Гравитационные силы действуют между всеми телами природе, имеющими массу. Электромагнитные силы действуют между заряженными телами. Ядерные действуют внутри ядер атомов. Электрослабые - внутри элементарных частиц, протонов и нейтронов.
Каждая сила имеет свою формулу.
| № | Сила | Формула. |
| 1 | Сила всемирного тяготения | F= γ m1 m2 \R2 |
| 2 | Сила тяжести | F= mg |
| 3 | Сила упругости | F= kx |
| 4 | Сила трения | F= μ N |
| 5 | Вес тела | Р= m(g-a) |
| 6 | Сила Архимеда | F= ρжgVт |
Каждая сила имеет своё направление. Сил тяжести направлена к центру Земли. Сил упругости - против деформации, сила трения - против движения., Архимедова сила - вверх., и т. д.
Масса– физическая величина, которая служит мерой инертности тела. Обозначается буквой m. Единица массы в системе СИ – 1 кг. 1Кг – это масса эталона. Эталон массы представляет собой цилиндр из сплава платины и иридия высотой и диаметром 39 мм, который хранится в Международной палате мер и весов в городе Севре близ Парижа.
Масса тел имеет некоторые свойства:
· Массы тел складываются;
· Массы тел сохраняются в любых происходящих с ними процессах;
· При движении со скоростью, приближающейся к скорости света, масса тел неограниченно возрастает.
Способы определения массы:
1. По ускорениям, полученным при взаимодействии тел. Так определяют массу Луны, Солнца и других космических тел. а1\а2= m2\m1
2. Путём взвешивания.
Ускорение- это физическая векторная величина, численно равная изменению скорости за единицу времени. Обозначается буквой а, находится по формуле а=(v – v0) \t
Это формула линейного ускорения. Ускорение при движении тела по окружности называется центростремительным. Оно находится по формуле а= v2\R
Ускорение измеряется в м\с2 . Центростремительное ускорение направлено к центру окружности или дуги окружности, по которой движется тело. Линейное ускорение может быть направлено в туже сторону, что и скорость, тогда движение - равноускоренное; или в противоположную скорости сторону - тогда движение тел равнозамедленное.
В основе динамики лежат глобальные законы, называемые законами Ньютона.
Первый закон Ньютона объясняет, когда тело находится в покое или движется равномерно прямолинейно, второй закон - объясняет причину появления ускорений, третий – как происходит взаимодействие тел.
1 закон:
Существуют такие системы отсчёт, в которых тело находится в покое илидвижется равномерно прямолинейно, если действие других тел компенсируется.
2 закон.
Если на тело действует сил, то тело движется с ускорением, величина которого прямо пропорциональна приложенной силе и обратно пропорциональна массе тела. a= F\m или F=ma
3 закон.
Тела взаимодействуют с силами, равными по величине и противоположными по направлению. Всякому действию есть равное противодействие.
F12 =-F21
При решении динамических задач необходимо показать все действующие на тело силы, направления ускорения, координатных осей и применить законы Ньютона в векторном и скалярном виде.
Кроме глобальных законов Ньютон, существуют специальные законы, применяемые в конкретных ситуациях, например, в гидростатике.
Гидроаэростатика- раздел механики, изучающий равновесие жидкостей и газов и погружённых в них тел. Основным понятием гидроаэростатики является давление и передач давления жидкостями и газами.
Весовое давление жидкости находится по формуле р= ρġh-
где ρ - плотность жидкости или газа, g- ускорение свободного падения, h-высота столб жидкости или газа.
Сила давления находится по формулеF=рS.
В основе гидроаэростатики лежат 2 закон: закон Паскаля и закон Архимеда.
Закон Паскаля гласит:
давление в жидкостях и газах передаётся по сем направлениям вкаждую точку без изменения
Закон Архимеда утверждает:
На тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа, вытесненных телом.
F= ρġV, где V- объём погружённой части тела.
Интересна история открытия этого закона, которую можно изложить в стихотворной форме.
Жил в Сиракузах мудрец Архимед, был другом царя Гиерона.
Какой для царя самый главный предмет? Корона, конечно, корона!
Захотелось Гиерону сделать новую корону.
Золота отмерил строго: взял не мало и не много,
Сколько надо, в самый раз. ювелиру дал наказ.
Через месяц Гиерону ювелир принёс корону.
Взял корону Гиерон. Осмотрел со всех сторон.
Чистым золотом сверкает. Но ведь всякое бывает,
И добавить серебро можно к золоту хитро,
А того и даже медь, если совесть не иметь.
И царю узнать охота, честно ль сделана работа.
Пригласил он Архимеда. Потекла у них беседа.
«Вот корона, Архимед. Золотая или нет?»
«Чистым золотом сверкает!»
«Но ведь всякое бывает!
И добавить серебро можно к золоту хитро,
А того и даже медь, если совесть не иметь!
Ты мне это, Архимед, помоги определить.
Но - корону не царапать, не пилить.»
Долго думал Архимед. Думал ночью, думал днём.
И однажды, в ванной моясь, погрузился он по пояс.
На пол вылилась вода. Догадался он тогда. Эврика!
АРХИМЕД: «Пусть сейчас сюда несут для воды пустой сосуд.
В него воду наливаем и корону погружаем.
Ставим метку мы сюда. А корону вынимаем.
А теперь с тобой возьмём в руки слиток золотой,
Как корона чтобы был он.
И его мы погружаем, ставим метку мы сюда.»
ГИЕРОН: «Ничего не понимаю, лишь две чёрточки я вижу,
эта выше, эта – ниже.
АРХИМЕД: «Понимаешь, я сейчас открыл закон…»
ГИЕРОН: «Постой, мастер мой мошенник явный, и закон давно объявлен».
……………
С тех пор пролетели года, но помнят закон Архимеда.
Итак, судьба полёта воздушного шара зависит от соотношения действующих на него сил: силы тяжести, направленной вниз, и силы Архимеда, направленной вверх.
Если больше сила тяжести - шар не взлетит. Если больше сила Архимеда, шар будет подниматься вверх. Если силы равны, он будет плавать на определённой высоте. Большие шары не надувают до предела, т. к. с подъёмом атмосферное давление уменьшается, и шар раздувается.
БИОГРАФИЯ ИССАКА НЬЮТОНА.
Исаак Ньютон родился в 1642г., в год смерти Галилея. Родился очень слабым и был так мал, что его можно было искупать в большой пивной кружке. Целую неделю его жизнь висела на волоске. Но судьбе было угодно, чтобы смерть была побеждена, и ребенок остался жив.
В школе Ньютон учился по началу плохо, занимался в списке успеваемости предпоследнее место. Однако после случившейся как – то драки с одноклассником он решил доказать, что может обойти того в списке успеваемости, и, увлекшись учебой, начинает обгонять одного за другим всех остальных учеников класса. Вскоре Исаак становится лучшим учеником школы.
В детстве Ньютон был склонен к мечтательности и задумчивости. Он увлекался стихами, рисовал и много мастерил: им были сконструированы солнечные и водяные часы, ветряная мельница, бумажный змей и др.
Единственным другом в его школьные годы была младшая сестра избитого им одноклассника. Много лет спустя она рассказала, что Исаак был «тихим, рассудительным и разумным мальчиком. Он никогда не играл с мальчиками во дворе и не участвовал в их грубых развлечениях». Оставаясь среди девочек, «он часто делал маленькие столики, чашечки и другие игрушки для неё и её подружек, чтобы они могли складывать туда своих куколок и дешевые украшения».
В 1661 г. Ньютон поступает в Тринити – колледж Кембриджского университета. Через четыре года он становится бакалавром искусств.
В 1665 г. в Англии распространилась эпидемия чумы, спасаясь от которой жители городов начали уезжать в малонаселенные деревни. Ньютон также покидает Кембридж и возвращается в родную деревню. Два года, проведенные там, вдали от городской суеты, оказались для него очень плодотворными. В это время он сделал свои самые главные открытия: разработал новые методы в математике, создал теорию цветов, открыл закон всемирного тяготения и др. Однако полученные им тогда результаты были опубликованы лишь спустя много лет.
Итогом его многолетних исследований явился фундаментальный труд под названием «Математические начала натуральной философии». В предисловии к этой книге, вышедшей в 1687 г., Ньютон написал: «Сочинение это нами предлагается как математические основы физики. Вся трудность физики, как будет видно, состоит в том, чтобы по явлениям движения распознать силы природы, а затем по этим силам объяснить остальные явления».
Книга Ньютона начиналась с определений основных понятий механики: массы, силы и т. Д. После них шли «аксиомы или законы движения», на основе которых доказывались многочисленные следствия и теоремы.
Сформулированные Ньютоном аксиомы теперь называют Законами Ньютона.
20 марта1727 г. в возрасте 84 лет скончался гениальный английский ученый Исаак Ньютон. По указу короля Георга I ученого с большой пышностью похоронили в Лондоне, в усыпальнице королей – Вестминстерском аббатстве. В похоронной процессии приняли участие знатнейшие герцоги, пэры и графы Англии.