Jėga (fizinis dydis). Matuojame jėgą

Žodis „galia“ yra toks visa apimantis, kad suteikti jam aiškią sąvoką yra beveik neįmanoma užduotis. Įvairovė nuo raumenų jėgos iki proto jėgos neapima visų į tai investuotų sąvokų. Jėga laikoma fizinis kiekis, turi aiškiai tam tikra vertė ir apibrėžimas. Jėgos formulė apibrėžia matematinį modelį: jėgos priklausomybę nuo pagrindinių parametrų.

Jėgų tyrimo istorija apima priklausomybės nuo parametrų apibrėžimą ir eksperimentinį priklausomybės įrodymą.

Jėga fizikoje

Jėga yra kūnų sąveikos matas. Abipusis kūnų veikimas vienas kitam visiškai apibūdina procesus, susijusius su kūnų greičio ar deformacijos pasikeitimu.

Jėga, kaip fizikinis dydis, turi matavimo vienetą (SI sistemoje – Niutonas) ir prietaisą jai matuoti – dinamometrą. Jėgos matuoklio veikimo principas pagrįstas kūną veikiančios jėgos palyginimu su dinamometro spyruoklės elastine jėga.

1 niutono jėga laikoma jėga, kuriai veikiant 1 kg masės kūnas keičia savo greitį 1 m per 1 sekundę.

Stiprumas apibrėžiamas taip:

• veiksmų kryptis;
• taikymo vieta;
• modulis, absoliuti vertė.

Apibūdindami sąveiką, būtinai nurodykite šiuos parametrus.

Natūralios sąveikos rūšys: gravitacinė, elektromagnetinė, stipri, silpna. Gravitacinis gravitacija su savo įvairove - gravitacija) egzistuoja dėl gravitacinių laukų, supančių bet kurį masę turintį kūną, įtakos. Gravitacinių laukų tyrimas iki šiol nebaigtas. Lauko šaltinio kol kas rasti nepavyksta.

Didesnis jėgų skaičius atsiranda dėl atomų, sudarančių medžiagą, elektromagnetinės sąveikos.

slėgio jėga

Kai kūnas sąveikauja su Žeme, jis daro spaudimą paviršiui. Jėga, kurios forma yra: P = mg, nustatoma pagal kūno masę (m). Pagreitis laisvas kritimas g) turi įvairios reikšmėsįvairiose žemės platumose.

Vertikalios slėgio jėgos modulis yra lygus tamprumo jėgai, kylančiai į atramą, ir priešinga kryptimi. Jėgos formulė keičiasi priklausomai nuo kūno judėjimo.

Kūno svorio pokytis

Kūno poveikis atramai dėl sąveikos su Žeme dažnai vadinamas kūno svoriu. Įdomu tai, kad kūno svorio dydis priklauso nuo judėjimo pagreičio vertikalia kryptimi. Tuo atveju, kai pagreičio kryptis yra priešinga laisvojo kritimo pagreičiui, pastebimas svorio padidėjimas. Jeigu kūno pagreitis sutampa su laisvojo kritimo kryptimi, tai kūno svoris mažėja. Pavyzdžiui, būdamas kylančiame lifte, pakilimo pradžioje žmogus kurį laiką jaučia svorio padidėjimą. Nebūtina tvirtinti, kad jo masė kinta. Kartu dalijamės sąvokomis „kūno svoris“ ir jo „masė“.

Elastinė jėga

Keičiant kūno formą (jo deformaciją), atsiranda jėga, linkusi grąžinti kūną į pradinę formą. Ši jėga buvo pavadinta „elastinga jėga“. Jis atsiranda dėl dalelių, sudarančių kūną, elektrinės sąveikos.

Apsvarstykite paprasčiausią deformaciją: įtempimą ir suspaudimą. Tempimą lydi padidėjimas linijiniai matmenys kūnai, suspaudimas – jų sumažinimas. Šiuos procesus apibūdinanti vertė vadinama kūno pailgėjimu. Pažymėkime tai "x". Tamprumo jėgos formulė yra tiesiogiai susijusi su pailgėjimu. Kiekvienas deformuojamas kūnas turi savo geometrinius ir fiziniai parametrai. Tamprumo atsparumo deformacijai priklausomybę nuo kūno ir medžiagos, iš kurios jis pagamintas, savybių lemia tamprumo koeficientas, pavadinkime jį standumu (k).

Matematinis tampriosios sąveikos modelis aprašomas Huko dėsniu.

Jėga, atsirandanti dėl kūno deformacijos, nukreipta prieš atskirų kūno dalių poslinkio kryptį, yra tiesiogiai proporcinga jos pailgėjimui:

• F y = -kx (vektoriniu žymėjimu).

„-“ ženklas rodo priešingą deformacijos ir jėgos kryptį.

Skaliarine forma neigiamas ženklas nėra. Tamprioji jėga, kurios formulė yra tokia F y = kx, naudojama tik tampriosioms deformacijoms.

Magnetinio lauko sąveika su srove

Įtaka magnetinis laukas ant D.C.Šiuo atveju jėga, kuria magnetinis laukas veikia į jį įdėtą srovės laidininką, vadinama Ampero jėga.

Magnetinio lauko sąveika su sukelia jėgos pasireiškimą. Ampero jėga, kurios formulė yra F = IBlsinα, priklauso nuo (B), aktyviosios laidininko dalies ilgio (l), (I) laidyje ir kampo tarp srovės krypties ir magnetinės indukcijos. .

Dėl paskutinės priklausomybės galima teigti, kad magnetinio lauko vektorius gali keistis sukant laidininką arba keičiantis srovės krypčiai. Kairiosios rankos taisyklė leidžia nustatyti veiksmo kryptį. Jeigu kairiarankis padėtis taip, kad magnetinės indukcijos vektorius patektų į delną, keturi pirštai nukreipiami išilgai laidininko srovės, tada sulenkiami 90 ° nykštys rodo magnetinio lauko kryptį.

Buvo nustatyta, kad žmonija šį efektą naudoja, pavyzdžiui, elektros varikliuose. Rotoriaus sukimąsi sukelia galingo elektromagneto sukuriamas magnetinis laukas. Jėgos formulė leidžia spręsti apie galimybę keisti variklio galią. Didėjant srovei ar lauko stiprumui, didėja sukimo momentas, todėl padidėja variklio galia.

Dalelių trajektorijos

Magnetinio lauko sąveika su krūviu plačiai naudojama masių spektrografuose, tiriant elementariąsias daleles.

Lauko veikimas šiuo atveju sukelia jėgos, vadinamos Lorenco jėga, atsiradimą. Kai tam tikru greičiu judanti įkrauta dalelė patenka į magnetinį lauką, kurio formulė yra F = vBqsinα, verčia dalelę judėti apskritimu.

Šiame matematinis modelis v yra dalelių greičio modulis, elektros krūvis kuri – q, B – lauko magnetinė indukcija, α – kampas tarp greičio krypčių ir magnetinės indukcijos.

Dalelė juda apskritimu (arba apskritimo lanku), nes jėga ir greitis yra nukreipti 90 ° kampu vienas kito atžvilgiu. Linijinio greičio krypties pasikeitimas sukelia pagreitį.

Kairiosios rankos taisyklė, aptarta aukščiau, galioja ir tiriant Lorenco jėgą: jei kairioji ranka padėta taip, kad magnetinės indukcijos vektorius patektų į delną, keturi pirštai, ištiesti linija, nukreipiami išilgai greičio. teigiamai įkrautos dalelės, tada sulenktas 90° nykštys parodys jėgos kryptį.

Plazmos problemos

Magnetinio lauko ir materijos sąveika naudojama ciklotronuose. Problemos, susijusios su laboratorinis tyrimas plazmos, neleiskite jos laikyti uždaruose induose. Aukšta gali egzistuoti tik esant aukštai temperatūrai. Plazma gali būti laikoma vienoje erdvės vietoje magnetinių laukų pagalba, sukant dujas žiedo pavidalu. Valdomuosius taip pat galima tirti sukant aukštos temperatūros plazmą į giją naudojant magnetinius laukus.

Magnetinio lauko veikimo pavyzdys vivo ant jonizuotų dujų – aurora borealis. Šis didingas reginys stebimas už poliarinio rato 100 km aukštyje virš žemės paviršiaus. Paslaptingas spalvingas dujų švytėjimas galėjo būti paaiškintas tik XX a. Žemės magnetinis laukas šalia ašigalių negali sutrukdyti saulės vėjui prasiskverbti į atmosferą. Aktyviausia spinduliuotė, nukreipta pagal magnetinės indukcijos linijas, sukelia atmosferos jonizaciją.

Reiškiniai, susiję su krūvio judėjimu

Istoriškai pagrindinis dydis, apibūdinantis srovės srautą laidininke, vadinamas srovės stipriu. Įdomu tai, kad ši sąvoka neturi nieko bendra su jėga fizikoje. Srovės stiprumas, kurio formulė apima per laiko vienetą tekantį krūvį skersinis pjūvis dirigentas atrodo taip:

• I = q/t, kur t yra įkrovos tekėjimo laikas q.

Tiesą sakant, srovės stiprumas yra įkrovos dydis. Jo matavimo vienetas yra amperas (A), skirtingai nei N.

Jėgos darbo nustatymas

Jėgos veikimą medžiagai lydi darbo atlikimas. Jėgos darbas yra fizikinis dydis, skaitiniu požiūriu lygus jėgos ir ją veikiant poslinkio sandaugai bei kampo tarp jėgos ir poslinkio krypčių kosinusui.

Norimas jėgos darbas, kurio formulė A = FScosα, apima jėgos dydį.

Kūno veikimą lydi kūno greičio pasikeitimas arba deformacija, kuri rodo tuo pačiu metu vykstančius energijos pokyčius. Jėgos atliktas darbas yra tiesiogiai susijęs su jos dydžiu.

Kaip matuojama jėga? Kokiais vienetais matuojama jėga?

Dar mokykloje mokėme, kad sąvoka „quot“, „forcequot“; Į fiziką įvedė žmogus, kuriam ant galvos nukrito obuolys. Beje, jis nukrito dėl gravityquot ;. Atrodo, kad jo pavardė buvo Niutonas. Taigi jis pavadino jėgos matavimo vienetą. Nors jis galėjo tai pavadinti obuoliu, jis vis tiek pataikė jam į galvą!

Pagal Tarptautinę vienetų sistemą (SI) jėga matuojama niutonais.

Pagal Techninė sistema Vienetai, jėga matuojama ton-jėga, kilogramo jėga, gramo jėga ir kt.

Pagal CGS vienetų sistemą jėgos vienetas yra dinas.

SSRS kurį laiką jėgai matuoti buvo naudojamas toks matavimo vienetas kaip siena.

Be to, fizikoje yra vadinamieji gamtiniai vienetai, pagal kuriuos jėga matuojama Planko jėgomis.

• • Kas yra stiprybė, broli?
  • Niutonas, brolis...

  (Fizika nustojo būti mokoma mokykloje?)

Jėga yra viena iš plačiausiai žinomų fizikos sąvokų. Pagal jėga suprantamas kaip dydis, kuris yra kitų kūnų ir įvairių fizinių procesų poveikio organizmui matas.

Jėgos pagalba gali įvykti ne tik objektų judėjimas erdvėje, bet ir jų deformacija.

Bet kokios jėgos veikimas kūnui paklūsta 3 Niutono dėsniams.

Matavimo vienetas jėga tarptautinėje vienetų sistemoje SI yra niutonas. Jis pažymėtas raide H.

1N yra jėga, kurią veikiant fiziniam kūnui, kurio masė yra 1 kg, šis kūnas įgyja 1 ms pagreitį.

Prietaisas, naudojamas jėgai matuoti, yra dinamometras.

Taip pat verta paminėti, kad kai kurie fiziniai dydžiai matuojami kitais vienetais.

Pavyzdžiui:

Srovės stiprumas matuojamas amperais.

Šviesos intensyvumas matuojamas kandela.

Garbingai iškiliam mokslininkui ir fizikui Isaacui Newtonui, kuris daug tyrinėjo procesų, turinčių įtakos kūno greičiui, egzistavimo prigimtį. Todėl fizikoje įprasta matuoti jėgą niutonų(1 N).

Fizikoje tokia sąvoka kaip force matuojamas niutonais. Jie suteikė Niutonų vardą garbei garsiųjų ir puikus fizikas vardu Izaokas Niutonas. Fizikoje yra 3 Niutono dėsniai. Jėgos vienetas taip pat vadinamas niutonu.

Jėga matuojama niutonais. Jėgos vienetas yra 1 niutonas (1 N). Pats jėgos matavimo vieneto pavadinimas kilęs iš garsaus mokslininko, kurio vardas buvo Izaokas Niutonas, vardo. Jis sukūrė 3 klasikinės mechanikos dėsnius, kurie vadinami 1-uoju, 2-uoju ir 3-iuoju Niutono dėsniais. SI sistemoje jėgos vienetas vadinamas Niutonu (N). lotynų kalba jėga žymima niutonu (N). Anksčiau, kai dar nebuvo SI sistemos, jėgos vienetas buvo vadinamas dinu, kuris buvo suformuotas iš vieno jėgos matavimo instrumento, kuris buvo vadinamas dinamometru, nešiklio.

Jėga tarptautinių vienetų (SI) sistemoje matuojama niutonais (N). Pagal antrąjį Niutono dėsnį jėga lygi kūno masės ir pagreičio sandaugai, atitinkamai, Niutonas (N) \u003d KG x M / C 2. (KILOGRAMĄ PAdauginti IŠ METRO, PADALYTI IŠ sekundės Kvadrate).

Mes visi esame įpratę gyvenime vartoti žodį galia lyginamoji charakteristika kalbantys vyrai stipresnis už moteris, traktorius stipresnis už automobilį, liūtas stipresnis už antilopę.

Jėga fizikoje apibrėžiama kaip kūno greičio pokyčio matas, atsirandantis kūnams sąveikaujant. Jei jėga yra matas ir galime palyginti skirtingų jėgų taikymą, tai yra fizikinis dydis, kurį galima išmatuoti. Kokiais vienetais matuojama jėga?

Jėgos vienetai

Anglų fiziko Izaoko Niutono, atlikusio didžiulius egzistencijos ir naudojimo prigimties tyrimus, garbei. Įvairios rūšys jėga, jėgos vienetas fizikoje yra 1 niutonas (1 N). Kas yra 1 N jėga? Fizikoje ne tiesiog pasirenkami matavimo vienetai, o sudaromas specialus susitarimas su tais vienetais, kurie jau yra priimti.

Iš patirties ir eksperimentų žinome, kad jeigu kūnas yra ramybės būsenoje ir jį veikia jėga, tai šios jėgos veikiamas kūnas keičia savo greitį. Atitinkamai, jėgai matuoti buvo pasirinktas vienetas, kuris charakterizuotų kūno greičio kitimą. Ir nepamirškite, kad yra ir kūno masė, nes žinoma, kad su ta pačia jėga smūgis įvairių daiktų bus kitoks. Mes galime mesti kamuolį toli, bet trinkelės nuskris kur kas trumpiau. Tai yra, atsižvelgiant į visus veiksnius, pasiekiame apibrėžimą, kad kūnui bus taikoma 1 N jėga, jei kūnas, kurio masė yra 1 kg, veikiamas šios jėgos, savo greitį pakeis 1 m / s. per 1 sekundę.

Gravitacijos vienetas

Mus domina ir gravitacijos vienetas. Kadangi žinome, kad Žemė pritraukia prie savęs visus savo paviršiuje esančius kūnus, tai yra traukos jėga ir ją galima išmatuoti. Ir vėl žinome, kad traukos jėga priklauso nuo kūno masės. Kuo didesnė kūno masė, tuo stipriau Žemė jį traukia. Eksperimentiškai buvo nustatyta, kad 102 gramų masės kūną veikianti gravitacijos jėga yra 1 N. O 102 gramai yra maždaug viena dešimtoji kilogramo. O jei tiksliau, jei 1 kg padalinsime į 9,8 dalis, tai gausime tik maždaug 102 gramus.

Jeigu 102 gramus sveriantį kūną veikia 1 N jėga, tai 1 kg sveriantį kūną – 9,8 N. Laisvo kritimo pagreitis žymimas raide g. Ir g yra 9,8 N/kg. Tai jėga, kuri veikia 1 kg masės kūną, kas sekundę jį pagreitinant 1 m/s. Pasirodo, kad kūnas krintantis iš didelis aukštis, skrydžio metu įgauna labai didelį greitį. Kodėl tada snaigės ir lietaus lašai krenta gana ramiai? Jie turi labai mažą masę, o žemė labai silpnai traukia juos į save. O oro pasipriešinimas jiems gana didelis, todėl į Žemę atskrenda ne itin dideliu, greičiau tuo pačiu greičiu. Tačiau meteoritai, pavyzdžiui, artėjant prie Žemės, labai įgyja didelis greitis o nusileidus susidaro neblogas sprogimas, kuris priklauso atitinkamai nuo meteorito dydžio ir masės.

Šiandien kalbėsime apie šviesos stiprio matavimo vienetą. Šis straipsnis atskleis skaitytojams fotonų savybes, kurios leis nustatyti, kodėl šviesa ateina skirtingo ryškumo.

Dalelė ar banga?

XX amžiaus pradžioje mokslininkus glumino šviesos kvantų – fotonų – elgesys. Viena vertus, trukdžiai ir difrakcija kalbėjo apie jų bangų esmę. Todėl šviesa pasižymėjo tokiomis savybėmis kaip dažnis, bangos ilgis ir amplitudė. Kita vertus, jie įtikino mokslo bendruomenę, kad fotonai perduoda impulsą paviršiams. Tai būtų neįmanoma, jei dalelės neturėtų masės. Taigi fizikai turėjo pripažinti: elektromagnetinė spinduliuotė yra ir banga, ir materialus objektas.

Fotonų energija

Kaip įrodė Einšteinas, masė yra energija. Šis faktas įrodo mūsų centrinį šviesulį – Saulę. Termobranduolinė reakcija labai suslėgtų dujų masę paverčia gryna energija. Bet kaip nustatyti skleidžiamos spinduliuotės galią? Kodėl, pavyzdžiui, ryte saulės šviesos intensyvumas yra mažesnis nei vidurdienį? Ankstesnėje pastraipoje aprašytos charakteristikos yra tarpusavyje susijusios specifiniais ryšiais. Ir jie visi nurodo energiją, kurią neša elektromagnetinė spinduliuotė. Ši vertė pasikeičia didžioji pusė adresu:

• bangos ilgio sumažėjimas;
• didėjantis dažnis.

Kokia yra elektromagnetinės spinduliuotės energija?

Fotonas skiriasi nuo kitų dalelių. Jo masė, taigi ir energija, egzistuoja tik tol, kol juda erdvėje. Susidūrus su kliūtimi šviesos kvantas ją padidina vidinė energija arba suteikia jai kinetinį impulsą. Tačiau pats fotonas nustoja egzistuoti. Priklausomai nuo to, kas tiksliai veikia kaip kliūtis, atsiranda įvairių pokyčių.

1. Jei kliūtis yra kietas, tada dažniausiai šviesa jį įkaitina. Galimi ir tokie scenarijai: fotonas keičia judėjimo kryptį, stimuliuoja cheminė reakcija arba priverčia vieną iš elektronų palikti savo orbitą ir pereiti į kitą būseną (fotoelektrinis efektas).
2. Jei kliūtis yra viena molekulė, pavyzdžiui, iš išretėjusio dujų debesies į atvira erdvė, tada fotonas verčia stipriau svyruoti visas jo jungtis.
3. Jei kliūtis yra masyvus kūnas (pavyzdžiui, žvaigždė ar net galaktika), tada šviesa iškreipiama ir keičia judėjimo kryptį. Šis efektas pagrįstas gebėjimu „pažvelgti“ į tolimą kosmoso praeitį.

Mokslas ir žmonija

Moksliniai duomenys dažnai atrodo kaip kažkas abstraktaus, nepritaikomo gyvenimui. Taip atsitinka ir su šviesos savybėmis. Jeigu Mes kalbame eksperimentuodami ar matuodami žvaigždžių spinduliuotę, mokslininkai turi žinoti absoliučias vertes (jos vadinamos fotometrinėmis). Šios sąvokos paprastai išreiškiamos energijos ir galios terminais. Prisiminkite, kad galia reiškia energijos kitimo greitį per laiko vienetą ir apskritai tai parodo darbo kiekį, kurį gali pagaminti sistema. Tačiau žmogaus galimybės suvokti tikrovę yra ribotos. Pavyzdžiui, oda jaučia šilumą, bet akis nemato fotono. infraraudonoji spinduliuotė. Ta pati problema su šviesos stiprio vienetais: galia, kurią iš tikrųjų rodo spinduliuotė, skiriasi nuo galios, kurią gali suvokti žmogaus akis.

Žmogaus akies spektrinis jautrumas

Primename, kad toliau bus kalbama apie vidutinius rodiklius. Visi žmonės skirtingi. Kai kurie visiškai nesuvokia atskirų spalvų (daltonai). Kitiems spalvų kultūra nesutampa su visuotinai priimta mokslinis taškas regėjimas. Pavyzdžiui, japonai neskiria žalios ir mėlynos spalvos, o britai – mėlynos ir mėlynos. Šiomis kalbomis skirtingos spalvosžymimas vienu žodžiu.

Šviesos stiprio vienetas priklauso nuo vidutinio žmogaus akies spektrinio jautrumo. Didžiausia dienos šviesa patenka į fotoną, kurio bangos ilgis yra 555 nanometrai. Tai reiškia, kad saulės šviesoje žmogus mato geriausiai. žalia spalva. Naktinio matymo maksimumas yra fotonas, kurio bangos ilgis yra 507 nanometrai. Todėl po mėnuliu žmonės geriau mato mėlynus objektus. Sutemus viskas priklauso nuo apšvietimo: kuo jis geresnis, tuo „žalia“ tampa maksimali žmogaus suvokiama spalva.

Žmogaus akies sandara

Beveik visada, kai kalbama apie regėjimą, mes sakome tai, ką mato akis. Tai neteisingas teiginys, nes smegenys pirmiausia suvokia. Akis yra tik instrumentas, perduodantis informaciją apie šviesos srautasį pagrindinį kompiuterį. Ir, kaip ir bet kuris įrankis, visa spalvų suvokimo sistema turi savo apribojimų.

Žmogaus tinklainėje yra dvi įvairių tipų ląstelės – kūgiai ir strypai. Pirmieji yra atsakingi už regėjimą dieną ir geriau suvokia spalvas. Pastarieji užtikrina naktinį matymą, pagaliukų dėka žmogus skiria šviesą ir šešėlį. Tačiau jie blogai suvokia spalvas. Lazdelės taip pat jautresnės judėjimui. Štai kodėl žmogus, eidamas per mėnulio apšviestą parką ar mišką, pastebi kiekvieną šakų siūbavimą, kiekvieną vėjo dvelksmą.

Evoliucinė šio atsiskyrimo priežastis yra paprasta: mes turime vieną saulę. Mėnulis šviečia atspindėta šviesa, o tai reiškia, kad jo spektras nedaug skiriasi nuo centrinio šviestuvo spektro. Todėl diena skirstoma į dvi dalis – šviesiąją ir tamsiąją. Jei žmonės gyventų dviejų ar trijų žvaigždžių sistemoje, mūsų regėjimas tikriausiai turėtų daugiau komponentų, kurių kiekvienas būtų pritaikytas vieno šviesulio spektrui.

Turiu pasakyti, kad mūsų planetoje yra būtybių, kurių regėjimas skiriasi nuo žmogaus. Pavyzdžiui, dykumų gyventojai akimis aptinka infraraudonąją šviesą. Kai kurios žuvys gali matyti šalia ultravioletinių spindulių, nes ši spinduliuotė giliausiai prasiskverbia į vandens stulpelį. Mūsų augintinės katės ir šunys skirtingai suvokia spalvas, o jų spektras sumažėja: jie geriau prisitaiko prie chiaroscuro.

Tačiau žmonės yra skirtingi, kaip minėjome aukščiau. Kai kurie žmonijos atstovai mato artimą infraraudonąją šviesą. Tai nereiškia, kad jiems nereikėtų termokamerų, tačiau jie sugeba suvokti šiek tiek raudonesnius atspalvius nei dauguma. Kiti sukūrė ultravioletinę spektro dalį. Toks atvejis aprašytas, pavyzdžiui, filme „Planeta Ka-Pax“. Pagrindinis veikėjas teigia, kad jis atėjo iš kitos žvaigždžių sistemos. Apžiūra parodė, kad jis mato ultravioletinę spinduliuotę.

Ar tai įrodo, kad Protas yra ateivis? Nr. Kai kurie žmonės gali tai padaryti. Be to, artimasis ultravioletinis spinduliavimas yra labai greta matomo spektro. Nenuostabu, kad kai kurie žmonės imasi šiek tiek daugiau. Tačiau Supermenas tikrai ne iš Žemės: rentgeno spindulių spektras yra per toli nuo matomo, kad tokį regėjimą būtų galima paaiškinti žmogaus požiūriu.

Absoliutieji ir santykiniai šviesos srauto nustatymo vienetai

Nuo spektrinio jautrumo nepriklausomas dydis, rodantis šviesos srautą žinoma kryptis, vadinamas „kandela“. jau su „žmogiškesniu“ požiūriu tariamas taip pat. Skirtumas yra tik matematiniame šių sąvokų žymėjime: absoliuti reikšmė turi apatinį indeksą „e“, o žmogaus akies atžvilgiu - „υ“. Tačiau nepamirškite, kad šių kategorijų dydžiai labai skirsis. Į tai reikia atsižvelgti sprendžiant tikras problemas.

Absoliučių ir santykinių reikšmių surašymas ir palyginimas

Norint suprasti, kuo matuojama šviesos galia, reikia palyginti „absoliučią“ ir „žmogaus“ reikšmes. Dešinėje yra grynai fizinės sąvokos. Kairėje yra vertybės, į kurias jos virsta praeinant per žmogaus akies sistemą.

1. Spinduliuotės galia tampa šviesos galia. Sąvokos matuojamos kandela.
2. Energijos ryškumas virsta šviesumu. Vertės išreiškiamos kandelomis kvadratiniam metrui.

Tikrai skaitytojas čia matė pažįstamus žodžius. Daug kartų gyvenime žmonės sako: „Labai ryški saulė, eikime į šešėlį“ arba „Padaryk monitorių šviesesnį, filmas per niūrus ir tamsus“. Tikimės, kad straipsnis šiek tiek paaiškins, iš kur kilo ši sąvoka, taip pat kaip vadinamas šviesos stiprio vienetas.

„Candela“ sąvokos ypatybės

Šį terminą jau minėjome aukščiau. Taip pat paaiškinome, kodėl tas pats žodis vadinamas absoliučiai skirtingos sąvokos fizika, susijusi su galia elektromagnetinė radiacija. Taigi, šviesos intensyvumo matavimo vienetas vadinamas kandela. Bet kam jis lygus? Viena kandela – šviesos intensyvumas žinoma kryptimi iš šaltinio, skleidžiančio griežtai monochromatinę spinduliuotę, kurios dažnis yra 5,4 * 10 14, o šaltinio energijos jėga šia kryptimi yra 1/683 vatai erdvinio kampo vienetui. Skaitytojas gali lengvai konvertuoti dažnį į bangos ilgį, formulė labai paprasta. Mes paraginsime: rezultatas yra matomoje srityje.

Šviesos intensyvumo matavimo vienetas ne veltui vadinamas „kandela“. Tie, kurie žino Anglų kalba, atminkite, kad žvakė yra žvakė. Anksčiau daugelyje sričių žmogaus veikla matuojamas natūraliais parametrais, pavyzdžiui, arklio galiomis, gyvsidabrio stulpelio milimetrais. Taigi nenuostabu, kad šviesos intensyvumo matavimo vienetas yra kandela, viena žvakė. Tik žvakė yra labai savotiška: turi griežtai nurodytą bangos ilgį ir sukuria tam tikrą fotonų skaičių per sekundę.

Jei kūnas įsibėgėja, vadinasi, kažkas jį veikia. Bet kaip rasti šį „kažką“? Pavyzdžiui, kokios jėgos veikia kūną netoli žemės paviršiaus? Tai gravitacijos jėga, nukreipta vertikaliai žemyn, proporcinga kūno masei ir aukščiams, daug mažesniems už žemės spindulį $(\large R)$, beveik nepriklausoma nuo aukščio; jis lygus

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

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

vadinamasis gravitacijos pagreitis. Horizontalia kryptimi kūnas judės pastoviu greičiu, o judėjimas vertikalia kryptimi pagal antrąjį Niutono dėsnį:

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

atšaukus $(\large m)$ gauname, kad pagreitis kryptimi $(\large x)$ yra pastovus ir lygus $(\large g)$. Tai gerai žinomas laisvai krintančio kūno judėjimas, apibūdinamas lygtimis

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

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

Kaip matuojama jėga?

Visuose vadovėliuose ir išmaniosiose knygose įprasta jėgą išreikšti niutonais, tačiau, išskyrus modelius, su kuriais operuoja fizikai, niutonai niekur nenaudojami. Tai labai nepatogu.

niutonas niutonas (N) – išvestinis jėgos vienetas in tarptautinė sistema vienetų (SI).
Remiantis antruoju Niutono dėsniu, niutono vienetas apibrėžiamas kaip jėga, pakeičianti kūno, kurio masė yra kilogramas, greitį 1 metru per sekundę per vieną sekundę jėgos kryptimi.

Taigi, 1 N \u003d 1 kg m / s².

Kilogramo jėga (kgf arba kg) - gravitacinis metrinis jėgos vienetas, lygus jėgai, kuris žemės gravitaciniame lauke veikia vieno kilogramo masės kūną. Todėl pagal apibrėžimą kilogramo jėga yra lygi 9,80665 N. Kilogramo jėga patogi tuo, kad jos reikšmė lygi 1 kg masės kūno svoriui.
1 kgf \u003d 9,80665 niutonai (apytiksliai ≈ 10 N)
1 N ≈ 0,10197162 kgf ≈ 0,1 kgf

1 N = 1 kg x 1 m/s2.

Gravitacijos dėsnis

Kiekvienas objektas visatoje yra traukiamas prie kiekvieno kito objekto jėga, proporcinga jų masei ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui.

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

Galima pridurti, kad bet kuris kūnas reaguoja į jam taikomą jėgą pagreičiu šios jėgos kryptimi, kurios dydis atvirkščiai proporcingas kūno masei.

$(\large G)$ yra gravitacinė konstanta

$(\large M)$ yra žemės masė

$(\large R)$ — žemės spindulys

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

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

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

Klasikinėje mechanikoje gravitacinė sąveika apibūdinama Niutono universaliosios gravitacijos dėsniu, pagal kurį gravitacinės traukos jėga tarp dviejų masės $(\large m_1)$ ir $(\large m_2)$ kūnų, atskirtų atstumas $(\large R)$ yra

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

Čia $(\large G)$ yra gravitacinė konstanta, lygi $(\large 6.673 \cdot (10^(-11)) m^3 / \left (kg \cdot (sec)^2 \right) )$. Minuso ženklas reiškia, kad bandomąjį kūną veikianti jėga visada yra nukreipta spindulio vektoriumi nuo bandomojo kūno iki gravitacinio lauko šaltinio, t.y. gravitacinė sąveika visada veda į kūnų trauką.
Gravitacijos laukas yra potencialus. Tai reiškia, kad galima įvesti kūnų poros gravitacinio traukos potencialią energiją ir ši energija nepasikeis judant kūnus uždaru kontūru. Gravitacinio lauko potencialumas apima kinetinės ir potencialios energijos sumos išsaugojimo dėsnį, kuris, tiriant kūnų judėjimą gravitaciniame lauke, dažnai labai supaprastina sprendimą.
Pagal Niutono mechaniką gravitacinė sąveika yra toli. Tai reiškia, kad nesvarbu, kaip masyvus kūnas juda, bet kuriame erdvės taške gravitacinis potencialas ir jėga priklauso tik nuo kūno padėties. Šis momentas laikas.

Sunkesnis – lengvesnis

Kūno svoris $(\large P)$ išreiškiamas jo masės $(\large m)$ ir gravitacijos pagreičio $(\large g)$ sandauga.

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

Kai žemėje kūnas tampa lengvesnis (mažiau spaudžia svarstykles), tai atsiranda dėl to, kad sumažėja masės. Mėnulyje viskas yra kitaip, svorio sumažėjimą lemia kito faktoriaus - $(\large g)$ - pasikeitimas, nes gravitacijos pagreitis Mėnulio paviršiuje yra šešis kartus mažesnis nei žemėje.

žemės masė = $(\didelis 5,9736 \cdot (10^(24))\ kg )$

mėnulio masė = $(\didelis 7,3477 \cdot (10^(22))\ kg )$

gravitacinis pagreitis Žemėje = ​​$(\large 9,81\ m / c^2 )$

gravitacinis pagreitis mėnulyje = $(\large 1,62 \ m / c^2 )$

Dėl to produktas $(\large m \cdot g )$, taigi ir svoris, sumažėja 6 kartus.

Tačiau abiejų šių reiškinių neįmanoma pavadinti tuo pačiu posakiu „palengvink“. Mėnulyje kūnai netampa lengvesni, o tik lėčiau krenta „mažiau krintantys“))).

Vektoriniai ir skaliariniai dydžiai

Vektorinis dydis (pavyzdžiui, kūnui taikoma jėga), be jo vertės (modulio), taip pat apibūdinama jo kryptimi. Skaliarinis dydis (pavyzdžiui, ilgis) apibūdinamas tik reikšme. Visi klasikiniai mechanikos dėsniai yra suformuluoti vektoriniams dydžiams.

1 paveikslas.

Ant pav. 1 nuotraukoje įvairių variantų vektoriaus $( \large \overrightarrow(F))$ ir jo projekcijų $( \large F_x)$ ir $( \large F_y)$ vieta ašyse $( \large X)$ ir $( \large Y) $ atitinkamai:

• A. dydžiai $( \large F_x)$ ir $( \large F_y)$ yra ne nulis ir teigiami
• b. dydžiai $( \large F_x)$ ir $( \large F_y)$ yra ne nuliai, o $(\large F_y)$ yra teigiami, o $(\large F_x)$ yra neigiami, nes vektorius $(\large \overrightarrow(F))$ nukreiptas priešinga kryptimi nei ašis $(\large X)$
• C.$(\large F_y)$ yra teigiama ne nulis reikšmė, $(\large F_x)$ yra lygi nuliui, nes vektorius $(\large \overrightarrow(F))$ nukreiptas statmenai ašiai $(\large X)$

Galios akimirka

Jėgos momentas vadinama spindulio vektoriaus, nubrėžto nuo sukimosi ašies iki jėgos taikymo taško, vektorine sandauga šios jėgos vektoriumi. Tie. pagal klasikinis apibrėžimas jėgos momentas yra vektorinis dydis. Vykdant mūsų užduotį, šis apibrėžimas gali būti supaprastintas taip: jėgos $(\large \overrightarrow(F))$ momentas taikomas taškui, kurio koordinatė $(\large x_F)$, atsižvelgiant į esančią ašį. taške $(\large x_0 )$ yra skaliarinė vertė, lygi jėgos $(\large \overrightarrow(F))$ modulio ir jėgos peties sandaugai – $(\large \left | x_F - x_0 \dešinė |)$. Ir to ženklas skaliarinė vertė priklauso nuo jėgos krypties: jei sukasi objektą pagal laikrodžio rodyklę, tai ženklas yra pliusas, jei prieš, tai minusas.

Svarbu suprasti, kad ašį galime pasirinkti savavališkai – jei kūnas nesisuka, tai jėgų momentų apie bet kurią ašį suma lygi nuliui. Antra svarbi pastaba yra ta, kad jei jėga veikia tašką, per kurį eina ašis, tada šios jėgos momentas šios ašies atžvilgiu. nulis(nes jėgos ranka bus lygi nuliui).

Iliustruojame tai, kas aukščiau, pavyzdžiu, 2 pav. Tarkime, kad sistema, parodyta fig. 2 yra pusiausvyroje. Apsvarstykite atramą, ant kurios dedami kroviniai. Ją veikia trys jėgos: $(\large \overrightarrow(N_1),\ \overrightarrow(N_2),\ \overrightarrow(N),)$ šių jėgų taikymo taškai BET, AT ir Su atitinkamai. Paveiksle taip pat yra jėgos $(\large \overrightarrow(N_(1)^(gr)),\ \overrightarrow(N_2^(gr)))$. Šios jėgos taikomos apkrovoms ir pagal 3 Niutono dėsnį

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

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

Dabar apsvarstykite atramą veikiančių jėgų momentų lygybės sąlygą ašies, einančios per tašką, atžvilgiu. BET(ir, kaip susitarėme anksčiau, statmenai figūros plokštumai):

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

Atkreipkite dėmesį, kad jėgos $(\large \overrightarrow(N_1))$ momentas nebuvo įtrauktas į lygtį, nes šios jėgos atšaka nagrinėjamos ašies atžvilgiu yra lygi $(\large 0)$. Jei dėl kokių nors priežasčių norime pasirinkti ašį, einantį per tašką Su, tada jėgų momentų lygybės sąlyga atrodys taip:

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

Galima parodyti, kad matematiniu požiūriu paskutinės dvi lygtys yra lygiavertės.

Gravitacijos centras

gravitacijos centras mechaninės sistemos taškas, kurio atžvilgiu visas sistemą veikiantis sunkio momentas yra lygus nuliui.

Masės centras

Masės taško centras yra nuostabus tuo, kad jei kūną formuojančias daleles (nesvarbu, ar jis kietas, ar skystas, žvaigždžių spiečius ar dar kažkas) veikia labai daug jėgų (turima omenyje tik išorines jėgas, nes visos vidines jėgas kompensuoja vienas kitą), tada susidariusi jėga pagreitina šį tašką taip, lyg jame būtų visa kūno masė $(\large m)$.

Masės centro padėtis nustatoma pagal lygtį:

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

Tai vektorinė lygtis, t.y. iš tikrųjų trys lygtys, po vieną kiekvienai iš trijų krypčių. Tačiau apsvarstykite tik $(\large x)$ kryptį. Ką reiškia ši lygybė?

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

Tarkime, kad kūnas yra padalintas į mažus gabalėlius, kurių masė yra tokia pati $(\large m)$, o bendra kūno masė bus lygi tokių gabalėlių $(\large N)$ skaičiui, padaugintam iš vieno gabalo masės , pavyzdžiui, 1 gramas. Tada ši lygtis reiškia, kad reikia paimti visų gabalų koordinates $(\large x)$, jas sudėti ir rezultatą padalinti iš gabalų skaičiaus. Kitaip tariant, jei gabalų masės yra lygios, $(\large X_(c.m.))$ bus tiesiog visų gabalų $(\large x)$ koordinačių aritmetinis vidurkis.

Masė ir tankis

Masė yra pagrindinis fizinis dydis. Masė vienu metu apibūdina kelias kūno savybes ir pati savaime turi nemažai svarbių savybių.

• Masė yra organizme esančios medžiagos matas.
• Masė yra kūno inercijos matas. Inercija yra kūno savybė išlaikyti nepakitusią greitį (in inercinė sistema nuoroda), kai išorinių poveikių nėra arba jie vienas kitą kompensuoja. Esant išoriniams poveikiams, kūno inercija pasireiškia tuo, kad jo greitis kinta ne akimirksniu, o palaipsniui, ir kuo lėčiau, tuo didesnė kūno inercija (ty masė). Pavyzdžiui, jei biliardo kamuolys ir autobusas juda vienodu greičiu ir yra stabdomi ta pačia jėga, tada kamuoliui sustoti užtrunka daug mažiau laiko nei autobusui sustoti.
• Kūnų masės yra viena kitos gravitacinės traukos priežastis (žr. skyrių „Gravitacija“).
• Kūno masė lygi jo dalių masių sumai. Tai vadinamasis masės priedas. Adityvumas leidžia masei matuoti naudoti 1 kg standartą.
• Izoliuotos kūnų sistemos masė laikui bėgant nekinta (masės tvermės dėsnis).
• Kūno masė nepriklauso nuo jo judėjimo greičio. Pereinant iš vienos atskaitos sistemos į kitą masė nesikeičia.
• Tankis Vienalyčio kūno santykis yra kūno masės ir tūrio santykis:

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

Tankis nepriklauso nuo geometrinių kūno savybių (formos, tūrio) ir yra kūno substancijos charakteristika. Tankis įvairių medžiagų pateiktos nuorodų lentelėse. Patartina atsiminti vandens tankį: 1000 kg/m3.

Antrasis ir trečiasis Niutono dėsniai

Kūnų sąveiką galima apibūdinti naudojant jėgos sąvoką. Jėga yra vektorinis dydis, kuris yra vieno kūno poveikio kitam matas.
Būdama vektoriumi, jėga apibūdinama jos moduliu (absoliučia verte) ir kryptimi erdvėje. Be to, svarbus yra jėgos taikymo taškas: ta pati jėga, kurios dydis ir kryptis veikia skirtingus taškus kūnas gali turėti skirtingą poveikį. Taigi, paėmus dviračio rato ratlankį ir patraukus jį liestinei prie ratlankio, ratas pradės suktis. Jei vilksite išilgai spindulio, sukimosi nebus.

Antrasis Niutono dėsnis

Kūno masės ir pagreičio vektoriaus sandauga yra visų kūną veikiančių jėgų rezultatas:

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

Antrasis Niutono dėsnis sieja pagreičio ir jėgos vektorius. Tai reiškia, kad šie teiginiai yra teisingi.

1. $(\large m \cdot a = F)$, kur $(\large a)$ yra pagreičio modulis, $(\large F)$ yra gaunamas jėgos modulis.
2. Pagreičio vektorius turi tokią pačią kryptį kaip ir atstojamasis jėgos vektorius, nes kūno masė yra teigiama.

Trečiasis Niutono dėsnis

Du kūnai veikia vienas kitą vienodo dydžio ir priešingos krypties jėgomis. Šios jėgos yra tos pačios fizinės prigimties ir nukreiptos išilgai tiesės, jungiančios jų taikymo taškus.

Superpozicijos principas

Patirtis rodo, kad jei tam tikrą kūną veikia keli kiti kūnai, tada atitinkamos jėgos sumuojasi kaip vektoriai. Tiksliau, galioja superpozicijos principas.
Jėgų superpozicijos principas. Tegul jėgos veikia kūną$(\didelis \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ Jeigu juos pakeisime viena jėga$(\large \overrightarrow(F) = \overrightarrow(F_1) + \overrightarrow(F_2) \ldots + \overrightarrow(F_n))$ , tada poveikis nepasikeis.
Iškviečiama jėga $(\large \overrightarrow(F))$ gaunamas priverčia $(\large \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ arba atsirandantis jėga.

Ekspeditorius ar vežėjas? Trys paslaptys ir tarptautinis krovinių gabenimas

Ekspeditorius ar vežėjas: kurį pasirinkti? Jei vežėjas geras, o ekspeditorius blogas, tai pirmasis. Jei vežėjas blogas, o ekspeditorius geras, tai antrasis. Toks pasirinkimas paprastas. Bet kaip nuspręsti, kai abu kandidatai yra geri? Kaip išsirinkti iš dviejų, atrodytų, lygiaverčių variantų? Problema ta, kad šios galimybės nėra lygios.

Baisios istorijos apie tarptautinius pervežimus

TARP KJŪTO IR KELTŲ.

Nelengva gyventi tarp pervežimo užsakovo ir itin gudriai ekonomiško krovinio savininko. Vieną dieną gavome užsakymą. Krovinys už tris kapeikas, papildomos sąlygos ant dviejų lapų, kolekcija vadinasi .... Kraunasi trečiadienį. Antradienį automobilis jau stovi vietoje, o kitos dienos pietų sandėlyje pradeda lėtai mėtyti į priekabą viską, ką jūsų ekspeditorius surinko savo klientams – gavėjams.

UŽBŪRĖTA VIETA - PTO KOZLOVIČIAI.

Pasak legendos ir patirties, visi, kas gabeno krovinius iš Europos keliais, žino, kaip baisi vieta yra PTO Kozlovichi, Bresto muitinė. Kokį chaosą daro Baltarusijos muitininkai, jie visais įmanomais būdais randa kaltę ir drasko už milžiniškas kainas. Ir tai tiesa. Bet ne visi...

KAIP NAUJAIS METAIS VEŽĖME SAUSĄ PIENĄ.

Grupinio krovinio pakrovimas konsolidaciniame sandėlyje Vokietijoje. Vienas iš krovinių – pieno milteliai iš Italijos, kurių pristatymą užsakė Ekspeditorius.... Klasikinis ekspeditoriaus-"siųstuvo" darbo pavyzdys (į nieką nesigilina, tik pravažiuoja grandine). ).

Tarptautinio transporto dokumentai

Tarptautinis krovinių gabenimas keliais yra labai organizuotas ir biurokratiškas, to pasekmė – tarptautiniam įgyvendinimui kelių transportas krovinių, naudojama krūva unifikuotų dokumentų. Nesvarbu, ar tai muitinės vežėjas, ar paprastas – be dokumentų jis neapsieis. Nors tai nėra labai įdomu, mes stengėmės paprasčiausiai išdėstyti šių dokumentų paskirtį ir prasmę, kurią jie turi. Jie pateikė TIR, CMR, T1, EX1, sąskaitos faktūros, pakuočių sąrašo užpildymo pavyzdį...

Ašies apkrovos apskaičiavimas krovinių gabenimui

Tikslas - ištirti vilkiko ir puspriekabės ašių apkrovų perskirstymo galimybę keičiant krovinio vietą puspriekabėje. Ir šių žinių pritaikymas praktikoje.

Mūsų svarstomoje sistemoje yra 3 objektai: vilkikas $(T)$, puspriekabė $(\large ((p.p.)))$ ir krovinys $(\large (gr))$. Visi su kiekvienu iš šių objektų susiję kintamieji bus atitinkamai pažymėti $T$, $(\large (p.p.))$ ir $(\large (gr))$. Pavyzdžiui, nepakrauto traktoriaus svoris būtų pažymėtas kaip $m^(T)$.

Kodėl tu nevalgai grybų? Papročiai iškvėpė liūdesį.

Kas vyksta tarptautinėje kelių transporto rinkoje? Rusijos Federacijos federalinė muitinės tarnyba kelioms šalims uždraudė išduoti TIR knygeles be papildomų garantijų. federaliniai rajonai. Ir pranešė, kad nuo šių metų gruodžio 1 d. visiškai nutrauks sutartį su IRU kaip netinkamą. Muitų sąjunga ir reiškia nevaikiškas finansines pretenzijas.
IRU atsakė: „Rusijos federalinės muitinės tarnybos paaiškinimai dėl tariamos 20 milijardų rublių ASMAP skolos yra visiškas prasimanymas, nes visos senosios TIR pretenzijos yra pilnai išspręstos..... Ką mes, paprasta vežėjai, manote?

Stovėjimo koeficientas Krovinio svoris ir tūris skaičiuojant transportavimo kainą

Pervežimo kainos apskaičiavimas priklauso nuo krovinio svorio ir tūrio. Jūrų transportui dažniausiai lemiamas tūris, oro transportui – svoris. Krovinių vežimui keliais svarbų vaidmenį atlieka sudėtingas rodiklis. Kuris skaičiavimo parametras bus pasirinktas konkrečiu atveju, priklauso nuo to specifinė gravitacija krovinys (Sandėliavimo faktorius) .