Билет № 12

Равновесие твердых тел: момент силы; условия равновесия твердого тела; устойчивость тел; виды равновесия; принцип минимума потенциальной энергии.

Электромагнитное поле. Открытие электромагнитных волн: гипотеза Максвелла; опыты Герца.

В физике момент силы можно понимать как «вращающая сила». В системе СИ единицами измерения для момента силы является ньютон-метр, Момент силы иногда называют моментом пары сил, это понятие возникло в трудах Архимеда над рычагами. Сила, приложенная к рычагу, умноженная на расстояние до оси вращения рычага, есть момент силы. Например, сила в 3 ньютона, приложенная к рычагу, расстояние до оси вращения которого 2 метра, это то же самое, что 1 ньютон, приложенный к рычагу, расстояние, до оси вращения которого 6 метров. Более точно, момент силы частицы определяется как векторное произведение:

где   — сила, действующая

Из второго закона Ньютона следует, что если геометрическая сумма всех внешних сил, приложенных к телу, равна нулю, то тело находится в состоянии покоя или совершает равномерное прямолинейное движение. В этом случае принято говорить, что силы, приложенные к телу, уравновешивают друг друга. При вычислении равнодействующей все силы, действующие на тело, можно прикладывать к центру масс. Чтобы невращающееся тело находилось в равновесии, необходимо, чтобы равнодействующая всех сил, приложенных к телу, была равна нулю.Виды равновесия тел.Пусть тело может перемещаться под действием силы тяжести. Как показывают наблюдения, такое тело в конце концов займет такое положение, при котором его потенциальная энергия окажется меньше, чем при его любых других возможных положениях, равновесие тела является устойчивым, если его потенциальная энергия минимальна. С учетом данного критерия рассмотрим виды равновесия тел. Принцип минимума потенциальной энергии : любая замкнутая система стремится перейти в такое состояние, в котором ее потенциальная энергия минимальна.

Если тело находится на опоре , то существует три случая равновесия:

1. устойчивое равновесие       

2. неустойчивое  равновесие          

3. безразличное равновесие  

_{Электромагнитное поле- особая форма материи, осуществляющая взаимодействие между заряженными частицами. Оно существует реально, т.е, независимо от нас. От наших знаний о нем. Но в зависимости от того, в какой системе отсчета рассматриваются электромагнитные процессы. Проявляются те или иные стороны единого целого электромагнитного поля. Согласно гипотезе Максвелла магнитное поле, например, при зарядке конденсатора после замыкания ключа создается не только током в проводнике, но и изменяющимся электрическим полем, существующим в пространстве между обкладками конденсатора. Причем изменяющееся электрическое поле создает такое же магнитное поле, как если бы между обкладками существовал электрический ток, такой же, как в проводнике. Справедливость гипотезы Максвелла была доказана экспериментальным обнаружением электромагнитных волн. Электромагнитные волны существуют только потому, что переменное магнитное поле порождает переменное электрическое поле, которое в свою очередь порождает переменное магнитное поле и т.д.}