə nisbətən eyni sürətlənmə ilə düşür, buna sərbəst düşmə sürəti deyilir. Nyutonun ikinci qanununa görə hər hansı bir cismə qüvvə təsir edir cazibə qüvvəsi adlanır. Ağırlıq mərkəzinə yapışdırılır.

Çəki–-dan Bədənin Yerə çəkilərək asma və ya dayaq üzərində hərəkət etdiyi lil . Bədənə tətbiq olunan cazibə qüvvəsi olan cazibə qüvvəsindən fərqli olaraq, çəki bir dayağa və ya asmaya tətbiq olunan elastik qüvvədir. Cazibə qüvvəsi yalnız dayaq və ya asma Yerə nisbətən hərəkətsiz olduqda çəkiyə bərabər olur. Çəkinin modulu cazibə qüvvəsindən böyük və ya az ola bilər. Dəstəyin (məsələn, yük daşıyan lift) sürətlənmiş hərəkəti vəziyyətində, hərəkət tənliyi (dayanağın reaksiya qüvvəsinin böyüklüyünə görə çəkiyə bərabər olduğunu, lakin əks işarəyə malik olduğunu nəzərə alaraq ): Þ . Hərəkət yuxarıdırsa , aşağı: .

Bədən sərbəst düşmə vəziyyətində olduqda, onun çəkisi sıfırdır, yəni. vəziyyətdədir çəkisizlik.

elastik qüvvələr cisimlərin deformasiyası ilə müşayiət olunan qarşılıqlı təsiri nəticəsində yaranır. Elastik (kvazielastik) qüvvə hissəciyin tarazlıq mövqeyindən yerdəyişməsinə mütənasibdir və tarazlıq mövqeyinə doğru yönəldilir:

Sürtünmə qüvvələri təmasda olan cisimlərin molekulları və atomları arasında qarşılıqlı təsir qüvvələrinin olması səbəbindən yaranır. Tikanların qüvvələri: a) iki hərəkət edən cisim təmasda olduqda yaranır; b) təmas səthinə paralel hərəkət etmək; d) bədənin hərəkətinə qarşı yönəlmiş.

Hər hansı bir interlayer və ya sürtkü maddəsi olmadığı halda bərk cisimlərin səthləri arasındakı sürtünmə deyilir quru. Bərk cisimlə maye və ya qaz mühiti, eləcə də belə mühitin təbəqələri arasındakı sürtünmə adlanır. özlü və ya maye. Quru sürtünmənin üç növü var: statik sürtünmə, sürüşmə sürtünməsi və yuvarlanan sürtünmə.

statik sürtünmə qüvvəsi təmasda olan iki cismin istirahətdə olduqları zaman onlara təsir edən qüvvədir. O, böyüklüyünə bərabərdir və bədəni hərəkətə keçirməyə məcbur edən qüvvəyə əks istiqamətdədir: ; , burada m sürtünmə əmsalıdır.

Sürüşmə sürtünmə qüvvəsi bir cismin digərinin səthi üzərində sürüşməsi zamanı yaranır: və verilmiş cismin digərinə nisbətən hərəkətinə əks istiqamətdə sürtünmə səthlərinə tangensial olaraq yönəldilir. Sürüşmə sürtünmə əmsalı cisimlərin materialından, səthlərin vəziyyətindən və cisimlərin nisbi sürətindən asılıdır.

Bir bədən digərinin səthində yuvarlandıqda, yuvarlanan sürtünmə qüvvəsi, bədənin yuvarlanmasının qarşısını alır. Təmas edən cisimlərin eyni materialları ilə yuvarlanan sürtünmə qüvvəsi həmişə sürüşmə sürtünmə qüvvəsindən azdır. Bu praktikada istifadə olunur, düz rulmanlar top və ya diyircəkli rulmanlarla əvəz olunur.

Elastik qüvvələr və sürtünmə qüvvələri elektromaqnit mənşəli bir maddənin molekulları arasındakı qarşılıqlı təsirin təbiəti ilə müəyyən edilir, buna görə də təbiətinə görə elektromaqnit mənşəlidir. Qravitasiya və elektromaqnit qüvvələri əsasdır - onları başqa, daha sadə qüvvələrə endirmək olmaz. Elastik qüvvələr və sürtünmə qüvvələri əsas deyil. Fundamental qarşılıqlı əlaqə qanunların sadəliyi və dəqiqliyi ilə xarakterizə olunur.

Qüvvələrin müxtəlifliyinə baxmayaraq, yalnız dörd növ qarşılıqlı təsir mövcuddur: qravitasiya, elektromaqnit, güclü və zəif.

Qravitasiya qüvvələri kosmik miqyasda nəzərəçarpacaq dərəcədə təzahür edir. Cazibə qüvvələrinin təzahürlərindən biri cisimlərin sərbəst düşməsidir. Yer bütün cisimlərə eyni sürəti verir, buna sərbəst düşmə sürəti g deyilir. Coğrafi enliyə görə bir qədər dəyişir. Moskva enində 9,8 m / s 2-ə bərabərdir.

Elektrik yükləri olan hissəciklər arasında elektromaqnit qüvvələr hərəkət edir. Güclü və zəif qarşılıqlı təsirlər atom nüvələrinin daxilində və nüvə çevrilmələrində özünü göstərir.

Kütlələri olan bütün cisimlər arasında cazibə qüvvəsi mövcuddur. Nyutonun ümumdünya cazibə qanununda deyilir:

Maddi nöqtələr kimi qəbul edilə bilən iki cismin qarşılıqlı cazibə qüvvəsi onların kütlələrinin hasilinə düz mütənasibdir və aralarındakı məsafənin kvadratına tərs mütənasibdir:

Proporsionallıq faktoru saat qravitasiya sabiti adlanır. 6,67 10 -11 N m 2 /kq 2-ə bərabərdir.

Yalnız Yerdən gələn cazibə qüvvəsi bədənə təsir edirsə, o, mq-a bərabərdir. Bu G cazibə qüvvəsidir (Yerin fırlanmasını nəzərə almadan). Cazibə qüvvəsi, hərəkətindən asılı olmayaraq Yerdəki bütün cisimlərə təsir göstərir.

Cism sərbəst düşmə sürəti ilə (və ya hətta aşağıya doğru daha aşağı sürətlənmə ilə) hərəkət etdikdə tam və ya qismən çəkisizlik fenomeni müşahidə olunur.

Tam çəkisizlik - stenddə və ya asma üzərində təzyiq yoxdur. Çəki - cismin üfüqi dayağa təzyiq qüvvəsi və ya bu cismin Yerə cazibə qüvvəsi ilə bağlı yaranan ondan asılmış cismin tərəfdən ipin gərginlik qüvvəsi.

Cismlər arasındakı cazibə qüvvələri pozulmazdır, bədənin çəkisi isə yox ola bilər. Deməli, Yer ətrafında ilk kosmik sürətlə hərəkət edən peykdə g sürəti ilə düşən liftdəki kimi çəki yoxdur.

Elektromaqnit qüvvələrinə misal olaraq sürtünmə və elastiklik qüvvələrini göstərmək olar. Sürüşmə sürtünmə qüvvələri ilə yuvarlanan sürtünmə qüvvələrini fərqləndirin. Sürüşmə sürtünmə qüvvəsi yuvarlanan sürtünmə qüvvəsindən qat-qat böyükdür.

Sürtünmə qüvvəsi müəyyən bir intervalda bir cismi digərinə nisbətən hərəkət etdirməyə meylli olan tətbiq olunan qüvvədən asılıdır. Müxtəlif böyüklükdə bir qüvvə tətbiq etməklə, kiçik qüvvələrin bədəni hərəkət etdirə bilməyəcəyini görəcəyik. Bu zaman kompensasiya edən statik sürtünmə qüvvəsi yaranır.

Bütün məlum qarşılıqlı təsirlər və buna uyğun olaraq təbiətdəki qüvvələr aşağıdakı dörd növə endirilir: qravitasiya, elektromaqnit, güclü, zəif.

Qravitasiya qarşılıqlı təsiri Kainatdakı bütün cisimlərə xas olan, yerləşdiyi mühitdən asılı olmayaraq təbiətdəki bütün cisimlərin qarşılıqlı cazibəsi şəklində özünü göstərir, adi enerjilərdə elementar hissəciklərin mikrokosmosunda rol oynamır. Parlaq bir nümunə Yerin cazibəsidir. Bu qarşılıqlı təsirə tabedir cazibə qanunu : kütlələri m 1 və m 2 olan iki maddi nöqtə arasındakı qarşılıqlı təsir qüvvəsi bu kütlələrin hasilinə düz mütənasibdir və aralarındakı məsafənin kvadratına tərs mütənasibdir. Riyazi olaraq bu qanunun forması var:

harada G\u003d 6.67 10 -11 N m 2 / kq 2 - kütlələri olan iki eyni cisim arasında cazibə qüvvəsini təyin edən cazibə sabiti m 1 = m 2 = 1 kq məsafə r= 1 m.

Elektromaqnit qarşılıqlı təsir - qarşılıqlı təsir sabit və hərəkət edən elektrik yükləri arasında. Bu qarşılıqlı təsir, xüsusən də molekullararası və atomlararası qarşılıqlı təsir qüvvələrini müəyyən edir.

İki nöqtəli sabit yük arasında qarşılıqlı əlaqə q 1 Və q 2 Coulomb qanununa tabedir:

harada k\u003d 9 10 9 N m 2 / Kl 2 - mütənasiblik əmsalı.

Əgər yük maqnit sahəsində hərəkət edirsə, ona Lorentz qüvvəsi təsir edir:

v yükləmə dərəcəsi, V maqnit induksiya vektorudur.

Clilliqarşılıqlı əlaqə atomun nüvəsindəki nuklonların bağlanmasını təmin edir. Zəif elementar hissəciklərin parçalanmasının əksəriyyətinə, həmçinin neytrinoların maddə ilə qarşılıqlı təsir proseslərinə cavabdehdir.

Klassik mexanikada biz cazibə qüvvələrinin, elastik qüvvələrin, sürtünmə qüvvələrinin və başqalarının meydana gəlməsinə səbəb olan cazibə və elektromaqnit qüvvələri ilə məşğul oluruq.

Cazibə qüvvəsi bədənin Yerlə qarşılıqlı əlaqəsini xarakterizə edir.

Yerin yaxınlığında bütün cisimlər təxminən eyni sürətlənmə ilə düşür. g 9,8 m / s 2, adlanır sərbəst düşmə sürətlənməsi. Buradan belə nəticə çıxır ki, Yerin yaxınlığında hər bir cisim Yerin mərkəzinə doğru yönəlmiş və bədənin kütləsi və sərbəst düşmə sürətinin məhsuluna bərabər olan cazibə qüvvəsinin təsirinə məruz qalır.

Yer səthinin yaxınlığında sahə vahiddir ( g= const). Müqayisə edir
-dan
, biz bunu alırıq
.

Dəstək reaksiya qüvvəsi - güc onunla dəstək bədənə təsir edir. Bədənə yapışdırılır və təmas səthinə perpendikulyardır. Bədən üfüqi bir səthdə yerləşirsə, dəstək reaksiya qüvvəsi ədədi olaraq cazibə qüvvəsinə bərabərdir. 2 halı nəzərdən keçirək.

1. Fig.

Bədənin dincəlməsinə icazə verin, sonra iki qüvvə ona təsir edir. Nyutonun 2-ci qanununa görə

Bu qüvvələrin y oxuna proyeksiyalarını tapaq və bunu əldə edək

2. İndi bədən bucaq yaradan meylli bir müstəvidə olsun üfüqlə (şəklə bax).

Bədənin istirahətdə olduğu halı nəzərdən keçirək, onda bədənə iki qüvvə təsir edəcək, hərəkət tənliyi birinci vəziyyətə bənzəyir. Nyutonun 2-ci qanununu y oxundakı proyeksiyada yazaraq əldə edirik ki, dayağın reaksiya qüvvəsi ədədi olaraq bu səthə perpendikulyar olan cazibə qüvvəsinin proyeksiyasına bərabərdir.

Bədən çəkisi - cismin dayağa və ya asmaya təsir etdiyi qüvvə. Bədənin çəkisi mütləq dəyərdə dəstək reaksiya qüvvəsinə bərabərdir və əksinə yönəldilir

Ağırlıq və çəki tez-tez qarışdırılır. Bunun səbəbi sabit dayaq vəziyyətində bu qüvvələrin böyüklüyünə və istiqamətinə görə eyni olmasıdır.Lakin bu qüvvələrin müxtəlif cisimlərə tətbiq olunduğunu xatırlamalıyıq: cazibə qüvvəsi bədənin özünə tətbiq edilir, çəki asma və ya dayağa tətbiq edilir. Bundan əlavə, cazibə qüvvəsi bədənin istirahət və ya hərəkət etməsindən asılı olmayaraq həmişə mq-a bərabərdir, çəki qüvvəsi dəstəyin və cismin hərəkət etdiyi sürətdən asılıdır və o, daha çox və ya az ola bilər. mq-dan, xüsusən də çəkisizlik vəziyyətində sıfıra çevrilir.

Elastik qüvvə. Xarici qüvvələrin təsiri altında bədənin şəklində bir dəyişiklik baş verə bilər - deformasiya. Əgər qüvvənin dayandırılmasından sonra bədənin forması bərpa olunarsa, deformasiya deyilir elastik. Elastik deformasiya üçün Huk qanunu etibarlıdır:

x- bədənin ox boyunca uzanması X, k adlanan mütənasiblik əmsalıdır əmsal elastiklik.

Cismlərin birbaşa təması zamanı elastik qüvvələrə əlavə olaraq, sürtünmə qüvvələri deyilən başqa bir növ qüvvələr yarana bilər.

Sürtünmə qüvvələri.

Sürtünmə qüvvələri iki növdür:

Statik sürtünmə qüvvəsi.

Cismlərin hərəkəti nəticəsində yaranan sürtünmə qüvvəsi.

statik sürtünmə qüvvəsi- səthin üzərində dayanan cismə bədənə tətbiq olunan qüvvənin əksi istiqamətində təsir etdiyi qüvvə (şəklə bax) və mütləq qiymətdə ona bərabərdir

2-ci növ sürtünmə qüvvələri təmasda olan cisimlər və ya hissələri bir-birinə nisbətən hərəkət etdikdə meydana çıxır. Təmasda olan iki cismin nisbi hərəkətindən yaranan sürtünmə deyilir xarici. Eyni bərk cismin hissələri (maye və ya qaz) arasındakı sürtünmə deyilir daxili.

sürüşmə sürtünmə qüvvəsi başqa cismin səthi boyunca hərəkəti prosesində cismə təsir edir və bu cisimlərlə dayaq reaksiya qüvvəsi N arasındakı sürtünmə əmsalının  məhsuluna bərabərdir və bunun nisbi sürətinə əks istiqamətə yönəldilir. bədən

F = N

Sürtünmə qüvvələri təbiətdə çox mühüm rol oynayır. Gündəlik həyatımızda sürtünmə çox vaxt faydalıdır. Məsələn, buzlu şəraitdə, yol səthi ilə piyadaların altlığı və ya nəqliyyat vasitələrinin təkərləri arasındakı sürtünmə əhəmiyyətli dərəcədə azaldıqda piyadaların və nəqliyyat vasitələrinin üzləşdiyi çətinliklər. Sürtünmə qüvvələri olmasaydı, mebel rulon zamanı gəmidə olduğu kimi yerə bərkidilməli idi, çünki ən kiçik üfüqi olmayan mərtəbədə o, yamac istiqamətində sürüşəcəkdi.

İmpulsun saxlanması qanunu

Qapalı (təcrid olunmuş) cisimlər sistemi, cisimləri xarici cisimlərlə qarşılıqlı əlaqədə olmayan və ya xarici qüvvələrin nəticəsi olan bir sistemdir. sıfıra bərabərdir.

Əgər xarici qüvvələr maddi nöqtələr sisteminə təsir etmirsə, yəni sistem təcrid olunur ( Bağlı ), (3.12)-dən belə nəticə çıxır ki

(3.13)

Klassik fizikanın əsas qanununu aldıq - impulsun saxlanması qanunu: təcrid olunmuş (qapalı) sistemdə ümumi impuls sabit qalır. İmpulsun qorunması qanununun yerinə yetirilməsi üçün sistemin qapalı olması kifayətdir.

İmpulsun saxlanması qanunu təbiətin heç bir istisna tanımayan əsas qanunudur.

Qeyri-relativistik vəziyyətdə anlayışı təqdim etmək olar maddi nöqtələr sisteminin kütlə mərkəzi (ətalət mərkəzi)., radius vektoru olan xəyali nöqtə kimi başa düşülür , düstur üzrə maddi nöqtələrin vektorlarının radiusları ilə ifadə edilir:

(3.14)

(3.14) münasibətinin zaman törəməsini götürərək verilmiş istinad sistemində kütlə mərkəzinin sürətini tapaq.

. (3.14)

Sistemin impulsu sistemin kütləsi ilə onun ətalət mərkəzinin sürətinin hasilinə bərabərdir.

. (3.15)

Kütlə mərkəzi anlayışı tənliyi verməyə imkan verir
tez-tez daha əlverişli olan başqa bir forma. Bunun üçün sistemin kütləsinin sabit qiymət olduğunu nəzərə almaq kifayətdir. Sonra

(3.16)

harada sistemə təsir edən bütün xarici qüvvələrin cəmidir. (3.16) tənliyi sistemin ətalət mərkəzinin hərəkət tənliyidir. Kütlə mərkəzinin hərəkəti haqqında teorem oxuyur: kütlə mərkəzi maddi nöqtə kimi hərəkət edir, onun kütləsi bütün sistemin ümumi kütləsinə bərabərdir və təsir edən qüvvə sistemə təsir edən bütün xarici qüvvələrin həndəsi cəmidir..

Sistem bağlıdırsa, o zaman
. Bu halda (3.16) tənliyi olur
, bu V=const deməkdir. Qapalı sistemin kütlə mərkəzi düz və bərabər şəkildə hərəkət edir.