Force formel. Styrke - formelen (fysikk)
Ordet "makt" er så omfattende at det gir detEt klart konsept er en praktisk talt umulig oppgave. Mangfold fra muskelstyrken til sinnets makt, dekker ikke hele spekteret av konsepter innebygd i det. Kraften betraktet som en fysisk mengde har en klart definert betydning og definisjon. Kraftformelen definerer en matematisk modell: avhengigheten av kraften på de grunnleggende parametrene.
Historien om kraftforskning inkluderer å avgjøre avhengigheten av parametere og eksperimentelt bevis på avhengigheten.
Styrke i fysikk
Styrken er et mål for samspillet mellom organer. Den gjensidig handling av organer på hverandre beskriver fullstendig prosessene som er forbundet med endringen i hastighet eller deformasjon av legemer.
For kraft i 1 newton aksepteres kraften, under en handling som en kropp med en masse på 1 kg endrer sin hastighet med 1 m om 1 sekund.
Kraft som vektorkvantitet bestemmes av:
- handlingsretning;
- poenget med søknaden;
- modul, absolutt verdi.
Beskrive samspillet, du må spesifisere disse parameterne.
Typer av naturlige interaksjoner: tyngdekraften, elektromagnetisk, sterk, svak. Gravitasjonskrefter (kraften av universell tyngdekraften med dens variasjon - tyngdekraften) eksisterer på grunn av påvirkning av gravitasjonsfeltene som omgir hvilken som helst kropp som har masse. Undersøkelse av tyngdekraftsfelt har ikke blitt fullført hittil. Det er ikke mulig å finne kilden til feltet.
Jo større antall krefter skyldes den elektromagnetiske samspillet mellom atomer, som stoffet består av.
Pressekraft
Når kroppen samhandler med Jorden, gjør den dettrykk på overflaten. Trykkstyrken, hvis formel har formen: P = mg, bestemmes av kroppsmassen (m). Akselerasjonen av fritt fall (g) har forskjellige verdier på forskjellige bredder av jorda.
Den vertikale trykkraften er lik i modul og motsatt i retning til den elastiske kraften som oppstår i bæreren. Kraftformelen varierer med kroppsbevegelsen.
Endring i kroppsvekt
Virkningen av kroppen på støtten på grunn av interaksjonmed jorden kalles ofte kroppens vekt. Interessant er mengden kroppsvekt avhengig av akselerasjon av bevegelse i vertikal retning. I tilfelle når akselerasjonsretningen er motsatt til akselerasjonen av fritt fall, observeres en økning i vekt. Hvis akselerasjonen i kroppen faller sammen med retningen for fritt fall, reduseres kroppsvekten. For eksempel, i en klatrerom, i begynnelsen av klatringen føler en person en vektøkning for en stund. Det er ikke nødvendig å si at hans masse endrer seg. Samtidig deler vi konseptene "kroppsvekt" og "masse".
Styrke av elastisitet
Når formen på kroppen (dens deformasjon) endres,Det er en kraft som søker å returnere kroppen til sin opprinnelige form. Denne kraften fikk navnet "styrke av elastisitet". Det oppstår på grunn av den elektriske samspillet mellom partikler, som kroppen består av.
Vurder den enkleste deformasjonen: strekker og komprimerer. Stretching er ledsaget av en økning i kroppens lineære dimensjoner, og kompresjon er ledsaget av en nedgang. Størrelsen som kjennetegner disse prosessene kalles kroppens forlengelse. Merk det med "x". Den elastiske kraftformelen er direkte relatert til forlengelsen. Hver kropp som gjennomgår deformasjon har sine egne geometriske og fysiske parametere. Avhengigheten av elastisk deformasjonsmotstanden på kroppens egenskaper og materialet som den er laget av, bestemmes av elastisitetskoeffisienten, la oss kalle den stivheten (k).
Den matematiske modellen for elastisk interaksjon er beskrevet av Hooke's lov.
Kraften som oppstår ved deformasjon av kroppen, er rettet mot retningen for forskyvning av individuelle deler av legemet, direkte proporsjonal med dets forlengelse:
- Fy = -kx (i vektornotasjonen).
Tegnet "-" indikerer det motsatte av deformasjonsretningen og kraften.
I skalarformen er det ikke noe negativt tegn. Den elastiske kraften, hvis formel har følgende form: Fy = kx, brukes kun til elastiske deformasjoner.
Samspill av et magnetfelt med en strøm
Effekten av et magnetfelt på likestrøm er beskrevet i Ampere-loven. I dette tilfellet kalles kraften som magnetfeltet fungerer på en leder med en strøm plassert i den, kalt Ampere-kraften.
Samspill av et magnetfelt med en bevegelseelektrisk ladning forårsaker en kraft manifestasjon. Ampères formel som har formen F = IBlsinα, avhenger av det magnetiske induksjonsfelt (B), den aktive del av lederens lengde (l), strøm (I) i lederen, og vinkelen mellom den aktuelle retning og magnetisk induksjon.
På grunn av den sistnevnte avhengigheten kan det hevdesat vektoren av magnetfeltet kan endres når du slår på lederen eller endrer retningen til strømmen. Den venstre håndregelen lar deg angi retningsretningen. Hvis venstre hånd er plassert på en slik måte at vektoren av magnetisk induksjon går inn i palmen, ledes fire fingre langs strømmen i lederen og bøyes deretter på 90° tommelen viser retningen til magnetfeltet.
Bruken av denne effekten av menneskehetenfunnet for eksempel i elektriske motorer. Rotoren til rotoren er forårsaket av et magnetfelt opprettet av en kraftig elektromagnet. Med formelen av kraft kan du dømme muligheten for endringer i motorens kraft. Med økende strømstyrke eller feltstyrke øker dreiemomentet, noe som fører til økt motorkraft.
Partikkelbaner
Samspillet mellom et magnetfelt med en ladning blir mye brukt i massespektrografer i studiet av elementære partikler.
Feltets handling fører til at en kraft viseskalt Lorentz-styrken. Når en ladet partikkel beveger seg i en bestemt hastighet i et magnetfelt, får Lorentz-kraften, hvis formel har formen F = vBqsinα, partikkelen til å bevege seg i en sirkel.
I denne matematiske modellen er v modulen for hastigheten til en partikkel, hvis elektriske ladning er q, B er magnetens induksjon av feltet, og a er vinkelen mellom hastighetsretningene og magnetisk induksjon.
Partikkelen beveger seg i en sirkel (eller en sirkelbue), siden kraft og hastighet er rettet til en vinkel på 90° til hverandre. Endring av retningen av den lineære hastigheten forårsaker akselerasjon.
Den venstrehåndsregelen som er omtalt ovenfor, harplasser når du studerer Lorentz-kraften: hvis venstre hånd er plassert slik at den magnetiske induksjonsvektoren er i håndflaten, blir fire fingre forlenget i en linje rettet langs hastigheten til en positivt ladet partikkel, da den er bøyd 90° tommelen vil vise retningen av kraften.
Plasma problemer
Samspillet mellom magnetfeltet og materienbrukt i syklotroner. Problemene knyttet til laboratorieundersøkelsen av plasma tillater ikke at den blir innestengt i lukkede beholdere. Høy ionisert gass kan bare eksistere ved høye temperaturer. Du kan holde plasmaet på ett sted av plass ved hjelp av magnetfelt, som spinner gassen i form av en ring. Kontrollerte termonukleære reaksjoner kan undersøkes, og også vri høytemperaturplasmaet i ledningen ved hjelp av magnetfelter.
Et eksempel på virkningen av et magnetfelt i naturligbetingelser for ionisert gass - aurora. Dette praktfulle synet blir observert i Polarsirkelen i en høyde på 100 km over bakken. Den mystiske fargerike glødningen av gass kan bare forklares i det tjuende århundre. Jordens magnetfelt nær polene kan ikke forhindre at solenergi inntrer i atmosfæren. Den mest aktive strålingen, rettet langs de magnetiske induksjonslinjene, forårsaker ionisering av atmosfæren.
Fenomener knyttet til belastningsbevegelse
Historisk sett er det viktigsteMengden som kjennetegner strømmen av strøm i en leder, kalles strømstyrke. Interessant nok har dette konseptet ingenting å gjøre med kraften i fysikk. Strømmen, hvor formelen inkluderer ladningen som strømmer per tidsenhet gjennom ledertverrsnittet, har formen:
- I = q / t, hvor t er ladestrømmen q.
Faktisk er den nåværende styrke mengden av ladning. Måleenheten er Ampere (A), i motsetning til N.
Definisjon av arbeidsstyrke
Kraften på stoffet er ledsagetgjør arbeid. Arbeidet med kraft er en fysisk mengde som er numerisk lik produktet av kraften og forskyvningen, passert under sin handling, og cosinus av vinkelen mellom retningene av kraft og forskyvning.
Ønsket arbeid av en kraft, hvis formelen har form A = FScosα, innbefatter styrkeens styrke.
Virkningen av kroppen er ledsaget av en endring i kroppens eller deformasjonens hastighet, noe som indikerer en samtidig forandring i energi. Arbeidskraften avhenger av størrelsen.
