"Күч" деген сөз ушунчалык баарын камтыгандыктан, ага так түшүнүк берүү дээрлик мүмкүн эмес иш. Булчуңдардын күчү менен акыл-эстин күчүнүн ар түрдүүлүгү ага салынган түшүнүктөрдүн толук спектрин камтыбайт. Физикалык чоңдук катары каралуучу күчтүн так аныкталган мааниси жана аныктамасы бар. Күч формуласы математикалык моделди аныктайт: күчтүн негизги параметрлерден көз карандылыгы.
Күч изилдөө тарыхы параметрлерге көз карандылыктын аныктамасын жана көз карандылыктын эксперименталдык далилин камтыйт.
Физикада күч
Күч – денелердин өз ара аракетинин өлчөмү. Телолордун бири-бирине болгон өз ара аракети денелердин ылдамдыгынын өзгөрүшү же деформациясы менен байланышкан процесстерди толук сүрөттөйт.
Физикалык чоңдук катары күчтүн өлчөө бирдиги (SI системасында - Ньютон) жана аны өлчөөчү прибор - динамометр бар. Күч өлчөгүчтүн иштөө принциби денеге таасир этүүчү күч менен динамометрдин жазгы күчүн салыштырууга негизделген.
Массасы 1 кг дене ылдамдыгын 1 секундада 1 мге өзгөрткөн күч 1 Ньютондук күч деп эсептелет.
Күч вектордук чоңдук катары аныкталган:
- аракет багыты;
- колдонмо түйүнү;
- модулу, абсолюттукөлчөмү.
Өз ара аракеттенүүнү сүрөттөп жатып, бул параметрлерди көрсөтүүнү унутпаңыз.
Табигый өз ара аракеттенүүлөрдүн түрлөрү: гравитациялык, электромагниттик, күчтүү, алсыз. Гравитациялык күчтөр (универсалдык тартылуу күчү ар түрдүүлүгү менен – тартылуу күчү) массасы бар ар кандай денени курчап турган тартылуу талааларынын таасиринен пайда болот. Гравитациялык талааларды изилдөө ушул убакка чейин бүтө элек. Азырынча талаанын булагын табуу мүмкүн эмес.
Материяны түзгөн атомдордун электромагниттик өз ара аракеттешүүсүнөн күчтөрдүн кеңири диапазону келип чыгат.
Басым күчү
Дене Жер менен өз ара аракеттенгенде, жер бетине басым жасайт. Формула: Р=мг болгон басым күчү дененин массасы (м) менен аныкталат. Гравитациялык ылдамдануу (g) Жердин ар кандай кеңдиктеринде ар кандай мааниге ээ.
Вертикалдык басымдын күчү абсолюттук мааниси боюнча барабар жана таянычта пайда болгон ийкемдүүлүк күчүнө карама-каршы келет. Күч формуласы дененин кыймылына жараша өзгөрөт.
Дене салмагынын өзгөрүшү
Дененин жер менен өз ара аракеттенүүсүнөн улам таянычка жасаган аракети көбүнчө дененин салмагы деп аталат. Кызыктуусу, дене салмагынын өлчөмү вертикалдык багыттагы кыймылдын ылдамданышына жараша болот. Тезденүү багыты эркин түшүүнүн ылдамдануусуна карама-каршы болгон учурда, салмактын өсүшү байкалат. Эгерде дененин ылдамдыгы эркин түшүү багыты менен дал келсе, анда дененин салмагы азаят. Мисалы, көтөрүлүп бара жаткан лифтте жүргөндө, көтөрүлүүнүн башында адам бир аз убакытка чейин салмагынын жогорулаганын сезет. Анын массасы деп ырастаңызөзгөрөт, андай эмес. Ошол эле учурда биз "дене салмагы" жана анын "массасы" деген түшүнүктөрдү бөлөбүз.
Эластик күч
Дененин формасын өзгөрткөндө (анын деформациясы) денени баштапкы формасына кайтарууга умтулган күч пайда болот. Бул күч "серпилгич күч" деп аталды. Ал денени түзгөн бөлүкчөлөрдүн электрдик өз ара аракеттешүүсүнөн улам пайда болот.
Эң жөнөкөй деформацияны карап көрөлү: чыңалуу жана кысуу. Чыңалуу денелердин сызыктуу өлчөмдөрүнүн чоңоюшу менен коштолот, ал эми кысуу алардын азайышы менен коштолот. Бул процесстерди мүнөздөгөн чоңдук дененин узундугу деп аталат. Аны "х" менен белгилейли. Серпилгич күч формуласы узундукка түздөн-түз байланыштуу. Деформацияга дуушар болгон ар бир дененин өзүнүн геометриялык жана физикалык параметрлери болот. Деформацияга серпилгич каршылыктын дененин жана ал жасалган материалдын касиеттерине көз карандылыгы ийкемдүүлүк коэффициенти менен аныкталат, аны катуулук (к) дейли.
Эластикалык өз ара аракеттенүүнүн математикалык модели Гук мыйзамы менен сүрөттөлгөн.
Дененин деформациясынан келип чыккан күч дененин айрым бөлүктөрүнүн жылышуу багытына каршы багытталган, анын узартылышына түз пропорционалдуу:
- Fy=-kx (вектордук белги).
"-" белгиси деформациянын жана күчтүн карама-каршы багытын көрсөтөт.
Скалярдык формада терс белги жок. Формула төмөнкү формадагы Fy=kx болгон ийкемдүү күч серпилгич деформациялар үчүн гана колдонулат.
Магнит талаасынын ток менен өз ара аракети
ТаасирМагниттик талаанын туруктуу тогу Ампер мыйзамы менен сүрөттөлөт. Мында магнит талаасы ага орнотулган ток өткөргүчкө таасир этүүчү күч Ампер күчү деп аталат.
Магнит талаасынын кыймылдуу электр заряды менен өз ара аракеттенүүсү күчтүн көрүнүшүн пайда кылат. Формула F=IBlsinα болгон Ампер күчү талаанын магнит индукциясына (В), өткөргүчтүн активдүү бөлүгүнүн узундугуна (l), өткөргүчтөгү токтун күчү (I) жана бурчка көз каранды. токтун багыты менен магниттик индукциянын ортосунда.
Акыркы көз карандылыктан улам өткөргүч айланганда же токтун багыты өзгөргөндө магнит талаасынын вектору өзгөрүшү мүмкүн деп айтууга болот. Сол кол эрежеси иш-аракеттин багытын коюуга мүмкүндүк берет. Эгерде сол кол магниттик индукция вектору алаканга киргендей жайгашса, төрт манжа өткөргүчтөгү токтун агымы боюнча багытталат, анда 90° ийилген баш бармактын багытын көрсөтөт. магнит талаасы.
Бул эффекттин адамзат тарабынан колдонулушу, мисалы, электр кыймылдаткычтарында табылган. Ротордун айлануусу күчтүү электромагнит тарабынан түзүлгөн магнит талаасынан келип чыгат. Күч формуласы кыймылдаткыч күчүн өзгөртүү мүмкүнчүлүгүн баалоого мүмкүндүк берет. Токтун же талаанын күчүнүн жогорулашы менен момент көбөйөт, натыйжада мотор кубаттуулугу көбөйөт.
бөлүкчөлөрдүн траекториялары
Магниттик талаанын заряд менен өз ара аракети элементардык бөлүкчөлөрдү изилдөөдө масс-спектрографтарда кеңири колдонулат.
Талаанын аракети бул учурда деп аталган күчтүн пайда болушун шарттайтЛоренц күчү. Белгилүү бир ылдамдыкта кыймылдаган заряддалган бөлүкчө магнит талаасына киргенде формуласы F=vBqsinα түрүнө ээ болгон Лоренц күчү бөлүкчөнүн тегерек боюнча кыймылына себеп болот.
Бул математикалык моделде v – электр заряды q болгон бөлүкчөнүн ылдамдык модулу, B – талаанын магниттик индукциясы, α – ылдамдык менен магниттик индукциянын багыттарынын ортосундагы бурч.
Бөлүкчө тегерек (же тегерек жаасы) ичинде кыймылдайт, анткени күч менен ылдамдык бири-бирине 90° бурчка багытталган. Сызыктуу ылдамдыктын багытын өзгөртүү ылдамданууну пайда кылат.
Жогоруда талкууланган сол колдун эрежеси Лоренц күчүн изилдөөдө да орун алат: эгерде сол кол магниттик индукция вектору алаканга киргендей жайгашса, бир сызыкта созулган төрт манжа сызык боюнча багытталган. оң заряддуу бөлүкчөнүн ылдамдыгы, андан кийин ийилген баш бармак 90° күчтүн багытын көрсөтөт.
Плазма көйгөйлөрү
Магниттик талаа менен заттын өз ара аракети циклотрондордо колдонулат. Плазманы лабораториялык изилдөөгө байланышкан көйгөйлөр аны жабык идиштерде сактоого мүмкүндүк бербейт. Жогорку иондоштурулган газ жогорку температурада гана болушу мүмкүн. Плазманы шакекче түрүндөгү газды бурап, магнит талаасынын жардамы менен космосто бир жерде кармоого болот. Башкарылуучу термоядролук реакцияларды магнит талаасынын жардамы менен жогорку температурадагы плазманы жипке айлантуу аркылуу да изилдөөгө болот.
Магнит талаасынын аракетинин мисалыиондогон газ боюнча in vivo - Aurora Borealis. Бул кереметтүү көрүнүш Жер бетинен 100 км бийиктикте Арктикалык Айлананын ары жагында байкалат. Газдын сырдуу түстүү жарыгын 20-кылымда гана түшүндүрүүгө болот. Уюлдарга жакын жердин магнит талаасы күн шамалынын атмосферага өтүшүнө тоскоол боло албайт. Магниттик индукция сызыктары боюнча багытталган эң активдүү нурлануу атмосферанын иондошуусунун себеби болот.
Заряддын кыймылына байланышкан кубулуштар
Тарыхый жактан өткөргүчтөгү токтун агымын мүнөздөгөн негизги чоңдук токтун күчү деп аталат. Кызыгы, бул түшүнүк физикада күч менен эч кандай байланышы жок. Формула өткөргүчтүн кесилишинен убакыт бирдигине агып жаткан зарядды камтыган токтун күчү:
I=q/t, мында t - заряддын агымынын убактысы q
Чынында, учурдагы күч – бул заряддын көлөмү. Анын өлчөө бирдиги N. караганда Ампер (A)
Күчтүн ишин аныктоо
Затка күч аракети иштин аткарылышы менен коштолот. Күчтүн иши – бул күчтүн жана анын таасири астында өткөн жылышуунун көбөйтүндүсүнө жана күч менен жылышуунун багыттарынын ортосундагы бурчтун косинусуна сан жагынан барабар физикалык чоңдук.
Формуласы A=FScosα болгон күчтүн каалаган жумушу күчтүн чоңдугун камтыйт.
Дененин аракети дененин ылдамдыгынын өзгөрүшү же деформация менен коштолот, бул энергиянын бир убакта өзгөрүшүн көрсөтөт. Күч аткарган жумуш көз карандыбаалуулуктар.
