Сила (физическо количество). Измерваме силата

Думата "власт" е толкова всеобхватна, че да й се даде ясна концепция е почти невъзможна задача. Разнообразието от мускулна сила до сила на ума не покрива целия спектър от понятия, вложени в него. Силата се счита за физическо количество, има ясно определена стойности дефиниция. Формулата за сила дефинира математически модел: зависимостта на силата от основните параметри.

Историята на изследването на силата включва дефинирането на зависимостта от параметрите и експерименталното доказателство на зависимостта.

Сила във физиката

Силата е мярка за взаимодействието на телата. Взаимното действие на телата едно върху друго описва напълно процесите, свързани с промяна в скоростта или деформация на телата.

Като физическа величина силата има мерна единица (в системата SI - Нютон) и устройство за нейното измерване - динамометър. Принципът на действие на силомера се основава на сравняване на силата, действаща върху тялото, със силата на еластичност на пружината на динамометъра.

За сила от 1 нютон се приема силата, при която тяло с маса 1 kg променя скоростта си с 1 m за 1 секунда.

Силата се определя като:

• посока на действие;
• точка на приложение;
• модул, абсолютна стойност.

Описвайки взаимодействието, не забравяйте да посочите тези параметри.

Видове естествени взаимодействия: гравитационно, електромагнитно, силно, слабо. Гравитационна земно притеглянесъс своята разновидност - гравитация) съществуват поради влиянието на гравитационните полета, обграждащи всяко тяло, което има маса. Изследването на гравитационните полета не е приключило досега. Все още не е възможно да се намери източникът на полето.

По-голям брой сили възникват поради електромагнитното взаимодействие на атомите, които съставляват веществото.

сила на натиск

Когато едно тяло взаимодейства със Земята, то упражнява натиск върху повърхността. Силата на която има формата: P = mg, се определя от масата на тялото (m). Ускорение свободно падане(ж) има различни значенияна различни географски ширини на земята.

Вертикалната сила на натиск е равна по модул и противоположна по посока на еластичната сила, възникваща в опората. Формулата на силата се променя в зависимост от движението на тялото.

Промяна в телесното тегло

Действието на тялото върху опора поради взаимодействие със Земята често се нарича тегло на тялото. Интересното е, че размерът на телесното тегло зависи от ускорението на движението във вертикална посока. В случай, че посоката на ускорение е противоположна на ускорението на свободното падане, се наблюдава увеличаване на теглото. Ако ускорението на тялото съвпада с посоката на свободно падане, тогава теглото на тялото намалява. Например, докато е във възходящ асансьор, в началото на изкачването човек усеща за известно време увеличаване на теглото. Не е необходимо да се твърди, че масата му се променя. В същото време споделяме понятията „телесно тегло“ и неговата „маса“.

Еластична сила

Когато формата на тялото се промени (деформацията му), се появява сила, която има тенденция да върне тялото в първоначалната му форма. Тази сила е получила името "еластична сила". Възниква в резултат на електрическото взаимодействие на частиците, които изграждат тялото.

Помислете за най-простата деформация: напрежение и компресия. Разтягането е придружено от увеличаване линейни размеритела, компресия - тяхното намаляване. Стойността, характеризираща тези процеси, се нарича удължаване на тялото. Нека го обозначим с "x". Формулата за еластична сила е пряко свързана с удължението. Всяко тяло, подложено на деформация, има свои собствени геометрични и физически параметри. Зависимостта на еластичното съпротивление на деформация от свойствата на тялото и материала, от който е направено, се определя от коефициента на еластичност, да го наречем твърдост (k).

Математическият модел на еластичното взаимодействие се описва от закона на Хук.

Силата, произтичаща от деформацията на тялото, е насочена срещу посоката на изместване на отделни части на тялото, е право пропорционална на неговото удължение:

• F y = -kx (във векторна нотация).

Знакът "-" показва обратната посока на деформация и сила.

В скаларна форма отрицателен знаклипсва. Еластична сила, чиято формула е, както следва F y = kx, се използва само за еластични деформации.

Взаимодействие на магнитно поле с ток

Влияние магнитно полена Д.К.В този случай силата, с която магнитното поле действа върху проводник с ток, поставен в него, се нарича сила на Ампер.

Взаимодействието на магнитното поле с предизвиква проявление на сила. Силата на Ампер, чиято формула е F = IBlsinα, зависи от (B), дължината на активната част на проводника (l), (I) в проводника и ъгъла между посоката на тока и магнитния индукция.

Благодарение на последната зависимост може да се твърди, че векторът на магнитното поле може да се промени при завъртане на проводника или промяна на посоката на тока. Правилото за лявата ръка ви позволява да зададете посоката на действие. Ако лява ръкапозиция по такъв начин, че векторът на магнитната индукция да влезе в дланта, четири пръста са насочени по протежение на тока в проводника, след което се огъват на 90 ° палецпоказва посоката на магнитното поле.

Използването на този ефект от човечеството е открито, например, в електрическите двигатели. Въртенето на ротора се причинява от магнитно поле, създадено от мощен електромагнит. Формулата на силата ви позволява да прецените възможността за промяна на мощността на двигателя. С увеличаване на тока или силата на полето въртящият момент се увеличава, което води до увеличаване на мощността на двигателя.

Траектории на частиците

Взаимодействието на магнитно поле със заряд се използва широко в масспектрографите при изследване на елементарни частици.

Действието на полето в този случай предизвиква появата на сила, наречена сила на Лоренц. Когато заредена частица, движеща се с определена скорост, навлезе в магнитно поле, формулата на което има формата F = vBqsinα, кара частицата да се движи в кръг.

В това математически модел v е модулът на скоростта на частиците, електрически зарядкоето - q, B е магнитната индукция на полето, α е ъгълът между посоките на скоростта и магнитната индукция.

Частицата се движи в кръг (или дъга на окръжност), тъй като силата и скоростта са насочени под ъгъл от 90 ° една спрямо друга. Промяната в посоката на линейната скорост води до появата на ускорение.

Правилото на лявата ръка, обсъдено по-горе, се прилага и при изучаване на силата на Лоренц: ако лявата ръка е поставена по такъв начин, че векторът на магнитната индукция влиза в дланта, четири пръста, изпънати в една линия, се насочват по скоростта на положително заредена частица, след това огънат на 90 ° палецът ще покаже посоката на силата.

Проблеми с плазмата

Взаимодействието на магнитно поле и материя се използва в циклотроните. Проблеми, свързани с лабораторно изследванеплазма, не позволявайте да се съдържа в затворени съдове. Високо може да съществува само при високи температури. Плазмата може да се задържи на едно място в пространството с помощта на магнитни полета, усукващи газа под формата на пръстен. Контролираните могат да бъдат изследвани и чрез усукване на високотемпературна плазма в нишка с помощта на магнитни полета.

Пример за действието на магнитно поле в vivoвърху йонизиран газ - полярно сияние. Това величествено зрелище се наблюдава отвъд полярния кръг на надморска височина от 100 км над земната повърхност. Мистериозното цветно сияние на газа може да бъде обяснено само през 20-ти век. Земното магнитно поле близо до полюсите не може да попречи на слънчевия вятър да проникне в атмосферата. Най-активното излъчване, насочено по линиите на магнитната индукция, причинява йонизация на атмосферата.

Явления, свързани с движението на заряда

Исторически, основната величина, характеризираща протичането на тока в проводник, се нарича сила на тока. Интересното е, че тази концепция няма нищо общо със силата във физиката. Силата на тока, чиято формула включва заряда, протичащ за единица време напречно сечениепроводникът изглежда така:

• I = q/t, където t е времето на потока на заряда q.

Всъщност силата на тока е количеството на заряда. Неговата мерна единица е ампер (A), за разлика от N.

Определяне на работата на сила

Силовото действие върху вещество се придружава от извършване на работа. Работата на силата е физическа величина, числено равна на произведението на силата и преместването, преминато под нейното действие, и косинуса на ъгъла между посоките на силата и преместването.

Желаната работа на силата, чиято формула е A = FScosα, включва големината на силата.

Действието на тялото е придружено от промяна в скоростта на тялото или деформация, което показва едновременни промени в енергията. Работата, извършена от сила, е пряко свързана с нейната величина.

Как се измерва силата? В какви единици се измерва силата?

Още в училище учехме, че концепцията за "сила"; Въведен във физиката от човек, на когото на главата му падна ябълка. Между другото, падна поради "гравитацията". Изглежда, че Нютон е било фамилното му име. Така той нарече мерната единица за сила. Въпреки че можеше да го нарече ябълка, все пак го удари по главата!

Според Международната система на единиците (SI), силата се измерва в нютони.

Според Техническа системаЕдиници, силата се измерва в тон-сила, килограм-сила, грам-сила и т.н.

Според CGS системата от единици единицата за сила е дина.

В СССР известно време за измерване на сила използваха такава мерна единица като стената.

Освен това във физиката има така наречените естествени единици, според които силата се измерва в планкови сили.

• • В какво е силата, братко?
  • Нютони брато...

  (Физика спря да се преподава в училище?)

Силае едно от най-известните понятия във физиката. Под силасе разбира като величина, която е мярка за въздействието върху тялото от други тела и различни физически процеси.

С помощта на сила може да се случи не само движението на обекти в пространството, но и тяхната деформация.

Действието на всяка сила върху тяло се подчинява на 3-те закона на Нютон.

Мерна единицасила в международната система от единици SI е Нютон. Той е отбелязан с буквата Х.

1N е сила, под въздействието на която върху физическо тяло с маса 1 kg това тяло придобива ускорение, равно на 1 ms.

Инструмент, използван за измерване на сила е динамометър.

Също така си струва да се отбележи, че редица физически величини се измерват в други единици.

Например:

Силата на тока се измерва в ампера.

Интензитетът на светлината се измерва в Candela.

В чест на изключителния учен и физик Исак Нютон, който направи много изследвания за естеството на съществуването на процеси, които влияят върху скоростта на тялото. Следователно във физиката е обичайно да се измерва силата в нютони(1 N).

Във физиката такова понятие като "сила"; измерено в нютони. Те дадоха името Нютони, в чест на известния и изключителен физикна име Исак Нютон. Във физиката има 3 закона на Нютон. Единицата за сила се нарича още нютон.

Силата се измерва в нютони. Единицата за сила е 1 Нютон (1 N). Самото име на мерната единица за сила идва от името на известния учен, чието име е Исак Нютон. Той създава 3-те закона на класическата механика, които се наричат ​​1-ви, 2-ри и 3-ти закон на Нютон. В системата SI единицата за сила се нарича Нютон (N). латинскисилата се означава с нютон (N). Преди това, когато все още нямаше SI система, единицата за измерване на сила се наричаше дина, която се образуваше от носителя на един инструмент за измерване на сила, който се наричаше динамометър.

Силата в системата от международни единици (SI) се измерва в нютони (N). Според втория закон на Нютон силата е равна на произведението на масата на тялото и неговото ускорение, съответно Нютон (N) \u003d KG x M / C 2. (КИЛОГРАМ, Умножено по метър, РАЗДЕЛЕНО НА СЕКУНДА В КВАДРАТ).

Всички сме свикнали в живота да използваме думата сила сравнителна характеристикаговорещи мъже по-силни от жените, тракторът е по-силен от колата, лъвът е по-силен от антилопата.

Силата във физиката се дефинира като мярка за промяната в скоростта на тялото, която се случва, когато телата взаимодействат. Ако силата е мярка и можем да сравним прилагането на различни сили, тогава тя е физическа величина, която може да бъде измерена. В какви единици се измерва силата?

Силови единици

В чест на английския физик Исак Нютон, който направи огромно изследване на природата на съществуването и употребата различни видовесила, единицата за сила във физиката е 1 нютон (1 N). Какво е сила от 1 N?Във физиката човек не просто избира мерни единици, а сключва специално споразумение с онези единици, които вече са приети.

От опит и опити знаем, че ако едно тяло е в покой и върху него действа сила, то тялото под въздействието на тази сила променя скоростта си. Съответно, за измерване на силата е избрана единица, която да характеризира промяната в скоростта на тялото. И не забравяйте, че има и масата на тялото, тъй като е известно, че със същата сила въздействие върху различни предметище бъде различен. Можем да хвърлим топката надалеч, но калдъръмът ще отлети на много по-малко разстояние. Тоест, като вземем предвид всички фактори, стигаме до определението, че върху тялото ще бъде приложена сила от 1 N, ако тяло с маса 1 kg под въздействието на тази сила промени скоростта си с 1 m / s за 1 секунда.

Гравитационна единица

Ние също се интересуваме от единицата за тежест. Тъй като знаем, че Земята привлича към себе си всички тела на повърхността си, тогава има сила на привличане и тя може да бъде измерена. И отново знаем, че силата на привличане зависи от масата на тялото. Колкото по-голяма е масата на тялото, толкова по-силно го привлича Земята. Експериментално е установено, че Силата на гравитацията, действаща върху тяло с маса 102 грама, е 1 N.А 102 грама са приблизително една десета от килограма. И за да бъдем по-точни, ако 1 кг се раздели на 9,8 части, тогава просто ще получим приблизително 102 грама.

Ако върху тяло с тегло 102 грама действа сила от 1 N, то върху тяло с тегло 1 kg действа сила от 9,8 N. Ускорението на свободното падане се обозначава с буквата g. И g е 9,8 N/kg. Това е силата, която действа върху тяло с маса 1 kg, като го ускорява всяка секунда с 1 m / s. Оказва се, че тялото пада от голяма надморска височина, по време на полета набира много висока скорост. Защо тогава снежинките и дъждовните капки падат съвсем спокойно? Те имат много малка маса и земята ги дърпа към себе си много слабо. И съпротивлението на въздуха за тях е доста голямо, така че те летят към Земята с не много висока, по-скоро същата скорост. Но метеоритите, например, когато се приближават до Земята, печелят много висока скорости при кацане се образува прилична експлозия, която зависи съответно от размера и масата на метеорита.

Днес ще говорим за единицата за измерване на интензитета на светлината. Тази статия ще разкрие на читателите свойствата на фотоните, което ще им позволи да определят защо светлината идва с различна яркост.

Частица или вълна?

В началото на ХХ век учените бяха озадачени от поведението на светлинните кванти - фотоните. От една страна, интерференцията и дифракцията говорят за тяхната вълнова природа. Следователно светлината се характеризира със свойства като честота, дължина на вълната и амплитуда. От друга страна, те убедиха научната общност, че фотоните предават инерция на повърхностите. Това би било невъзможно, ако частиците нямаха маса. Така физиците трябваше да признаят: електромагнитното излъчване е едновременно вълна и материален обект.

Фотонна енергия

Както Айнщайн доказа, масата е енергия. Този факт доказва нашето централно светило, Слънцето. Термоядрена реакция превръща масата от силно сгъстен газ в чиста енергия. Но как да определим мощността на излъчената радиация? Защо сутрин, например, светлинният интензитет на слънцето е по-нисък, отколкото на обяд? Характеристиките, описани в предишния параграф, са взаимосвързани чрез специфични взаимоотношения. И всички те сочат към енергията, която носи електромагнитното излъчване. Тази стойност се променя в голяма странана адрес:

• намаляване на дължината на вълната;
• нарастваща честота.

Каква е енергията на електромагнитното излъчване?

Фотонът е различен от другите частици. Неговата маса и следователно нейната енергия съществува само докато се движи в пространството. При сблъсък с препятствие квантът светлина го увеличава вътрешна енергияили му придава кинетичен импулс. Но самият фотон престава да съществува. В зависимост от това какво точно действа като пречка, настъпват различни промени.

1. Ако препятствието е твърдо, тогава най-често светлината го нагрява. Възможни са и следните сценарии: фотонът променя посоката на движение, стимулира химическа реакцияили кара един от електроните да напусне орбитата си и да премине в друго състояние (фотоелектричен ефект).
2. Ако препятствието е една-единствена молекула, например от облак от разреден газ в отворено пространство, тогава фотонът кара всичките си връзки да осцилират по-силно.
3. Ако препятствието е масивно тяло (например звезда или дори галактика), тогава светлината се изкривява и променя посоката на движение. Този ефект се основава на способността да се "поглежда" в далечното минало на космоса.

Наука и Човечество

Научните данни често изглеждат нещо абстрактно, неприложимо към живота. Това се случва и с характеристиките на светлината. Ако говорим сиотносно експериментирането или измерването на радиацията на звездите, учените трябва да знаят абсолютните стойности (те се наричат ​​фотометрични). Тези понятия обикновено се изразяват като енергия и мощност. Припомнете си, че мощността се отнася до скоростта на промяна на енергията за единица време и като цяло показва количеството работа, която системата може да произведе. Но човекът е ограничен в способността си да възприема реалността. Например кожата усеща топлина, но окото не вижда фотона. инфрачервено лъчение. Същият проблем с единиците за интензитет на светлината: силата, която излъчването всъщност показва, е различна от силата, която човешкото око може да възприеме.

Спектрална чувствителност на човешкото око

Напомняме, че дискусията по-долу ще се фокусира върху средните показатели. Всички хора са различни. Някои изобщо не възприемат отделни цветове (далтонисти). За други културата на цвета не съвпада с общоприетата научна точкавизия. Например, японците не правят разлика между зелено и синьо, а британците - синьо и синьо. На тези езици различни цветовеобозначава се с една дума.

Единицата за интензитет на светлината зависи от спектралната чувствителност на средното човешко око. Максималната дневна светлина пада върху фотон с дължина на вълната 555 нанометра. Това означава, че на светлината на слънцето човек вижда най-добре. зелен цвят. Максимумът за нощно виждане е фотон с дължина на вълната от 507 нанометра. Затова под луната хората виждат по-добре сините обекти. Привечер всичко зависи от осветлението: колкото е по-добро, толкова по-„зелен“ става максималният цвят, който човек възприема.

Структурата на човешкото око

Почти винаги, когато става дума за зрение, ние казваме това, което вижда окото. Това е неправилно твърдение, защото мозъкът възприема преди всичко. Окото е само инструмент, който предава информация за светлинен потоккъм главния компютър. И като всеки инструмент, цялата система за възприемане на цветовете има своите ограничения.

В човешката ретина има две различни видовеклетки - шишарки и пръчици. Първите са отговорни за зрението през деня и възприемат цветовете по-добре. Последните осигуряват нощно виждане, благодарение на пръчките, човек прави разлика между светлина и сянка. Но те не възприемат добре цветовете. Пръчките също са по-чувствителни към движение. Ето защо, ако човек върви през осветен от луната парк или гора, той забелязва всяко полюшване на клоните, всеки полъх на вятъра.

Еволюционната причина за това разделяне е проста: имаме едно слънце. Луната свети от отразена светлина, което означава, че нейният спектър не се различава много от спектъра на централното светило. Затова денят е разделен на две части – осветена и тъмна. Ако хората живееха в система от две или три звезди, тогава нашето зрение вероятно щеше да има повече компоненти, всеки от които беше адаптиран към спектъра на едно светило.

Трябва да кажа, че на нашата планета има същества, чието зрение е различно от човешкото. Обитателите на пустинята, например, откриват инфрачервената светлина с очите си. Някои риби могат да виждат близо до ултравиолетовите лъчи, тъй като това лъчение прониква най-дълбоко във водния стълб. Нашите домашни котки и кучета възприемат цветовете по различен начин и техният спектър е намален: те са по-добре адаптирани към светене.

Но хората са различни, както споменахме по-горе. Някои представители на човечеството виждат близка инфрачервена светлина. Това не означава, че няма да имат нужда от термокамери, но са в състояние да възприемат малко по-червени нюанси от повечето. Други са развили ултравиолетовата част на спектъра. Такъв случай е описан например във филма "Планетата Ка-Пакс". Главен геройтвърди, че е дошъл от друга звездна система. Прегледът показа, че той има способността да вижда ултравиолетова радиация.

Това доказва ли, че Прот е извънземен? Не. Някои хора могат да го направят. В допълнение, близката ултравиолетова светлина е в близост до видимия спектър. Нищо чудно, че някои хора вземат малко повече. Но Супермен определено не е от Земята: рентгеновият спектър е твърде далеч от видимото, за да може такова зрение да бъде обяснено от човешка гледна точка.

Абсолютни и относителни единици за определяне на светлинния поток

Независима от спектралната чувствителност величина, която показва потока на светлина известна посока, се нарича "кандела". вече с по-"човешко" отношение се произнася по същия начин. Разликата е само в математическото обозначение на тези понятия: абсолютната стойност има индекс "e", спрямо човешкото око - "υ". Но не забравяйте, че размерите на тези категории ще варират значително. Това трябва да се има предвид при решаването на реални проблеми.

Изброяване и сравнение на абсолютни и относителни стойности

За да разберем в какво се измерва силата на светлината, е необходимо да сравним "абсолютните" и "човешките" стойности. Вдясно са чисто физически понятия. Вляво са стойностите, в които се превръщат, когато преминават през системата на човешкото око.

1. Силата на радиацията се превръща в силата на светлината. Понятията се измерват в кандела.
2. Енергийната яркост се превръща в яркост. Стойностите са изразени в кандела на квадратен метър.

Със сигурност читателят е видял познати думи тук. Много пъти в живота си хората казват: „Много ярко слънце, да отидем на сянка“ или „Направете монитора по-ярък, филмът е твърде мрачен и тъмен“. Надяваме се, че статията ще изясни малко откъде идва тази концепция, както и как се нарича единицата за интензитет на светлината.

Характеристики на концепцията за "кандела"

Вече споменахме този термин по-горе. Обяснихме и защо една и съща дума се нарича абсолютно различни концепциифизика, свързана с властта електромагнитно излъчване. И така, мерната единица за интензитета на светлината се нарича кандела. Но на какво е равно? Една кандела е интензитетът на светлината в известна посока от източник, който излъчва строго монохроматично излъчване с честота 5,4 * 10 14, а енергийната сила на източника в тази посока е 1/683 вата на единица плътен ъгъл. Четецът може лесно да преобразува честотата в дължина на вълната, формулата е много лесна. Ще ви подскажем: резултатът е във видимата област.

Мерната единица за интензитета на светлината се нарича "кандела" по причина. Тези, които знаят английски език, не забравяйте, че свещта е свещ. Преди това много области човешка дейностизмерени в естествени параметри, например конски сили, милиметри живак. Така че не е изненадващо, че мерната единица за интензитета на светлината е канделата, една свещ. Само една свещ е много особена: със строго определена дължина на вълната и произвежда определен брой фотони в секунда.

Ако тялото се ускорява, значи нещо действа върху него. Но как да намерим това „нещо“? Например, какви сили действат върху тяло близо до повърхността на земята? Това е силата на тежестта, насочена вертикално надолу, пропорционална на масата на тялото и за височини много по-малки от радиуса на Земята $(\large R)$, почти независима от височината; то е равно на

$(\large F = \dfrac (G \cdot m \cdot M)(R^2) = m \cdot g )$

$(\large g = \dfrac (G \cdot M)(R^2) )$

т.нар ускорение на гравитацията. В хоризонтална посока тялото ще се движи с постоянна скорост, но движението във вертикална посока според втория закон на Нютон:

$(\large m \cdot g = m \cdot \left (\dfrac (d^2 \cdot x)(d \cdot t^2) \right) )$

след отмяна на $(\large m)$ получаваме, че ускорението в посока $(\large x)$ е постоянно и е равно на $(\large g)$. Това е добре известното движение на свободно падащо тяло, което се описва с уравненията

$(\large v_x = v_0 + g \cdot t)$

$(\large x = x_0 + x_0 \cdot t + \dfrac (1)(2) \cdot g \cdot t^2)$

Как се измерва силата?

Във всички учебници и умни книги е обичайно силата да се изразява в нютони, но освен в моделите, с които оперират физиците, нютоните не се използват никъде. Това е изключително неудобно.

Нютон нютон (N) - производна единица за сила в международна системаединици (SI).
Въз основа на втория закон на Нютон, единицата нютон се дефинира като сила, която променя скоростта на тяло с маса от един килограм с 1 метър в секунда за една секунда по посока на силата.

По този начин, 1 N = 1 kg m / s².

Килограм-сила (kgf или kg) - гравитационна метрична единица за сила, равно на силата, който действа върху тяло с маса един килограм в гравитационното поле на земята. Следователно, по дефиниция, килограм-силата е равна на 9,80665 N. Килограм-силата е удобна с това, че нейната стойност е равна на теглото на тяло с маса 1 kg.
1 kgf \u003d 9,80665 нютона (приблизително ≈ 10 N)
1 N ≈ 0,10197162 kgf ≈ 0,1 kgf

1 N = 1 kg x 1m/s2.

Закон за гравитацията

Всеки обект във Вселената се привлича към всеки друг обект със сила, пропорционална на техните маси и обратно пропорционална на квадрата на разстоянието между тях.

$(\large F = G \cdot \dfrac (m \cdot M)(R^2))$

Може да се добави, че всяко тяло реагира на приложената към него сила чрез ускорение по посока на тази сила, по величина, обратно пропорционална на масата на тялото.

$(\large G)$ е гравитационната константа

$(\large M)$ е масата на земята

$(\large R)$ — радиус на земята

$(\large G = 6,67 \cdot (10^(-11)) \left (\dfrac (m^3)(kg \cdot (sec)^2) \right) )$

$(\large M = 5,97 \cdot (10^(24)) \left (kg \right) )$

$(\large R = 6,37 \cdot (10^(6)) \left (m \right) )$

В рамките на класическата механика гравитационното взаимодействие се описва от закона на Нютон за универсалната гравитация, според който силата на гравитационното привличане между две тела с маса $(\large m_1)$ и $(\large m_2)$, разделени от разстоянието $(\large R)$ е

$(\large F = -G \cdot \dfrac (m_1 \cdot m_2)(R^2))$

Тук $(\large G)$ е гравитационната константа, равна на $(\large 6,673 \cdot (10^(-11)) m^3 / \left (kg \cdot (sec)^2 \right) )$. Знакът минус означава, че силата, действаща върху изпитваното тяло, винаги е насочена по радиус вектора от изпитваното тяло към източника на гравитационното поле, т.е. гравитационното взаимодействие винаги води до привличане на телата.
Гравитационното поле е потенциално. Това означава, че е възможно да се въведе потенциалната енергия на гравитационното привличане на двойка тела и тази енергия няма да се промени след преместване на телата по затворен контур. Потенциалността на гравитационното поле включва закона за запазване на сумата от кинетичната и потенциалната енергия, който при изучаване на движението на телата в гравитационно поле често значително опростява решението.
В рамките на Нютоновата механика гравитационното взаимодействие е на далечни разстояния. Това означава, че независимо как се движи масивно тяло, във всяка точка от пространството, гравитационният потенциал и сила зависят само от позицията на тялото в този моментвреме.

По-тежък - по-лек

Теглото на тяло $(\large P)$ се изразява като произведение на неговата маса $(\large m)$ и ускорението на гравитацията $(\large g)$.

$(\large P = m \cdot g)$

Когато на земята тялото става по-леко (натиска по-малко върху везните), това идва от намаляване на маси. На Луната всичко е различно, намаляването на теглото се причинява от промяна в друг фактор - $(\large g)$, тъй като ускорението на гравитацията на повърхността на Луната е шест пъти по-малко, отколкото на Земята.

маса на земята = $(\large 5,9736 \cdot (10^(24))\ kg )$

лунна маса = $(\large 7,3477 \cdot (10^(22))\ kg )$

гравитационно ускорение на Земята = $(\large 9,81\ m / c^2 )$

гравитационно ускорение на Луната = $(\large 1,62 \ m / c^2 )$

В резултат на това продуктът $(\large m \cdot g )$, а оттам и теглото, се намалява с коефициент 6.

Но е невъзможно да се обозначи и двете тези явления с един и същ израз „улесни го“. На Луната телата не стават по-леки, а само по-малко бързо падат "по-малко падащи"))).

Векторни и скаларни величини

Векторна величина (например сила, приложена към тяло), в допълнение към своята стойност (модул), се характеризира и със своята посока. Скаларна величина (например дължина) се характеризира само със стойност. Всички класически закони на механиката са формулирани за векторни величини.

Снимка 1.

На фиг. 1 на снимката различни опцииместоположение на вектора $( \large \overrightarrow(F))$ и неговите проекции $( \large F_x)$ и $( \large F_y)$ върху осите $( \large X)$ и $( \large Y) $ съответно:

• А.количествата $( \large F_x)$ и $( \large F_y)$ са различни от нула и са положителни
• б.величините $( \large F_x)$ и $( \large F_y)$ са различни от нула, докато $(\large F_y)$ е положително, а $(\large F_x)$ е отрицателно, тъй като векторът $(\large \overrightarrow(F))$ е насочен в посока, противоположна на посоката на оста $(\large X)$
• ° С.$(\large F_y)$ е положителна ненулева стойност, $(\large F_x)$ е равно на нула, тъй като векторът $(\large \overrightarrow(F))$ е насочен перпендикулярно на оста $(\large X)$

Момент на сила

Момент на сила нарича се векторно произведение на радиус-вектора, изтеглено от оста на въртене до точката на приложение на силата, от вектора на тази сила. Тези. Според класическо определениемоментът на силата е векторна величина. В рамките на нашата задача тази дефиниция може да бъде опростена до следното: моментът на сила $(\large \overrightarrow(F))$, приложен към точка с координата $(\large x_F)$, спрямо оста, разположена в точката $(\large x_0 )$ е скаларна стойност, равна на произведението на модула на силата $(\large \overrightarrow(F))$ и рамото на силата — $(\large \left | x_F - x_0 \вдясно |)$. И знакът за това скаларна стойностзависи от посоката на силата: ако върти обекта по посока на часовниковата стрелка, тогава знакът е плюс, ако е против, тогава минус.

Важно е да разберем, че можем да избираме оста произволно - ако тялото не се върти, тогава сумата от моментите на силите около която и да е ос е нула. Втората важна забележка е, че ако се приложи сила към точка, през която минава ос, тогава моментът на тази сила спрямо тази ос нула(тъй като рамото на силата ще бъде нула).

Нека илюстрираме горното с пример, на фиг.2. Да приемем, че системата, показана на фиг. 2 е в баланс. Помислете за опората, върху която са поставени товарите. Върху него действат три сили: $(\large \overrightarrow(N_1),\ \overrightarrow(N_2),\ \overrightarrow(N),)$ точки на приложение на тези сили НО, INИ ОТсъответно. Фигурата съдържа и силите $(\large \overrightarrow(N_(1)^(gr)),\ \overrightarrow(N_2^(gr)))$. Тези сили се прилагат към товарите и според 3-ия закон на Нютон

$(\large \overrightarrow(N_(1)) = - \overrightarrow(N_(1)^(gr)))$

$(\large \overrightarrow(N_(2)) = - \overrightarrow(N_(2)^(gr)))$

Сега разгледайте условието за равенство на моментите на силите, действащи върху опората, спрямо оста, минаваща през точката НО(и, както се договорихме по-рано, перпендикулярно на равнината на фигурата):

$(\large N \cdot l_1 - N_2 \cdot \left (l_1 +l_2 \вдясно) = 0)$

Моля, имайте предвид, че моментът на силата $(\large \overrightarrow(N_1))$ не е включен в уравнението, тъй като рамото на тази сила по отношение на разглежданата ос е равно на $(\large 0)$. Ако по някаква причина искаме да изберем ос, минаваща през точката ОТ, тогава условието за равенство на моментите на силите ще изглежда така:

$(\large N_1 \cdot l_1 - N_2 \cdot l_2 = 0)$

Може да се покаже, че от математическа гледна точка последните две уравнения са еквивалентни.

Център на тежестта

център на тежестта на механична система е точката, спрямо която общият момент на гравитация, действащ върху системата, е равен на нула.

Център на масата

Точката на центъра на масата е забележителна с това, че ако много сили действат върху частиците, които образуват тялото (независимо дали е твърдо или течно, куп звезди или нещо друго) (има се предвид само външни сили, тъй като всички вътрешни силикомпенсират взаимно), тогава получената сила ускорява тази точка, сякаш тя съдържа цялата маса на тялото $(\large m)$.

Положението на центъра на масата се определя от уравнението:

$(\large R_(c.m.) = \frac(\sum m_i\, r_i)(\sum m_i))$

Това е векторно уравнение, т.е. всъщност три уравнения, по едно за всяка от трите посоки. Но имайте предвид само посоката на $(\large x)$. Какво означава следното равенство?

$(\large X_(c.m.) = \frac(\sum m_i\, x_i)(\sum m_i))$

Да предположим, че тялото е разделено на малки парчета с еднаква маса $(\large m)$ и общата маса на тялото ще бъде равна на броя на тези парчета $(\large N)$, умножен по масата на едно парче , например 1 грам. Тогава това уравнение означава, че трябва да вземете координатите $(\large x)$ на всички парчета, да ги съберете и да разделите резултата на броя на парчетата. С други думи, ако масите на парчетата са равни, тогава $(\large X_(c.m.))$ просто ще бъде средноаритметичната стойност на координатите на $(\large x)$ на всички парчета.

Маса и плътност

Масата е основна физическа величина. Масата характеризира няколко свойства на тялото наведнъж и сама по себе си има редица важни свойства.

• Масата е мярка за веществото, което се съдържа в тялото.
• Масата е мярка за инерцията на тялото. Инерцията е свойството на тялото да поддържа скоростта си непроменена (в инерционна системасправка), когато външните влияния отсъстват или се компенсират взаимно. При наличие на външни въздействия инертността на тялото се проявява в това, че скоростта му не се променя мигновено, а постепенно и колкото по-бавно, толкова по-голяма е инерцията (т.е. масата) на тялото. Например, ако топка за билярд и автобус се движат с една и съща скорост и се спират от една и съща сила, тогава отнема много по-малко време, за да спре топката, отколкото автобусът да спре.
• Масите на телата са причина за тяхното гравитационно привличане едно към друго (вижте раздела „Гравитация“).
• Масата на едно тяло е равна на сбора от масите на неговите части. Това е така наречената масова адитивност. Адитивността позволява да се използва стандарт от 1 kg за измерване на масата.
• Масата на изолирана система от тела не се променя с времето (законът за запазване на масата).
• Масата на тялото не зависи от скоростта на неговото движение. Масата не се променя при преминаване от една референтна система към друга.
• Плътностна еднородно тяло е съотношението на масата на тялото към неговия обем:

$(\large p = \dfrac (m)(V) )$

Плътността не зависи от геометричните свойства на тялото (форма, обем) и е характеристика на веществото на тялото. Плътност различни веществапредставени в справочните таблици. Препоръчително е да запомните плътността на водата: 1000 kg/m3.

Втори и трети закон на Нютон

Взаимодействието на телата може да се опише с концепцията за сила. Силата е векторна величина, която е мярка за въздействието на едно тяло върху друго.
Като вектор, силата се характеризира със своя модул (абсолютна стойност) и посока в пространството. В допълнение, точката на приложение на силата е важна: същата сила по големина и посока, приложена в различни точкитялото може да има различни ефекти. Така че, ако вземете джантата на колело на велосипед и го издърпате тангенциално към джантата, колелото ще започне да се върти. Ако плъзнете по радиуса, няма да има завъртане.

Вторият закон на Нютон

Произведението на телесната маса и вектора на ускорението е резултатът от всички сили, приложени към тялото:

$(\large m \cdot \overrightarrow(a) = \overrightarrow(F) )$

Вторият закон на Нютон свързва векторите на ускорение и сила. Това означава, че следните твърдения са верни.

1. $(\large m \cdot a = F)$, където $(\large a)$ е модулът на ускорението, $(\large F)$ е резултантният модул на силата.
2. Векторът на ускорението има същата посока като резултантния вектор на силата, тъй като масата на тялото е положителна.

Третият закон на Нютон

Две тела действат едно върху друго със сили, равни по големина и противоположни по посока. Тези сили са от една и съща физическа природа и са насочени по права линия, свързваща точките на приложение.

Принцип на суперпозиция

Опитът показва, че ако няколко други тела действат върху дадено тяло, тогава съответните сили се сумират като вектори. По-точно, принципът на суперпозицията е валиден.
Принципът на суперпозицията на силите. Нека силите действат върху тялото$(\large \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ Ако ги заменим с една сила$(\large \overrightarrow(F) = \overrightarrow(F_1) + \overrightarrow(F_2) \ldots + \overrightarrow(F_n))$ , тогава ефектът няма да се промени.
Извиква се силата $(\large \overrightarrow(F))$ резултатенсили $(\large \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ или в резултатна сила.

Спедитор или превозвач? Три тайни и международни превози на товари

Спедитор или превозвач: кой да изберете? Ако превозвачът е добър и спедиторът е лош, тогава първият. Ако превозвачът е лош, а спедиторът е добър, тогава вторият. Такъв избор е прост. Но как да решим кога и двамата кандидати са добри? Как да изберем от две на пръв поглед еквивалентни опции? Проблемът е, че тези опции не са равни.

Страшни истории за международния транспорт

МЕЖДУ ЧУКА И НАКОВЛНЯТА.

Не е лесно да живееш между клиент на транспорт и много хитро икономичен собственик на товари. Един ден получихме поръчка. Товар за три копейки, допълнителни условияна два листа, колекцията се казва .... Зареждане в сряда. Автомобилът вече е на място във вторник, а до обяд на следващия ден, склада започва бавно да изхвърля в ремаркето всичко, което вашият спедитор е събрал за своите клиенти-получатели.

ОМАЯНО МЯСТО - ПТО КОЗЛОВИЧИ.

Според легендата и опита всеки, който е превозвал стоки от Европа по шосе, знае как страшно мястое ПТО Козловичи, митница Брест. Какъв хаос правят белоруските митничари, те намират вина по всякакъв начин и късат на непосилни цени. И е вярно. Но не всички...

КАК ПОД НОВАТА ГОДИНА НОСЯХМЕ СУХО МЛЯКО.

Групажно натоварване в консолидационен склад в Германия. Един от товарите е сухо мляко от Италия, чиято доставка е поръчана от Спедитора .... Класически пример за работата на спедитора-"предавател" (той не се задълбочава в нищо, минава само по веригата ).

Документи за международен транспорт

Международният автомобилен транспорт на товари е много организиран и бюрократичен, следствие - за осъществяване на международен автомобилния транспортнатоварвания, се използват куп унифицирани документи. Няма значение дали е митнически превозвач или обикновен - той няма да мине без документи. Въпреки че не е много вълнуващо, ние се опитахме просто да посочим целта на тези документи и значението, което имат. Дадоха пример за попълване на TIR, CMR, T1, EX1, фактура, опаковъчен лист...

Изчисляване на натоварването на ос за камион

Цел - да се проучи възможността за преразпределение на натоварването върху осите на влекача и полуремаркето при промяна на местоположението на товара в полуремаркето. И прилагането на тези знания на практика.

В системата, която разглеждаме, има 3 обекта: влекач $(T)$, полуремарке $(\large ((p.p.)))$ и товар $(\large (gr))$. Всички променливи, свързани с всеки от тези обекти, ще бъдат надписани съответно $T$, $(\large (p.p.))$ и $(\large (gr))$. Например теглото без товар на трактор ще бъде обозначено като $m^(T)$.

Защо не ядеш гъби? Митниците издишаха тъга.

Какво се случва на пазара на международния автомобилен транспорт? Федералната митническа служба на Руската федерация забрани издаването на карнети ТИР без допълнителни гаранции за няколко федерални окръзи. И тя уведоми, че от 1 декември тази година ще прекрати напълно договора с IRU като неуместен Митнически съюзи прави недетски финансови претенции.
IRU отговори: „Обясненията на Руската федерална митническа служба относно предполагаемия дълг на ASMAP в размер на 20 милиарда рубли са пълна измислица, тъй като всички стари искове ТИР са напълно уредени ..... Какво правим ние, прости превозвачи, мислиш ли?

Коефициент на съхранение Тегло и обем на товара при изчисляване на разходите за транспорт

Изчисляването на разходите за транспорт зависи от теглото и обема на товара. При морския транспорт обемът е най-често определящ, за въздушния транспорт е теглото. За автомобилния транспорт на стоки важна роля играе комплексният индикатор. Кой параметър за изчисления ще бъде избран в конкретен случай зависи от това специфично теглотовар (Фактор на съхранение) .