هک زندگی برای کسانی که فیزیک تدریس می کنند: چگونه همه نیروها را یاد بگیریم؟ مفهوم نیرو چه انواع نیرو وجود دارد.

مفاهیم بسیار متنوعی از "قدرت" وجود دارد. در زمینه های مختلف علم و زندگی استفاده می شود. گسترده ترین تعریف در فیزیک ارائه شده است.

تعریف 1

در فیزیک، نیرو معیاری برای سنجش تعامل اجسام مختلف است.

تمام اجسام در دنیای اطراف متقابلا بر یکدیگر تأثیر می گذارند. چنین تعاملی توسط نیروهای خاصی ایجاد می شود. این فرآیندهای قدرت مستقیماً مرتبط هستند:

• با تغییر سرعت؛
• با تغییر شکل بدن

فرمول نیرو یک مدل ریاضی خاصی را تشکیل می دهد که بر اساس آن تاریخچه مطالعه وابستگی نیرو به پارامترهای اساسی رخ می دهد. نتیجه تحقیق باید شواهد تجربی وجود چنین وابستگی باشد.

نیرو واحد اندازه گیری خود را در سیستم SI دارد. برای تعیین این شاخص از تجهیزات علمی خاصی استفاده می شود. ساده ترین وسیله برای اندازه گیری نیرو، دینامومتر است.

این دستگاه نیروی وارد بر بدنه را با نیروی کشسان فنر نصب شده در فورس متر مقایسه می کند.

نیرو یک کمیت برداری است و تعریف می شود:

• نقطه کاربرد؛
• جهت عمل؛
• قدر مطلق.

تعریف 2

نیروی 1 نیوتن (N) نیرویی است که تحت تأثیر آن یک جسم 1 کیلوگرمی در یک ثانیه 1 متر سرعت خود را تغییر می دهد.

هنگام توصیف یک نیرو، پارامترهای آن باید نشان داده شود.

نیروی فشار

انواع مختلفی از تعاملات وجود دارد که منشأ طبیعی دارند:

• تعامل گرانشی؛
• فعل و انفعالات الکترومغناطیسی؛
• تعاملات ضعیف و قوی

آنها هر جسمی را که جرم دارد احاطه می کنند. گرانش نیروی جاذبه جهانی است، از جمله انواع آن. در حال حاضر، برهمکنش میدان‌های گرانشی در کیهان به‌طور فعال در حال مطالعه است و تحقیقات هنوز نمی‌تواند پاسخ‌های دقیقی به بسیاری از سؤالات، از جمله مواردی که در مورد ماهیت پیدایش و وجود چنین نیروهایی است، ارائه دهد. منبع میدان جهانی هنوز پیدا نشده است، اما مشخص است که بخش قابل توجهی از نیروهای گرانشی از تعامل الکترومغناطیسی در سطح اتمی ناشی می شود. همانطور که می دانید همه مواد از اتم و مولکول تشکیل شده اند. این واقعیت اساس تمام تحقیقات مدرن در این زمینه شده است.

هنگامی که اجسام با سطح زمین تعامل دارند، نیروهای گرانشی فشار وارد می کنند. نیروی فشار با جرم جسم (m) تعیین می شود و در فرمول $P=mg$ قابل مشاهده است که g شتاب گرانش است. این مقدار در عرض های جغرافیایی مختلف سیاره نشانگرهای متفاوتی دارد.

نیروی فشار عمودی در مقدار مطلق برابر است، اما نسبت به جهت نیروی کشسان مخالف است. در این صورت فرمول نیرو بر اساس حرکت بدن تغییر خواهد کرد.

وزن یک جسم معمولاً به عنوان عملکرد بدن بر روی تکیه گاه پس از تعامل با زمین نشان داده می شود. مقدار وزن بدن به شتاب حرکتی که در جهت عمودی رخ می دهد بستگی دارد. هنگامی که جهت شتاب تغییر می کند، افزایش وزن مشاهده می شود. باید در جهت مخالف شتاب گرانش عمل کند. هنگامی که بدن شتاب می گیرد، کاهش وزن مشاهده می شود. باید با جهت سقوط آزاد منطبق باشد.

نیروی الاستیک

هنگامی که شکل بدن تغییر شکل می دهد، نیروی دیگری ظاهر می شود. هدف آن بازگرداندن بدن به حالت اولیه است. نیروی کشسانی می تواند از برهمکنش الکتریکی ذرات ایجاد شود. دو نوع اصلی تغییر شکل وجود دارد: فشار و کشش. هنگام کشش، ابعاد خطی بدن افزایش می یابد. فشرده سازی با یک فرآیند معکوس مشخص می شود که در طی آن کاهش در ابعاد خطی بدن مشاهده می شود.

فرمول نیروی الاستیک به شرح زیر است:

فقط برای فرآیندهای تغییر شکل الاستیک استفاده می شود.

برهمکنش میدان مغناطیسی با جریان

قانون آمپر تأثیر میدان مغناطیسی را بر روی هادی حامل جریانی که در آن قرار می گیرد، توصیف می کند.

تظاهرات نیرو در اثر برهمکنش یک میدان مغناطیسی و یک بار الکتریکی در حرکت ایجاد می شود.

قدرت آمپر با فرمول تعیین می شود:

• $I$ قدرت فعلی در هادی است،
• $l$ - طول بخش فعال هادی،
• $$ - القای مغناطیسی.

این وابستگی نشان می دهد که بردار عمل میدان مغناطیسی با چرخش هادی و همچنین زمانی که جهت جریان تغییر می کند تغییر می کند.

نیروی لورنتس

در مطالعه ذرات بنیادی، داده های طیف نگارها به طور فعال استفاده می شود، جایی که سطح برهمکنش میدان مغناطیسی با بار ثبت می شود. در چنین فرآیندی نیروی دیگری به وجود می آید که توسط لورنتز با استفاده از معادله خود مشخص شد. زمانی اتفاق می افتد که یک ذره باردار وارد میدان مغناطیسی شده و با سرعت معینی حرکت کند.

نیروی لورنتس با فرمول به شکل زیر تعیین می شود:

$F = vBqsinα$، جایی که:

• $v$ ماژول سرعت ذره است،
• $$ - القای میدان مغناطیسی،
• $q$ بار الکتریکی ذره مورد مطالعه است.

این نیرو باعث می شود که یک ذره باردار در یک دایره حرکت کند.

برهمکنش یک میدان مغناطیسی و ماده در سیکلوترون ها استفاده می شود، جایی که آنها در تلاش هستند تا فرآیند یک واکنش گرما هسته ای را ایجاد کنند، اما هنوز هیچ راه موثری برای ایجاد منبع جدید انرژی وجود ندارد.

قدرت فعلی و کار نیرو

تعریف 3

قدرت جریان، کمیت اصلی است که جریان جریان را در یک هادی مشخص می کند.

فرمول $I = q/t$، که $q$ شارژ است، $t$ زمان جریان است، شامل باری است که در واحد زمان از سطح مقطع هادی جریان می‌یابد.

کار نیرو یک کمیت فیزیکی است که از نظر عددی برابر با حاصل ضرب نیرو و جابجایی است. باید از طریق نفوذ به دست آید. نیرویی که بر یک ماده وارد می شود با انجام کار همراه است.

نیروی کار با فرمول زیر $A = FScosα$ بیان می شود که شامل مقدار نیرو است. عمل خود بدن زمانی اتفاق می افتد که سرعت بدن و همچنین تغییر شکل احتمالی تغییر می کند. این بدان معنی است که تغییرات همزمان در انرژی وجود دارد. کار انجام شده توسط یک نیرو مستقیماً به بزرگی آن بستگی دارد.

اجازه دهید ابتدا تعاریفی از بنیادی ترین نیروهای زیربنای تعامل ارائه دهیم.

جاذبه زمین.این یک نیروی ثابت است که بر هر جسمی که در نزدیکی سطح زمین قرار دارد، وارد می شود. مدول گرانش برابر با وزن بدن است.

تجربه ثابت کرده است که تحت تأثیر گرانش، هر جسمی که در حال سقوط آزاد به زمین باشد (از ارتفاع کم و در فضای بدون هوا) شتاب یکسانی دارد که به آن شتاب گرانش و گاهی شتاب گرانش می گویند:

یا . (4.7)

این برابری ها با دانستن جرم یک جسم، تعیین وزن آن (مدول نیروی گرانش وارد بر آن) یا با دانستن وزن یک جسم، تعیین جرم آن را ممکن می سازد. وزن بدن یا گرانش، مانند قدر، با عرض جغرافیایی و ارتفاع تغییر می کند. جرم یک مقدار ثابت برای یک جسم معین است.

نیروی اصطکاک.این همان چیزی است که ما به اختصار آن را نیروی اصطکاک لغزشی که (در غیاب روان کننده مایع) روی جسمی که در امتداد یک سطح حرکت می کند، می نامیم. ماژول آن با برابری تعیین می شود:

جایی که f- ضریب اصطکاک که آن را ثابت در نظر می گیریم. - نیروی طبیعی فشار دادن سطوح مالشی. عمل نیروهای اصطکاک با جزئیات بیشتری در فصل "استاتیک" مورد بحث قرار گرفته است.

نیروی جاذبه گرانشی.این نیرویی است که بر اساس قانون گرانش جهانی کشف شده توسط نیوتن، دو جسم مادی به یکدیگر جذب می شوند. نیروی گرانش به فاصله و برای دو نقطه مادی با جرم بستگی دارد متر 1و متر 2، در فاصله ای قرار دارد rاز یکدیگر، با برابری بیان می شود:

ثابت گرانشی کجاست (در SI γ = 6.673-10 -11 m 3 / kgf 2).

نیروی برهمکنش بین دو بار نقطه ایدر خلاء (نیروی کولن) با حاصلضرب بارها نسبت مستقیم و با مجذور فاصله بین آنها نسبت معکوس دارد:

جایی که ک- ضریب تناسب، بسته به سیستم واحدها،

(در SI ک– 9.0 10 9 N*m 2 /Cl 2)

نیروی الاستیک.این نیرو به فاصله نیز بستگی دارد. مقدار آن را می توان بر اساس قانون هوک تعیین کرد که بر اساس آن تنش (نیرو در واحد سطح) متناسب با تغییر شکل است. به ویژه، برای نیروی کشسانی فنر مقدار زیر به دست می آید:

جایی که ل -گسترش (یا فشرده سازی) یک فنر؛ با- به اصطلاح ضریب سختی فنر (در SI اندازه گیری شده در N/m).

نیروی اصطکاک چسبناکاین نیروی وابسته به سرعت هنگامی که جسمی به آرامی در یک محیط بسیار چسبناک حرکت می کند (یا در حضور روان کننده مایع) بر روی آن اثر می گذارد و می توان آن را با معادله بیان کرد:

جایی که v- سرعت بدن؛ متر- ضریب مقاومت.

وابستگی از این نوع را می توان بر اساس قانون اصطکاک چسبناک کشف شده توسط نیوتن به دست آورد.

نیروی کششی آیرودینامیک (هیدرودینامیک).این نیرو به سرعت نیز بستگی دارد و بر جسمی که در محیطی مانند هوا یا آب در حال حرکت است عمل می کند. معمولاً ارزش آن با برابری بیان می شود:

R=0.5s x ρSV 2، (4.13)

جایی که ρ - چگالی محیط؛ اس- ناحیه پرتاب بدن بر روی یک صفحه عمود بر جهت حرکت (ناحیه وسط). c x -ضریب درگ بدون بعد که معمولاً به صورت تجربی و بسته به شکل بدن و نحوه جهت گیری آن در حین حرکت تعیین می شود. V- سرعت حرکت بدن

انواع مختلفی از نیروها در طبیعت وجود دارد: گرانش، گرانش، لورنتس، آمپر، برهمکنش بارهای ساکن و غیره، اما همه آنها در نهایت به تعداد کمی از برهمکنش های اساسی (پایه) منتهی می شوند. فیزیک مدرن معتقد است که تنها چهار نوع نیرو یا چهار نوع تعامل در طبیعت وجود دارد:

1) تعامل گرانشی (که از طریق میدان های گرانشی انجام می شود)؛

2) برهمکنش الکترومغناطیسی (که از طریق میدان های الکترومغناطیسی انجام می شود).

3) هسته ای (یا قوی) (ارتباط بین ذرات در هسته را فراهم می کند).

4) ضعیف (مسئول فرآیندهای فروپاشی ذرات بنیادی).

در چارچوب مکانیک کلاسیک، آنها با نیروهای گرانشی و الکترومغناطیسی و همچنین نیروهای الاستیک و نیروهای اصطکاکی سروکار دارند.

1. نیروی گرانش جهانی. این نیرویی است که با آن دو جسم مادی یکدیگر را جذب می کنند. نیروی گرانش به فاصله و برای دو نقطه مادی با جرم بستگی دارد t 1و t 2واقع در فاصله rاز یکدیگر، با برابری بیان می شود

F = G m 1 m 2 / r 2, (3)

جایی که جی- ثابت گرانشی (در SI جی= 6.673 10 -11 m 3 / kg s 2).

2. جاذبه زمین. این یک نیروی ثابت است , بر روی هر جسمی که در نزدیکی سطح زمین قرار دارد عمل می کند. واضح است که این نیرو یک مورد خاص از نیروی گرانش جهانی است، بنابراین

F T = G mM/R 2،(4)

جایی که متر- جرم بدن، مو آر- جرم و شعاع زمین اندازه

g = G M/R 2

تماس گرفت شتاب سقوط آزاد. سپس

F T = میلی گرم. (5)

گرانش، مانند قدر gبا تغییر در عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا تغییر می کند، اما جرم یک مقدار ثابت برای یک جسم معین است. هنگام حل اکثر مشکلات فرض می شود g = 9.8 متر بر ثانیه 2.

برای تعیین تجربی جرم یک جسم معین، می‌توانیم از برابری (1) استفاده کنیم، که در آن جرم به عنوان اندازه‌گیری اینرسی لحاظ می‌شود و بنابراین جرم اینرسی نامیده می‌شود. با این حال، می‌توانیم از برابری (4) نیز استفاده کنیم، که در آن جرم به عنوان معیاری از خواص گرانشی جسم گنجانده شده است و بر این اساس، جرم گرانشی نامیده می‌شود. اصولاً از هیچ جا بر نمی آید که جرم اینرسی و گرانشی یک مقدار را نشان می دهند. با این حال، تعدادی از آزمایش‌ها نشان داده‌اند که مقادیر هر دو جرم با درجه بالایی از دقت مطابقت دارند. بنابراین، در مکانیک از اصطلاح واحد «جرم» استفاده می‌کنند و جرم را به عنوان معیار کمی از اینرسی یک جسم و خواص گرانشی آن تعریف می‌کنند.

3. وزن بدن. این قدرت است پ، که با آن بدن بر روی ساپورت یا تعلیق عمل می کند. وزن بدن و گرانش نباید اشتباه گرفته شوند، زیرا آنها برای اجسام مختلف اعمال می شوند. بعلاوه، P = F T = میلی گرمفقط در حالت استراحت یا حرکت یکنواخت خطی. هنگام حل مشکلات R،به عنوان یک قاعده، طبق قانون سوم نیوتن یافت می شود.

4. نیروی الاستیک.

این نیرو در نتیجه برهمکنش اجسام به وجود می آید که با تغییر شکل آنها همراه است. متناسب با بزرگی تغییر شکل است و در مقابل تغییر شکل قرار دارد.

به ویژه برای نیروی فنر

F=k , (7)

ازدیاد طول (یا فشردگی) فنر کجاست، k-ضریب سختی فنر (در SI اندازه گیری شده در N/m).

نیروی واکنش زمیندر امتداد نرمال عمومی به سطوح اجسام در تماس در نقطه تماس آنها هدایت می شود و در این نقطه اعمال می شود (شکل 6a). هنگامی که یکی از سطوح تماس یک نقطه است (شکل 6، ب)، سپس واکنش به سمت سطح دیگر هدایت می شود.

Fig.6 Fig.7

کشش نخ . در امتداد نخ تا نقطه تعلیق آن هدایت می شود(شکل 7).

5. نیروی اصطکاک. این چیزی است که به اختصار به آن می گویند نیروی اصطکاک لغزشی،اثر (در صورت عدم وجود روان کننده مایع) بر روی یک جسم متحرک. مدول آن با برابری تعیین می شود

جایی که µ - ضریب اصطکاک که اغلب ثابت در نظر گرفته می شود. ن- واکنش طبیعی علیه ترافیک.

6.نیروی اصطکاک استاتیک- این نیرویی است که بین اجسام تماسی که در حال سکون هستند، از نظر بزرگی برابر و در جهت مخالف نیرویی است که جسم را مجبور به حرکت می کند، اعمال می شود.

قبل از وقوع لغزش، نیروی اصطکاک ایستا می تواند هر جهتی داشته باشد و هر مقدار را از صفر تا حداکثر معینی که در آن لغزش اتفاق می افتد، بگیرد: .

نیروی اصطکاک ساکن، برابر با نیروی خارجی که در آن لغزش یک جسم معین روی سطح جسم دیگر شروع می شود، نامیده می شود. حداکثر نیروی اصطکاک استاتیکی

فیزیکدانان فرانسوی G. Amonton و C. Coulomb به این نتیجه رسیدند که: حداکثر نیروی اصطکاک ساکن متناسب با نیروی واکنش تکیه گاه (فشار نرمال) است و به ناحیه تماس اجسام مالشی بستگی ندارد.

جایی که m 0– ضریب اصطکاک ساکن، به ماهیت فیزیکی اجسام در تماس بستگی دارد و

7. نیروی اصطکاک غلتشی.هنگامی که جسمی روی سطح بدن دیگری می غلتد، نیروی خاصی ایجاد می شود - نیروی اصطکاک غلتشی که از غلتیدن بدن جلوگیری می کند. نیروی خار غلتشی برای مواد مشابه اجسام در تماس همیشه کمتر از نیروی خار لغزشی است. این در عمل با جایگزینی بلبرینگ ساده با بلبرینگ یا رولبرینگ استفاده می شود. کولن به طور تجربی برای یک استوانه نورد با شعاع R: ایجاد شد، که در آن m K ضریب اصطکاک غلتشی است که مقدار آن با افزایش سختی ماده و زبری سطح آن کاهش می‌یابد. برای رینگ نورد.

8. نیروی اصطکاک ویسکوز. این نیروی وابسته به سرعت هنگامی که جسم به آرامی در یک محیط بسیار چسبناک حرکت می کند (یا در حضور یک روان کننده مایع) بر روی بدن اثر می گذارد و می تواند با برابری بیان شود.

R=،(8)

جایی که υ - سرعت بدنه، - ضریب درگ.

9. نیروی آیرودینامیکیمقاومت (هیدرودینامیکی). این نیرو به سرعت نیز بستگی دارد و بر جسمی که در محیطی مانند هوا یا آب در حال حرکت است عمل می کند. معمولاً ارزش آن با برابری بیان می شود

R=0.5c x Sυ 2،

چگالی محیط کجاست. اس- ناحیه پرتاب بدن بر روی صفحه ای عمود بر جهت حرکت (ناحیه میانی)، c x- ضریب درگ بدون بعد که معمولاً به صورت تجربی و بسته به شکل بدن و نحوه جهت گیری آن در حین حرکت تعیین می شود.

نیروهای ارتجاعی و نیروهای اصطکاک با ماهیت برهمکنش بین مولکول های ماده ای که منشاء الکترومغناطیسی دارد تعیین می شود. بنابراین ماهیت الکترومغناطیسی دارند. نیروهای گرانشی و الکترومغناطیسی اساسی هستند - آنها را نمی توان به نیروهای ساده تر کاهش داد. نیروهای ارتجاعی و اصطکاکی اساسی نیستند.

2.3. دگرگونی های گالیله

نیروهای گرانشی (نیروهای گرانشی).

در چارچوب مرجع مرتبط با زمین، هر جسمی با جرم m توسط نیرویی تحت تأثیر قرار می گیرد: به نام گرانش - نیرویی که با آن جسم به سمت زمین جذب می شود. تحت تأثیر گرانش به سمت زمین، همه اجسام با شتاب یکسان سقوط می کنند که شتاب گرانش نامیده می شود.

وزن بدن– نیرویی است که جسم بر اثر گرانش به سمت زمین بر تکیه گاه اثر می گذارد یا نخ تعلیق را می کشد.

نیروی گرانش همیشه عمل می کند و وزن تنها زمانی ظاهر می شود که نیروهای دیگری غیر از گرانش بر جسم وارد شوند. نیروی گرانش تنها در صورتی برابر با وزن یک جسم است که شتاب جسم نسبت به زمین صفر باشد. در غیر این صورت، شتاب بدن با پشتیبانی نسبت به زمین کجاست. اگر جسمی آزادانه در میدان گرانش حرکت کند، وزن آن صفر است، یعنی. بدن بی وزن خواهد بود

بی وزنیحالتی از جسم است که در آن فقط تحت تأثیر گرانش حرکت می کند.

نیروهای الاستیکدر نتیجه برهم کنش اجسام به وجود می آیند که با تغییر شکل آنها همراه است.

نیروی الاستیک متناسب با جابجایی ذره از موقعیت تعادل است و به سمت موقعیت تعادل هدایت می شود:

بردار شعاع مشخص کننده جابجایی ذره از موقعیت تعادل کجاست و خاصیت ارتجاعی است. نمونه ای از چنین نیرویی نیروی کشسانی است که تغییر شکل فنر در حین کشش یا فشار وارد می شود.

نیروی اصطکاک لغزشیزمانی اتفاق می‌افتد که جسم معینی روی سطح جسم دیگری بلغزد:

که در آن k ضریب اصطکاک لغزشی است، بسته به ماهیت و شرایط سطوح تماس. N نیروی فشار معمولی است که سطوح مالش را به یکدیگر فشار می دهد.

نیروی اصطکاک به طور مماس به سطوح مالشی در جهت مخالف حرکت یک جسم معین نسبت به جسم دیگر هدایت می شود.

§ 13. انرژی. کار و قدرت

انرژیمعیاری جهانی از اشکال مختلف حرکت و تعامل است. اشکال مختلف انرژی با اشکال مختلف حرکت ماده مرتبط است: مکانیکی، حرارتی، الکترومغناطیسی، هسته ای و غیره.

تغییر در حرکت مکانیکی و انرژی یک جسم در فرآیند برهمکنش نیرو این جسم با اجسام دیگر رخ می دهد. برای توصیف کمی این فرآیند، مکانیک مفهوم کار انجام شده توسط یک نیرو را معرفی می کند.

شکل 13.1

اگر نیروی مورد نظر ثابت باشد و جسمی که به آن وارد می شود به صورت انتقالی و مستقیم حرکت کند، در این صورت به کار انجام شده توسط نیرو هنگام عبور جسم از مسیر، کمیت می گویند.

جایی که آ -زاویه بین نیرو و جهت حرکت جسم.

شکل 13.2

کار- کمیت اسکالر اگر بردار نیرو و بردار جابجایی یک زاویه حاد تشکیل دهند، یعنی. ، سپس، اگر، پس، i.e. نیرویی که عمود بر جابجایی جسم عمل می کند، کار نمی کند.

در حالت کلی، یک جسم می تواند به شیوه ای دلخواه و نسبتاً پیچیده حرکت کند (شکل 13.2). اجازه دهید یک بخش ابتدایی از مسیر را انتخاب کنیم dS، که نیرو را می توان ثابت در نظر گرفت و جابجایی آن مستطیل است. کار ابتدایی در این زمینه برابر است با

کل کار در مسیر توسط انتگرال تعیین می شود

واحد کار – ژول ( جی) – کار انجام شده توسط نیروی 1N در مسیر 1m: 1J-1Ns.

شکل 13.3

نیرویی که بر یک نقطه مادی وارد می شود، محافظه کار یا بالقوه نامیده می شود اگر کار انجام شده توسط این نیرو هنگام انتقال این نقطه از یک موقعیت دلخواه 1 به نقطه 2 دیگر به خط سیری که این حرکت در طول آن رخ داده است بستگی نداشته باشد:

=

تغییر جهت حرکت یک نقطه در امتداد یک مسیر به سمت مخالف باعث تغییر در علامت نیروی محافظه‌کار می‌شود، زیرا کمیت علامت را تغییر می‌دهد. بنابراین، به عنوان مثال، هنگام حرکت یک نقطه مادی در امتداد یک مسیر بسته 1- آ-2- ب-1 ، کار انجام شده توسط نیروی محافظه کار صفر است.

نمونه هایی از نیروهای محافظه کار عبارتند از نیروهای گرانش جهانی، نیروی کشسانی و نیروی برهمکنش الکترواستاتیک اجسام باردار. میدانی که کار نیروها در حرکت یک نقطه مادی در امتداد یک مسیر بسته دلخواه صفر باشد، پتانسیل نامیده می شود.

برای مشخص کردن میزان کار انجام شده، این مفهوم معرفی شده است قدرت. توان برابر است با حاصل ضرب اسکالر بردار نیرو و بردار سرعتی که نقطه اعمال این نیرو با آن حرکت می کند.

واحد توان وات (W): 1 W توانی است که در آن 1 J کار در 1 ثانیه انجام می شود: = 1 W = 1 J / s.

هر چیزی که در دنیای ما اتفاق می افتد به دلیل تأثیر نیروهای خاصی در فیزیک رخ می دهد. و شما باید هر یک از آنها را یاد بگیرید، اگر نه در مدرسه، مطمئناً در کالج.

البته می توانید سعی کنید آنها را حفظ کنید. اما درک ساده ماهیت هر نیروی فیزیکی و نحوه تعامل آن با محیط بسیار سریع تر، سرگرم کننده تر و جالب تر خواهد بود.

نیروها در طبیعت و تعاملات اساسی

تعداد زیادی نیرو وجود دارد. نیروی ارشمیدس، نیروی جاذبه، نیروی آمپر، نیروی لورنتس، نیروی کورئولیس، نیروی اصطکاک غلتشیدر واقع، یادگیری تمام قدرت ها غیرممکن است، زیرا هنوز همه آنها کشف نشده اند. اما این نیز بسیار مهم است - همه نیروهای شناخته شده برای ما، بدون استثنا، می توانند به تجلی به اصطلاح تقلیل یابند. فعل و انفعالات فیزیکی اساسی.

4 تعامل فیزیکی اساسی در طبیعت وجود دارد.درست تر است که بگوییم مردم 4 تعامل اساسی را می شناسند و در حال حاضر هیچ تعامل دیگری کشف نشده است. این تعاملات چیست؟

• برهم کنش گرانشی
• برهمکنش الکترومغناطیسی
• تعامل قوی
• تعامل ضعیف

بنابراین، گرانش مظهر برهمکنش گرانشی است. بیشتر نیروهای مکانیکی (نیروی اصطکاک، نیروی الاستیک) نتیجه برهمکنش الکترومغناطیسی است. برهم کنش قوی، نوکلئون های هسته اتم را کنار هم نگه می دارد و از تجزیه هسته جلوگیری می کند. اندرکنش ضعیف باعث متلاشی شدن ذرات بنیادی آزاد می شود. در همان زمان، فعل و انفعالات الکترومغناطیسی و ضعیف در ترکیب می شوند تعامل الکتریکی ضعیف.

پنجمین تعامل اساسی احتمالی (پس از کشف بوزون هیگز) نامیده می شوند میدان هیگز. اما همه چیز در این زمینه آنقدر کم مطالعه شده است که ما برای نتیجه گیری عجله نخواهیم کرد، بلکه منتظر خواهیم بود تا ببینیم دانشمندان سرن به ما چه می گویند.

دو راه برای یادگیری قوانین فیزیک وجود دارد.

اولین- یادگیری معانی، تعاریف، فرمول ها احمقانه است. اشکال مهم این روش این است که بعید به نظر می رسد به سؤالات اضافی معلم کمک کند. یکی دیگر از معایب مهم این روش وجود دارد - با یادگیری این روش، مهمترین چیز را دریافت نخواهید کرد: درک. در نتیجه، به خاطر سپردن یک قانون/فرمول/قانون یا هر چیز دیگری به شما این امکان را می دهد که فقط دانش شکننده و کوتاه مدت در مورد موضوع را کسب کنید.

راه دوم- درک مطالب مورد مطالعه اما آیا درک آن چیزی که (به نظر شما) غیرممکن است، بسیار آسان است؟

راه حلی برای این مشکل وحشتناک دشوار اما قابل حل وجود دارد! در اینجا چند راه برای یادگیری تمام نیروها در فیزیک (و در هر موضوع دیگری) وجود دارد:

در یک یادداشت!

مهم است که تمام نیروهای فیزیکی را به خاطر بسپارید و بدانید (یا کل لیست آنها را در فیزیک یاد بگیرید) تا از سوء تفاهم های ناخوشایند جلوگیری کنید. به یاد داشته باشید که جرم یک جسم وزن آن نیست، بلکه معیار اینرسی آن است. مثلاً در شرایط بی وزنی، اجسام وزن ندارند، زیرا جاذبه وجود ندارد. اما اگر بخواهید جسمی را در گرانش صفر حرکت دهید، باید با نیروی خاصی روی آن تاثیر بگذارید. و هر چه وزن بدن بیشتر باشد، نیروی بیشتری باید استفاده شود.

اگر بتوانید تصور کنید که وزن یک فرد چگونه می تواند بسته به انتخاب سیاره تغییر کند، می توانید به سرعت مفهوم نیروی گرانش، مفاهیم وزن و جرم، نیروی شتاب و سایر نیروهای فیزیکی را درک کنید. این درک، آگاهی منطقی از سایر فرآیندهای در حال وقوع را به همراه خواهد داشت، و در نتیجه شما حتی مجبور نخواهید بود مطالب نامفهوم را به خاطر بسپارید - می توانید در حین حرکت آن را به خاطر بسپارید. کافی است به سادگی اصل را بفهمیم.

1. برای درک اثر الکترومغناطیسی، کافی است به سادگی درک کنیم که چگونه جریان از یک هادی عبور می‌کند و چه میدان‌هایی تولید می‌شوند و چگونه این میدان‌ها با یکدیگر تعامل دارند. این را با استفاده از مثال های ساده در نظر بگیرید و درک اصول عملکرد موتور الکتریکی، اصول سوزاندن لامپ و غیره برای شما دشوار نخواهد بود.

معلم در درجه اول به این موضوع می پردازد که شما چقدر مطالبی را که مطالعه کرده اید درک می کنید. و مهم نیست که همه فرمول ها را به خاطر بسپارید یا نه. و در صورت حل تست ها، مشکلات آزمایشگاهی، کار عملی و یا خرید RGR همیشه می توانند به شما کمک کنند. متخصصان ما، که قدرتش در دانش و سالها تجربه عملی نهفته است!