Siła (wielkość fizyczna). Mierzymy siłę

Słowo „moc” jest tak wszechogarniające, że nadanie mu jasnego pojęcia jest prawie niewykonalnym zadaniem. Różnorodność od siły mięśni do siły umysłu nie obejmuje pełnego zakresu zainwestowanych w nią koncepcji. Siła uważana za wielkość fizyczna, ma wyraźnie pewna wartość i definicja. Wzór na siłę definiuje model matematyczny: zależność siły od głównych parametrów.

Historia badań sił obejmuje definicję zależności od parametrów oraz eksperymentalny dowód zależności.

Siła w fizyce

Siła jest miarą interakcji ciał. Wzajemne działanie ciał na siebie w pełni opisuje procesy związane ze zmianą prędkości lub deformacją ciał.

Siła jako wielkość fizyczna ma jednostkę miary (w układzie SI – Newton) oraz urządzenie do jej pomiaru – dynamometr. Zasada działania siłomierza opiera się na porównaniu siły działającej na ciało z siłą sprężystości sprężyny dynamometru.

Za siłę 1 niutona przyjmuje się siłę, przy której ciało o masie 1 kg zmienia swoją prędkość o 1 m w ciągu 1 sekundy.

Siła jest zdefiniowana jako:

• kierunek działania;
• punkt aplikacji;
• moduł, wartość bezwzględna.

Opisując interakcję, pamiętaj o wskazaniu tych parametrów.

Rodzaje oddziaływań naturalnych: grawitacyjne, elektromagnetyczne, silne, słabe. Grawitacyjny powaga z jego różnorodnością - grawitacją) istnieje dzięki wpływowi pól grawitacyjnych otaczających dowolne ciało, które ma masę. Badania pól grawitacyjnych nie zostały dotychczas zakończone. Nie można jeszcze znaleźć źródła pola.

W wyniku oddziaływania elektromagnetycznego atomów tworzących substancję powstaje większa liczba sił.

siła nacisku

Kiedy ciało wchodzi w interakcję z Ziemią, wywiera nacisk na powierzchnię. Siła, która ma postać: P = mg, jest określona przez masę ciała (m). Przyśpieszenie swobodny spadek(g) ma różne znaczenia na różnych szerokościach geograficznych.

Pionowa siła nacisku jest równa modułowi i przeciwna do siły sprężystości powstającej w podporze. Formuła siły zmienia się w zależności od ruchu ciała.

Zmiana masy ciała

Działanie ciała na podporę w wyniku interakcji z Ziemią jest często określane jako ciężar ciała. Co ciekawe, wielkość masy ciała zależy od przyspieszenia ruchu w kierunku pionowym. W przypadku, gdy kierunek przyspieszenia jest przeciwny do przyspieszenia swobodnego spadania, obserwuje się wzrost masy. Jeżeli przyspieszenie ciała zbiega się z kierunkiem swobodnego spadania, wówczas masa ciała maleje. Na przykład, będąc w windzie wznoszącej się, na początku wznoszenia osoba odczuwa przez chwilę wzrost wagi. Nie trzeba twierdzić, że jego masa się zmienia. Jednocześnie dzielimy się pojęciami „masy ciała” i jego „masy”.

Siła sprężystości

Kiedy zmienia się kształt ciała (jego deformacja), pojawia się siła, która ma tendencję do przywracania ciała do pierwotnego kształtu. Siła ta została nazwana „siłą elastyczną”. Powstaje w wyniku elektrycznego oddziaływania cząstek tworzących ciało.

Rozważ najprostszą deformację: rozciąganie i ściskanie. Rozciąganiu towarzyszy wzrost wymiary liniowe ciała, kompresja - ich redukcja. Wartość charakteryzująca te procesy nazywana jest wydłużaniem ciała. Oznaczmy to przez „x”. Wzór na siłę sprężystości jest bezpośrednio powiązany z wydłużeniem. Każde ciało poddane deformacji ma swoją geometrię i parametry fizyczne. Zależność odporności sprężystej na odkształcenia od właściwości nadwozia i materiału, z którego jest wykonana, określa współczynnik sprężystości, nazwijmy go sztywnością (k).

Matematyczny model oddziaływania sprężystego opisuje prawo Hooke'a.

Siła powstająca w wyniku odkształcenia ciała jest skierowana przeciwnie do kierunku przemieszczenia poszczególnych części ciała, jest wprost proporcjonalna do jego wydłużenia:

• F y = -kx (w notacji wektorowej).

Znak „-” wskazuje przeciwny kierunek odkształcenia i siły.

W formie skalarnej znak ujemny zaginiony. Siłę sprężystą, której wzór ma postać F y = kx, stosuje się tylko dla odkształceń sprężystych.

Oddziaływanie pola magnetycznego z prądem

Wpływ pole magnetyczne na Waszyngton W tym przypadku siła, z jaką pole magnetyczne działa na umieszczony w nim przewodnik z prądem, nazywana jest siłą Ampera.

Oddziaływanie pola magnetycznego z powoduje manifestację siły. Siła Ampera, której wzór to F = IBlsinα, zależy od (B), długości części aktywnej przewodnika (l), (I) w przewodniku oraz kąta między kierunkiem prądu a polem magnetycznym wprowadzenie.

Dzięki tej ostatniej zależności można argumentować, że wektor pola magnetycznego może się zmieniać, gdy przewodnik jest obracany lub zmienia się kierunek prądu. Reguła lewej ręki pozwala określić kierunek działania. Jeśli lewa ręka ustawić w taki sposób, aby wektor indukcji magnetycznej wchodził do dłoni, cztery palce skierowane są wzdłuż prądu w przewodzie, następnie zgięte o 90 ° kciuk pokazuje kierunek pola magnetycznego.

Wykorzystanie tego efektu przez ludzkość odkryto na przykład w silnikach elektrycznych. Obrót wirnika spowodowany jest polem magnetycznym wytworzonym przez silny elektromagnes. Formuła siły pozwala ocenić możliwość zmiany mocy silnika. Wraz ze wzrostem natężenia prądu lub pola zwiększa się moment obrotowy, co prowadzi do wzrostu mocy silnika.

Trajektorie cząstek

Oddziaływanie pola magnetycznego z ładunkiem jest szeroko stosowane w spektrografach masowych do badania cząstek elementarnych.

Działanie pola w tym przypadku powoduje pojawienie się siły zwanej siłą Lorentza. Gdy naładowana cząstka poruszająca się z określoną prędkością wejdzie w pole magnetyczne, którego wzór ma postać F = vBqsinα powoduje, że cząstka porusza się po okręgu.

W tym model matematyczny v jest modułem prędkości cząstek, ładunek elektryczny gdzie - q, B jest indukcją magnetyczną pola, α jest kątem między kierunkami prędkości a indukcją magnetyczną.

Cząstka porusza się po okręgu (lub łuku koła), ponieważ siła i prędkość są skierowane do siebie pod kątem 90 °. Zmiana kierunku prędkości liniowej powoduje pojawienie się przyspieszenia.

Omówiona powyżej zasada lewej ręki ma również miejsce podczas badania siły Lorentza: jeśli lewa ręka jest ułożona w taki sposób, że wektor indukcji magnetycznej wchodzi do wnętrza dłoni, cztery palce wyciągnięte w linii są skierowane wzdłuż prędkości dodatnio naładowanej cząstki, a następnie zgięty o 90 ° kciuk wskaże kierunek siły.

Problemy z plazmą

W cyklotronach wykorzystuje się oddziaływanie pola magnetycznego i materii. Problemy związane z badanie laboratoryjne osocza, nie dopuścić do jego zatrzymania w zamkniętych naczyniach. High może istnieć tylko w wysokich temperaturach. Plazma może być utrzymywana w jednym miejscu w przestrzeni za pomocą pól magnetycznych, skręcających gaz w formie pierścienia. Kontrolowane można również badać, skręcając plazmę wysokotemperaturową we włókno za pomocą pól magnetycznych.

Przykład działania pola magnetycznego w żywy na zjonizowanym gazie - zorza polarna. Ten majestatyczny spektakl jest obserwowany za kołem podbiegunowym na wysokości 100 km nad powierzchnią ziemi. Tajemniczy kolorowy blask gazu można było wyjaśnić dopiero w XX wieku. Ziemskie pole magnetyczne w pobliżu biegunów nie może zapobiec przenikaniu wiatru słonecznego do atmosfery. Najbardziej aktywne promieniowanie skierowane wzdłuż linii indukcji magnetycznej powoduje jonizację atmosfery.

Zjawiska związane z ruchem ładunku

Historycznie główną wielkością charakteryzującą przepływ prądu w przewodniku jest siła prądu. Co ciekawe, ta koncepcja nie ma nic wspólnego z siłą w fizyce. Natężenie prądu, którego wzór obejmuje ładunek przepływający w jednostce czasu przekrój poprzeczny dyrygent wygląda tak:

• I = q/t, gdzie t jest czasem przepływu ładunku q.

W rzeczywistości aktualna siła to ilość ładunku. Jego jednostką miary jest Amper (A), w przeciwieństwie do N.

Określenie pracy siły

Działaniu siły na substancję towarzyszy wykonywanie pracy. Praca siły jest wielkością fizyczną liczbowo równą iloczynowi siły i przemieszczenia przebytego pod jej działaniem oraz cosinusowi kąta między kierunkami siły i przemieszczenia.

Pożądana praca siły, której wzór to A = FScosα, obejmuje wielkość siły.

Działaniu ciała towarzyszy zmiana prędkości ciała lub deformacja, co wskazuje na jednoczesne zmiany energii. Praca wykonana przez siłę jest bezpośrednio związana z jej wielkością.

Jak mierzy się siłę? W jakich jednostkach mierzona jest siła?

W szkole uczyliśmy, że pojęcie „siły”; Wprowadzony do fizyki przez człowieka, któremu na głowę spadło jabłko. Swoją drogą spadł z powodu „grawitacji”;. Wydaje się, że Newton to jego nazwisko. Nazwał więc jednostkę miary siły. Chociaż mógłby nazwać to jabłkiem, to i tak uderzyło go w głowę!

Zgodnie z Międzynarodowym Układem Jednostek (SI) siłę mierzy się w Newtonach.

Według System techniczny Jednostki, siła jest mierzona w tona-siła, kilogram-siła, gram-siła itp.

Według Systemu Jednostek CGS jednostką siły jest dyna.

W ZSRR przez jakiś czas do pomiaru siły używano takiej jednostki miary, jak mur.

Ponadto w fizyce istnieją tak zwane jednostki naturalne, według których siłę mierzy się w siłach Plancka.

• • W czym tkwi siła, bracie?
  • niutony bro...

  (Fizyka przestała być nauczana w szkole?)

Wytrzymałość jest jednym z najbardziej znanych pojęć w fizyce. Pod zmuszać jest rozumiany jako ilość będąca miarą oddziaływania na organizm innych ciał i różnych procesów fizycznych.

Za pomocą siły może wystąpić nie tylko ruch obiektów w przestrzeni, ale także ich deformacja.

Działanie dowolnej siły na ciało jest zgodne z 3 prawami Newtona.

Jednostka miary siła w międzynarodowym układzie jednostek SI jest niuton. Jest oznaczony literą h.

1N to siła, pod wpływem której na ciele fizycznym o masie 1 kg ciało to uzyskuje przyspieszenie równe 1 ms.

Instrumentem używanym do pomiaru siły jest dynamometr.

Warto również zauważyć, że wiele wielkości fizycznych mierzy się w innych jednostkach.

Na przykład:

Aktualna siła jest mierzona w amperach.

Intensywność światła mierzona jest w Candeli.

Na cześć wybitnego naukowca i fizyka Izaaka Newtona, który przeprowadził wiele badań nad istotą istnienia procesów wpływających na prędkość ciała. Dlatego w fizyce zwyczajowo mierzy się siłę w niutony(1 N).

W fizyce takie pojęcie jak „siła”; mierzone w niutonach. Nadali nazwę Newtons na cześć słynnego i wybitny fizyk o imieniu Izaak Newton. W fizyce istnieją 3 prawa Newtona. Jednostka siły jest również nazywana niutonem.

Siłę mierzy się w niutonach. Jednostką siły jest 1 Newton (1 N). Sama nazwa jednostki miary siły pochodzi od imienia słynnego naukowca, który nazywał się Isaac Newton. Stworzył 3 prawa mechaniki klasycznej, które są nazwane 1., 2. i 3. prawem Newtona. W układzie SI jednostka siły nazywana jest Newtonem (N). łacina siła oznaczona jest przez niuton (N). Wcześniej, gdy nie było jeszcze układu SI, jednostkę pomiaru siły nazywano dyną, która była utworzona z nośnika jednego przyrządu do pomiaru siły, który nazywano dynamometrem.

Siła w układzie jednostek międzynarodowych (SI) jest mierzona w Newtonach (N). Zgodnie z drugim prawem Newtona siła jest równa odpowiednio iloczynowi masy ciała i jego przyspieszenia, Newton (N) \u003d KG x M / C 2. (KILOGRAM POMNOŻONY PRZEZ METR, PODZIELIĆ PRZEZ SEKUNDĘ NA KWADRAT).

Wszyscy jesteśmy przyzwyczajeni w życiu do używania słowa moc w charakterystyka porównawcza mówiący mężczyźni silniejszy niż kobiety traktor jest silniejszy niż samochód, lew silniejszy niż antylopa.

Siła w fizyce jest definiowana jako miara zmiany prędkości ciała, która występuje, gdy ciała wchodzą w interakcję. Jeśli siła jest miarą i możemy porównać przyłożenie różnych sił, to jest to wielkość fizyczna, którą można zmierzyć. W jakich jednostkach mierzona jest siła?

Jednostki siły

Na cześć angielskiego fizyka Izaaka Newtona, który przeprowadził ogromne badania nad naturą istnienia i użytkowania różnego rodzaju siła, jednostka siły w fizyce to 1 niuton (1 N). Jaka jest siła 1 N? W fizyce nie wybiera się po prostu jednostek miary, ale zawiera specjalną umowę z tymi jednostkami, które zostały już przyjęte.

Z doświadczenia i eksperymentów wiemy, że jeśli ciało jest w spoczynku i działa na nie siła, to ciało pod wpływem tej siły zmienia swoją prędkość. W związku z tym do pomiaru siły wybrano jednostkę, która charakteryzowałaby zmianę prędkości ciała. I nie zapominaj, że istnieje również masa ciała, ponieważ wiadomo, że z tą samą siłą oddziałuje na różne przedmioty będzie inny. Możemy rzucić piłkę daleko, ale bruk odleci na znacznie krótszą odległość. Oznacza to, że biorąc pod uwagę wszystkie czynniki, dochodzimy do definicji, że siła 1 N zostanie przyłożona do ciała, jeśli ciało o masie 1 kg pod wpływem tej siły zmieni swoją prędkość o 1 m / s w 1 sekundę.

Jednostka grawitacyjna

Interesuje nas również jednostka grawitacji. Skoro wiemy, że Ziemia przyciąga do siebie wszystkie ciała na swojej powierzchni, to istnieje siła przyciągania i można ją zmierzyć. I znowu wiemy, że siła przyciągania zależy od masy ciała. Im większa masa ciała, tym silniej przyciąga go Ziemia. Zostało eksperymentalnie ustalone, że Siła grawitacji działająca na ciało o masie 102 gramów wynosi 1 N. A 102 gramy to w przybliżeniu jedna dziesiąta kilograma. A dokładniej, jeśli 1 kg podzielimy na 9,8 części, otrzymamy tylko około 102 gramy.

Jeżeli na ciało ważące 102 gramy działa siła 1 N, to na ciało ważące 1 kg działa siła 9,8 N. Przyspieszenie swobodnego spadania jest oznaczone literą g. A g wynosi 9,8 N/kg. Jest to siła, która działa na ciało o masie 1 kg, przyspieszając je co sekundę o 1 m/s. Okazuje się, że ciało spada z wysoki pułap, podczas lotu nabiera bardzo dużej prędkości. Dlaczego więc płatki śniegu i krople deszczu spadają dość spokojnie? Mają bardzo małą masę, a ziemia przyciąga je do siebie bardzo słabo. A opór powietrza jest dla nich dość duży, więc lecą na Ziemię z niezbyt dużą, raczej taką samą prędkością. Ale meteoryty, na przykład zbliżając się do Ziemi, zyskują bardzo wysoka prędkość a po lądowaniu powstaje przyzwoita eksplozja, która zależy odpowiednio od wielkości i masy meteorytu.

Dzisiaj porozmawiamy o jednostce miary natężenia światła. Ten artykuł ujawni czytelnikom właściwości fotonów, które pozwolą im określić, dlaczego światło ma różną jasność.

Cząstka czy fala?

Na początku XX wieku naukowcy byli zdziwieni zachowaniem kwantów światła - fotonów. Z jednej strony interferencja i dyfrakcja mówiły o ich istocie falowej. Dlatego światło charakteryzowało się takimi właściwościami, jak częstotliwość, długość fali i amplituda. Z drugiej strony przekonali społeczność naukową, że fotony przenoszą pęd na powierzchnie. Byłoby to niemożliwe, gdyby cząstki nie miały masy. Fizycy musieli więc przyznać: promieniowanie elektromagnetyczne jest zarówno falą, jak i obiektem materialnym.

Energia fotonowa

Jak udowodnił Einstein, masa jest energią. Fakt ten dowodzi naszego centralnego światła, Słońca. Reakcja termojądrowa zamienia masę silnie sprężonego gazu w czystą energię. Ale jak określić moc emitowanego promieniowania? Dlaczego na przykład rano światłość słońca jest mniejsza niż w południe? Cechy opisane w poprzednim akapicie są powiązane ze sobą określonymi relacjami. I wszystkie one wskazują na energię, którą niesie promieniowanie elektromagnetyczne. Ta wartość zmienia się w duża strona w:

• zmniejszenie długości fali;
• wzrastająca częstotliwość.

Jaka jest energia promieniowania elektromagnetycznego?

Foton różni się od innych cząstek. Jego masa, a zatem i energia, istnieje tylko tak długo, jak porusza się w przestrzeni. Podczas kolizji z przeszkodą zwiększa ją kwant światła energia wewnętrzna lub nadaje mu kinetyczny pęd. Ale sam foton przestaje istnieć. W zależności od tego, co dokładnie działa jako przeszkoda, zachodzą różne zmiany.

1. Jeśli przeszkodą jest solidny, wtedy najczęściej światło go nagrzewa. Możliwe są również następujące scenariusze: foton zmienia kierunek ruchu, stymuluje Reakcja chemiczna lub powoduje, że jeden z elektronów opuszcza swoją orbitę i przechodzi do innego stanu (efekt fotoelektryczny).
2. Jeśli przeszkodą jest pojedyncza cząsteczka, na przykład z chmury rozrzedzonego gazu do otwarta przestrzeń, wtedy foton powoduje silniejsze drgania wszystkich swoich wiązań.
3. Jeśli przeszkodą jest masywne ciało (na przykład gwiazda lub nawet galaktyka), to światło ulega zniekształceniu i zmienia kierunek ruchu. Efekt ten opiera się na zdolności „zaglądania” w odległą przeszłość kosmosu.

Nauka i ludzkość

Dane naukowe często wydają się czymś abstrakcyjnym, nie mającym zastosowania do życia. Dzieje się tak również z właściwościami światła. Jeśli rozmawiamy o eksperymentowaniu lub mierzeniu promieniowania gwiazd naukowcy muszą znać wartości bezwzględne (nazywa się je fotometrycznymi). Te pojęcia są zwykle wyrażane w kategoriach energii i mocy. Przypomnijmy, że moc odnosi się do tempa zmiany energii w jednostce czasu i ogólnie pokazuje ilość pracy, jaką system może wykonać. Ale człowiek ma ograniczoną zdolność postrzegania rzeczywistości. Na przykład skóra odczuwa ciepło, ale oko nie widzi fotonu. promieniowanie podczerwone. Ten sam problem z jednostkami natężenia światła: moc, jaką faktycznie pokazuje promieniowanie, różni się od mocy, jaką może dostrzec ludzkie oko.

Czułość widmowa ludzkiego oka

Przypominamy, że poniższa dyskusja skupi się na średnich wskaźnikach. Wszyscy ludzie są różni. Niektórzy w ogóle nie postrzegają poszczególnych kolorów (daltonizm). Dla innych kultura koloru nie pokrywa się z ogólnie przyjętą punkt naukowy wizja. Na przykład Japończycy nie rozróżniają zielonego i niebieskiego, a Brytyjczycy - niebieskiego i niebieskiego. W tych językach różne kolory oznaczony jednym słowem.

Jednostka natężenia światła zależy od czułości widmowej przeciętnego ludzkiego oka. Maksymalne światło dzienne pada na foton o długości fali 555 nanometrów. Oznacza to, że w świetle słonecznym człowiek widzi najlepiej. zielony kolor. Maksimum noktowizora to foton o długości fali 507 nanometrów. Dlatego pod księżycem ludzie lepiej widzą niebieskie obiekty. O zmierzchu wszystko zależy od oświetlenia: im jest lepsze, tym bardziej „zielony” staje się maksymalny kolor, który osoba postrzega.

Struktura ludzkiego oka

Prawie zawsze, jeśli chodzi o widzenie, mówimy to, co widzi oko. To błędne stwierdzenie, ponieważ mózg postrzega przede wszystkim. Oko jest tylko instrumentem, który przekazuje informacje o Strumień świetlny do głównego komputera. I jak każde narzędzie, cały system postrzegania kolorów ma swoje ograniczenia.

W ludzkiej siatkówce są dwa różne rodzaje komórki - stożki i pręty. Ci pierwsi odpowiadają za widzenie w ciągu dnia i lepiej postrzegają kolory. Te ostatnie zapewniają widzenie w nocy, dzięki patyczkom człowiek rozróżnia światło i cień. Ale nie odbierają dobrze kolorów. Pałki są również bardziej wrażliwe na ruch. Dlatego przechodząc przez oświetlony księżycem park lub las zauważa każde kołysanie się gałęzi, każdy powiew wiatru.

Powód ewolucyjny tego oddzielenia jest prosty: mamy jedno słońce. Księżyc świeci światłem odbitym, co oznacza, że ​​jego widmo nie różni się zbytnio od widma oprawy centralnej. Dlatego dzień podzielony jest na dwie części – oświetloną i ciemną. Gdyby ludzie żyli w układzie dwóch lub trzech gwiazd, to nasza wizja prawdopodobnie miałaby więcej składowych, z których każdy był dostosowany do widma jednego źródła światła.

Muszę powiedzieć, że na naszej planecie są stworzenia, których wzrok różni się od ludzkiego. Mieszkańcy pustyni, na przykład, wykrywają za pomocą oczu światło podczerwone. Niektóre ryby widzą w pobliżu ultrafioletu, ponieważ promieniowanie to wnika najgłębiej do słupa wody. Nasze koty i psy domowe inaczej postrzegają kolory, a ich spektrum jest ograniczone: są lepiej przystosowane do światłocienia.

Ale ludzie są różni, jak wspomnieliśmy powyżej. Niektórzy przedstawiciele ludzkości widzą bliską podczerwień. Nie oznacza to, że nie potrzebowaliby kamer termowizyjnych, ale są w stanie dostrzec nieco bardziej czerwone odcienie niż większość. Inni rozwinęli ultrafioletową część widma. Taki przypadek opisuje chociażby film „Planeta Ka-Pax”. Główny bohater twierdzi, że pochodzi z innego systemu gwiezdnego. Badanie wykazało, że miał zdolność widzenia promieniowania ultrafioletowego.

Czy to dowodzi, że Prot jest kosmitą? Nie. Niektórzy mogą to zrobić. Ponadto bliski ultrafiolet ściśle przylega do widma widzialnego. Nic dziwnego, że niektórzy biorą trochę więcej. Ale Superman zdecydowanie nie pochodzi z Ziemi: widmo rentgenowskie jest zbyt dalekie od widzialnego, aby taka wizja mogła być wyjaśniona z ludzkiego punktu widzenia.

Jednostki bezwzględne i względne do określania strumienia świetlnego

Wielkość niezależna od czułości widmowej, która wskazuje strumień światła w znany kierunek, nazywa się "kandelą". już z bardziej „ludzką” postawą wymawia się w ten sam sposób. Różnica polega tylko na matematycznym oznaczeniu tych pojęć: wartość bezwzględna ma indeks dolny „e”, w stosunku do ludzkiego oka - „υ”. Ale nie zapominaj, że rozmiary tych kategorii będą się znacznie różnić. Należy to wziąć pod uwagę przy rozwiązywaniu rzeczywistych problemów.

Wyliczenie i porównanie wartości bezwzględnych i względnych

Aby zrozumieć, w czym mierzy się moc światła, konieczne jest porównanie wartości „bezwzględnych” i „ludzkich”. Po prawej stronie są koncepcje czysto fizyczne. Po lewej stronie znajdują się wartości, w które się obracają, przechodząc przez system ludzkiego oka.

1. Moc promieniowania staje się mocą światła. Pojęcia są mierzone w kandelach.
2. Jasność energii zamienia się w jasność. Wartości wyrażone są w kandelach na metr kwadratowy.

Z pewnością czytelnik widział tutaj znajome słowa. Wiele razy w życiu ludzie mówią: „Bardzo jasne słońce, chodźmy w cień” lub „Zrób monitor jaśniejszy, film jest zbyt ponury i ciemny”. Mamy nadzieję, że artykuł wyjaśni nieco, skąd wzięła się ta koncepcja, a także jak nazywa się jednostka natężenia światła.

Cechy pojęcia „kandeli”

Wspomnieliśmy już o tym terminie powyżej. Wyjaśniliśmy również, dlaczego to samo słowo nazywa się absolutnie różne koncepcje fizyka związana z mocą promieniowanie elektromagnetyczne. Tak więc jednostką miary natężenia światła jest kandela. Ale czemu to się równa? Jedna kandela to natężenie światła w znanym kierunku ze źródła, które emituje promieniowanie ściśle monochromatyczne o częstotliwości 5,4 * 10 14, a siła energetyczna źródła w tym kierunku wynosi 1/683 watów na jednostkę kąta bryłowego. Czytnik może łatwo przeliczyć częstotliwość na długość fali, wzór jest bardzo prosty. Podpowiemy: wynik leży w widocznym obszarze.

Nie bez powodu jednostka miary natężenia światła nazywana jest „kandelą”. Ci, którzy wiedzą język angielski, pamiętaj, że świeca to świeca. Wcześniej wiele obszarów ludzka aktywność mierzone w naturalnych parametrach, na przykład w koniach mechanicznych, milimetrach słupa rtęci. Nic więc dziwnego, że jednostką miary natężenia światła jest kandela, czyli jedna świeca. Tylko świeca jest bardzo specyficzna: o ściśle określonej długości fali i wytwarzającej określoną liczbę fotonów na sekundę.

Jeśli ciało przyspiesza, coś na nie działa. Ale jak znaleźć to „coś”? Na przykład, jakie siły działają na ciało w pobliżu powierzchni ziemi? Jest to siła grawitacji skierowana pionowo w dół, proporcjonalna do masy ciała i dla wysokości znacznie mniejszych niż promień ziemi $(\large R)$, prawie niezależna od wysokości; to jest równe

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

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

tak zwane przyśpieszenie grawitacyjne. W kierunku poziomym ciało będzie poruszało się ze stałą prędkością, natomiast ruch w kierunku pionowym zgodnie z drugim prawem Newtona:

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

po anulowaniu $(\large m)$ otrzymujemy, że przyspieszenie w kierunku $(\large x)$ jest stałe i wynosi $(\large g)$. Jest to dobrze znany ruch swobodnie spadającego ciała, opisany równaniami

$(\duża v_x = v_0 + g \cdot t)$

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

Jak mierzy się siłę?

We wszystkich podręcznikach i inteligentnych książkach zwyczajowo wyraża się siłę w niutonach, ale z wyjątkiem modeli, z którymi operują fizycy, niutony nie są nigdzie używane. To bardzo niewygodne.

niuton niuton (N) - pochodna jednostka siły w międzynarodowy system jednostki (SI).
Zgodnie z drugim prawem Newtona, niuton jednostkowy definiuje się jako siłę, która zmienia prędkość ciała o masie jednego kilograma o 1 metr na sekundę w ciągu jednej sekundy w kierunku siły.

Zatem 1 N \u003d 1 kg m / s².

Kilogram-siła (kgf lub kg) - grawitacyjna metryczna jednostka siły, równy sile, który działa na ciało o masie jednego kilograma w polu grawitacyjnym ziemi. Dlatego z definicji kilogram-siła jest równa 9,80665 N. Kilogram-siła jest wygodna, ponieważ jej wartość jest równa ciężarowi ciała o masie 1 kg.
1 kgf \u003d 9,80665 niutonów (około ≈ 10 N)
1 N ≈ 0,10197162 kgf ≈ 0,1 kgf

1 N = 1 kg x 1m/s2.

Prawo grawitacji

Każdy obiekt we wszechświecie jest przyciągany do każdego innego obiektu z siłą proporcjonalną do ich mas i odwrotnie proporcjonalną do kwadratu odległości między nimi.

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

Można dodać, że każde ciało reaguje na przyłożoną do niego siłę przyspieszeniem w kierunku tej siły, w wielkości odwrotnie proporcjonalnej do masy ciała.

$(\large G)$ to stała grawitacyjna

$(\large M)$ to masa ziemi

$(\large R)$ — promień ziemi

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

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

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

W ramach mechaniki klasycznej oddziaływanie grawitacyjne jest opisane przez prawo powszechnego ciążenia Newtona, zgodnie z którym siła przyciągania grawitacyjnego między dwoma ciałami o masie $(\large m_1)$ i $(\large m_2)$ oddzielonymi odległość $(\duża R)$ to

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

Tutaj $(\large G)$ jest stałą grawitacyjną równą $(\large 6.673 \cdot (10^(-11)) m^3 / \left (kg \cdot (sek)^2 \right) )$. Znak minus oznacza, że ​​siła działająca na ciało testowe jest zawsze skierowana wzdłuż wektora promienia od ciała testowego do źródła pola grawitacyjnego, tj. oddziaływanie grawitacyjne zawsze prowadzi do przyciągania ciał.
Pole grawitacyjne jest potencjalne. Oznacza to, że można wprowadzić energię potencjalną przyciągania grawitacyjnego pary ciał, która nie zmieni się po przesunięciu ciał po zamkniętym konturze. Potencjalność pola grawitacyjnego pociąga za sobą prawo zachowania sumy energii kinetycznej i potencjalnej, które przy badaniu ruchu ciał w polu grawitacyjnym często znacznie upraszcza rozwiązanie.
W ramach mechaniki Newtona oddziaływanie grawitacyjne jest dalekiego zasięgu. Oznacza to, że bez względu na to, jak porusza się masywne ciało, w dowolnym punkcie przestrzeni, potencjał i siła grawitacji zależą tylko od położenia ciała w ten moment czas.

cięższy - lżejszy

Masa ciała $(\large P)$ jest wyrażona jako iloczyn jego masy $(\large m)$ i przyspieszenia ziemskiego $(\large g)$.

$(\duża P = m \cdot g)$

Kiedy na ziemi ciało staje się lżejsze (mniej naciska na wagę), jest to spowodowane spadkiem szerokie rzesze. Na Księżycu wszystko jest inne, spadek masy spowodowany jest zmianą innego czynnika - $(\large g)$, ponieważ przyspieszenie grawitacyjne na powierzchni Księżyca jest sześć razy mniejsze niż na Ziemi.

masa ziemi = $(\large 5,9736 \cdot (10^(24))\ kg )$

masa księżyca = $(\large 7.3477 \cdot (10^(22))\ kg )$

przyspieszenie grawitacyjne na Ziemi = $(\large 9,81\ m / c^2 )$

przyspieszenie grawitacyjne na Księżycu = $(\large 1,62 \ m / c^2 )$

W rezultacie iloczyn $(\large m \cdot g )$, a tym samym waga, zmniejsza się o współczynnik 6.

Nie da się jednak obu tych zjawisk oznaczyć tym samym wyrażeniem "ułatwić". Na Księżycu ciała nie stają się lżejsze, a jedynie wolniej spadają „mniej opadają”)).

Wielkości wektorowe i skalarne

Wielkość wektorowa (na przykład siła przyłożona do ciała), oprócz jej wartości (modułu), jest również charakteryzowana przez jej kierunek. Wielkość skalarna (na przykład długość) charakteryzuje się tylko wartością. Wszystkie klasyczne prawa mechaniki formułowane są dla wielkości wektorowych.

Obrazek 1.

Na ryc. 1 na zdjęciu różne opcje położenie wektora $( \large \overrightarrow(F))$ i jego rzuty $( \large F_x)$ i $( \large F_y)$ na osiach $( \large X)$ i $( \large Y) $ odpowiednio:

• A. ilości $( \large F_x)$ i $( \large F_y)$ są niezerowe i dodatnie
• b. ilości $( \large F_x)$ i $( \large F_y)$ są niezerowe, podczas gdy $(\large F_y)$ jest dodatnie, a $(\large F_x)$ jest ujemne, ponieważ wektor $(\large \overrightarrow(F))$ jest skierowany w kierunku przeciwnym do kierunku osi $(\large X)$
• C.$(\large F_y)$ to dodatnia niezerowa wartość, $(\large F_x)$ jest równa zeru, ponieważ wektor $(\large \overrightarrow(F))$ jest skierowany prostopadle do osi $(\large X)$

Moment mocy

Moment siły nazwany iloczynem wektorowym wektora promienia, ciągniętym od osi obrotu do punktu przyłożenia siły, przez wektor tej siły. Tych. według klasyczna definicja moment siły jest wielkością wektorową. W ramach naszego zadania definicję tę można uprościć do następującego: moment siły $(\large \overrightarrow(F))$ przyłożony do punktu o współrzędnej $(\large x_F)$ względem osi znajdującej się w punkcie $(\large x_0 )$ jest wartością skalarną równą iloczynowi modułu siły $(\large \overrightarrow(F))$ i ramienia siły — $(\large \left | x_F - x_0 \prawo |)$. I znak tego wartość skalarna zależy od kierunku siły: jeśli obraca przedmiot zgodnie z ruchem wskazówek zegara, to znak jest plus, jeśli jest przeciw, to minus.

Ważne jest, aby zrozumieć, że możemy wybrać oś dowolnie - jeśli ciało się nie obraca, to suma momentów sił wokół dowolnej osi wynosi zero. Drugą ważną uwagą jest to, że jeśli siła jest przyłożona do punktu, przez który przechodzi oś, to moment tej siły względem tej osi zero(ponieważ ramię siły będzie wynosić zero).

Zilustrujmy powyższe przykładem na ryc.2. Załóżmy, że układ pokazany na ryc. 2 jest w równowadze. Rozważ podporę, na której umieszczane są ładunki. Działają na nią trzy siły: $(\large \overrightarrow(N_1),\ \overrightarrow(N_2),\ \overrightarrow(N),)$ punkty przyłożenia tych sił ALE, W I OD odpowiednio. Rysunek zawiera również siły $(\large \overrightarrow(N_(1)^(gr)),\ \overrightarrow(N_2^(gr)))$. Siły te są przykładane do obciążeń i zgodnie z III prawem Newtona

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

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

Rozważmy teraz warunek równości momentów sił działających na podporę względem osi przechodzącej przez punkt ALE(i, jak ustaliliśmy wcześniej, prostopadłe do płaszczyzny figury):

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

Należy zauważyć, że moment siły $(\large \overrightarrow(N_1))$ nie został uwzględniony w równaniu, ponieważ ramię tej siły względem rozpatrywanej osi jest równe $(\large 0)$. Jeśli z jakiegoś powodu chcemy wybrać oś przechodzącą przez punkt OD, to warunek równości momentów sił będzie wyglądał następująco:

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

Można wykazać, że z matematycznego punktu widzenia dwa ostatnie równania są równoważne.

Środek ciężkości

Środek ciężkości układu mechanicznego to punkt, względem którego całkowity moment grawitacji działający na układ jest równy zeru.

Środek masy

Punkt środka masy jest niezwykły pod tym względem, że jeśli na cząstki tworzące ciało działa bardzo wiele sił (czy to ciało stałe, czy płynne, gromada gwiazd lub coś innego) (mamy na myśli tylko siły zewnętrzne, ponieważ wszystkie siły wewnętrzne kompensują się nawzajem), to wynikowa siła przyspiesza ten punkt, tak jakby zawierał całą masę ciała $(\large m)$.

Położenie środka masy określa równanie:

$(\duża R_(cm.) = \frac(\suma m_i\, r_i)(\sum m_i))$

To jest równanie wektorowe, tj. właściwie trzy równania, po jednym dla każdego z trzech kierunków. Ale rozważ tylko kierunek $(\large x)$. Co oznacza następująca równość?

$(\duża X_(cm) = \frac(\suma m_i\, x_i)(\sum m_i))$

Załóżmy, że ciało jest podzielone na małe kawałki o tej samej masie $(\large m)$, a całkowita masa ciała będzie równa liczbie takich kawałków $(\large N)$ pomnożonej przez masę jednego kawałka , na przykład 1 gram. To równanie oznacza, że ​​musisz wziąć współrzędne $(\large x)$ wszystkich kawałków, zsumować je i podzielić wynik przez liczbę kawałków. Innymi słowy, jeśli masy kawałków są równe, wtedy $(\large X_(c.m.))$ będzie po prostu średnią arytmetyczną współrzędnych $(\large x)$ wszystkich kawałków.

Masa i gęstość

Masa jest podstawową wielkością fizyczną. Masa charakteryzuje jednocześnie kilka właściwości organizmu i sama w sobie posiada szereg ważnych właściwości.

• Masa jest miarą substancji zawartej w ciele.
• Masa jest miarą bezwładności ciała. Bezwładność jest właściwością ciała, która utrzymuje jego prędkość niezmienioną (in układ inercyjny odniesienia), gdy wpływy zewnętrzne są nieobecne lub wzajemnie się kompensują. W obecności wpływów zewnętrznych bezwładność ciała objawia się tym, że jego prędkość nie zmienia się natychmiast, ale stopniowo, a im wolniej, tym większa jest bezwładność (czyli masa) ciała. Na przykład, jeśli kula bilardowa i autobus poruszają się z tą samą prędkością i są hamowane z taką samą siłą, zatrzymanie kuli zajmuje znacznie mniej czasu niż zatrzymanie autobusu.
• Masy ciał są przyczyną ich wzajemnego przyciągania grawitacyjnego (patrz rozdział "Grawitacja").
• Masa ciała jest równa sumie mas jego części. Jest to tak zwana addytywność masowa. Addytywność umożliwia użycie wzorca 1 kg do pomiaru masy.
• Masa izolowanego układu ciał nie zmienia się w czasie (prawo zachowania masy).
• Masa ciała nie zależy od szybkości jego ruchu. Masa nie zmienia się podczas przechodzenia z jednego układu odniesienia do drugiego.
• Gęstość jednorodnego ciała to stosunek masy ciała do jego objętości:

$(\duża p = \dfrac (m)(V) )$

Gęstość nie zależy od właściwości geometrycznych ciała (kształt, objętość) i jest cechą substancji ciała. Gęstość różne substancje przedstawione w tabelach referencyjnych. Warto pamiętać o gęstości wody: 1000 kg/m3.

Drugie i trzecie prawo Newtona

Współdziałanie ciał można opisać za pomocą pojęcia siły. Siła jest wielkością wektorową, która jest miarą oddziaływania jednego ciała na drugie.
Będąc wektorem, siła jest scharakteryzowana przez swój moduł (wartość bezwzględna) i kierunek w przestrzeni. Ponadto ważny jest punkt przyłożenia siły: ta sama siła pod względem wielkości i kierunku przyłożona w różne punkty ciało może mieć różne skutki. Tak więc, jeśli weźmiesz obręcz koła rowerowego i pociągniesz ją stycznie do obręczy, koło zacznie się obracać. Jeśli przeciągniesz wzdłuż promienia, nie nastąpi obrót.

Drugie prawo Newtona

Iloczyn masy ciała i wektora przyspieszenia jest wypadkową wszystkich sił przyłożonych do ciała:

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

Drugie prawo Newtona wiąże wektory przyspieszenia i siły. Oznacza to, że poniższe twierdzenia są prawdziwe.

1. $(\large m \cdot a = F)$, gdzie $(\large a)$ to moduł przyspieszenia, $(\large F)$ to wypadkowy moduł siły.
2. Wektor przyspieszenia ma ten sam kierunek, co wektor siły wypadkowej, ponieważ masa ciała jest dodatnia.

Trzecie prawo Newtona

Dwa ciała oddziałują na siebie siłami o jednakowej wielkości i przeciwnych kierunkach. Siły te mają tę samą naturę fizyczną i są skierowane wzdłuż linii prostej łączącej ich punkty przyłożenia.

Zasada superpozycji

Doświadczenie pokazuje, że jeśli na jedno ciało działa kilka innych ciał, to odpowiadające im siły sumują się jako wektory. Dokładniej, obowiązuje zasada superpozycji.
Zasada superpozycji sił. Niech siły działają na ciało$(\large \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ Jeśli zastąpimy je jedną siłą$(\large \overrightarrow(F) = \overrightarrow(F_1) + \overrightarrow(F_2) \ldots + \overrightarrow(F_n))$ , efekt się nie zmieni.
Siła $(\large \overrightarrow(F))$ nazywa się wynikowy wymusza $(\large \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ lub wynikły siłą.

Spedytor czy przewoźnik? Trzy tajemnice i międzynarodowy transport ładunków

Spedytor czy przewoźnik: którego wybrać? Jeśli przewoźnik jest dobry, a spedytor zły, to pierwszy. Jeśli przewoźnik jest zły, a spedytor dobry, to drugi. Taki wybór jest prosty. Ale jak zdecydować, kiedy obaj kandydaci są dobrzy? Jak wybrać jedną z dwóch pozornie równoważnych opcji? Problem w tym, że te opcje nie są równe.

Przerażające historie transportu międzynarodowego

MIĘDZY MŁOTKIEM A KOWADŁEM.

Nie jest łatwo żyć między klientem transportowym a bardzo sprytnie oszczędnym właścicielem ładunku. Pewnego dnia otrzymaliśmy zamówienie. Fracht za trzy kopiejki, dodatkowe warunki na dwóch arkuszach zbiór nosi nazwę.... Ładowanie w środę. Samochód jest już na miejscu we wtorek, a do pory obiadowej następnego dnia magazyn zaczyna powoli wrzucać do naczepy wszystko, co Twój spedytor zebrał dla swoich klientów-odbiorców.

ZACZAROWANE MIEJSCE - WOM KOZŁOWICZI.

Według legendy i doświadczenia każdy, kto przewoził towary z Europy drogami, wie jak to zrobić straszne miejsce jest PTO Kozlovichi, Brzeski urząd celny. Jaki chaos robią białoruscy celnicy, w każdy możliwy sposób wynajdują winy i rozdzierają po wygórowanych cenach. I to prawda. Ale nie wszystko...

JAK W NOWYM ROKU NOŚNEŚMY W SUCHYM MLEKU.

Załadunek drobnicowy w magazynie konsolidacyjnym w Niemczech. Jednym z ładunków jest mleko w proszku z Włoch, którego dostawę zlecił Spedytor… Klasyczny przykład pracy spedytora – „nadajnika” (nie zagłębia się w nic, tylko przejeżdża po łańcuchu ).

Dokumenty do transportu międzynarodowego

Międzynarodowy transport drogowy towarów jest bardzo zorganizowany i zbiurokratyzowany, w konsekwencji – dla realizacji międzynarodowych transport drogowyładuje, używa się wielu ujednoliconych dokumentów. Nieważne, czy to przewoźnik celny, czy zwykły – nie obejdzie się bez dokumentów. Chociaż nie jest to zbyt ekscytujące, staraliśmy się po prostu określić cel tych dokumentów i ich znaczenie. Podali przykład wypełnienia TIR, CMR, T1, EX1, Faktura, Lista pakowania...

Obliczanie nacisku na oś dla transportu ciężarowego

Cel - zbadanie możliwości redystrybucji obciążeń na osiach ciągnika i naczepy przy zmianie lokalizacji ładunku w naczepie. I zastosowanie tej wiedzy w praktyce.

W rozważanym przez nas systemie występują 3 obiekty: ciągnik $(T)$, naczepa $(\large ((p.p.)))$ oraz ładunek $(\large (gr))$. Wszystkie zmienne związane z każdym z tych obiektów będą miały indeks górny odpowiednio $T$, $(\large (p.p.))$ i $(\large (gr))$. Na przykład, masa ciągnika bez obciążenia będzie oznaczona jako $m^(T)$.

Dlaczego nie jesz grzybów? Celnicy odetchnęli smutkiem.

Co się dzieje na rynku międzynarodowego transportu drogowego? Federalna Służba Celna Federacji Rosyjskiej zakazała wydawania karnetów TIR bez dodatkowych gwarancji na kilka okręgi federalne. I poinformowała, że ​​od 1 grudnia br. całkowicie zerwie umowę z IRU jako niezgodną Unia Celna i wysuwa nie dziecinne roszczenia finansowe.
IRU odpowiedziało: „Wyjaśnienia rosyjskiej Federalnej Służby Celnej dotyczące rzekomego długu ASMAP w wysokości 20 miliardów rubli są kompletną fabryką, ponieważ wszystkie stare roszczenia TIR zostały w pełni uregulowane….. Co my, proste przewoźnicy, myślisz?

Współczynnik sztauowania Waga i objętość ładunku przy obliczaniu kosztów transportu

Kalkulacja kosztów transportu uzależniona jest od wagi i objętości ładunku. W transporcie morskim najczęściej decyduje objętość, w transporcie lotniczym waga. W przypadku drogowego transportu towarów ważną rolę odgrywa złożony wskaźnik. To, jaki parametr do obliczeń zostanie wybrany w konkretnym przypadku, zależy od środek ciężkościładunek (Czynnik sztauerski) .