Силы в природе Консервативные силы:
Сила гравитационного взаимодействия (притяжения):
– закон
обратных квадратов.
Сила асимметрична, природа этой силы не установлена.
Сила взаимодействия заряженных тел (сила Кулона):
Сила симметрична (сила притяжения и отталкивания). Сила Кулона является частным случаем электромагнитного взаимодействия. Сила Кулона имеет электромагнитную природу.
Сила упругости (определяется по закону Гука):
F = kx,
где k – коэффициент упругости материала; х – абсолютная величина деформации. Возникает при сжатии и растяжении, имеет электромагнитную природу.
При деформации атомы взаимодействуют через электронные оболочки (либо удаляются, либо приближаются), поэтому природа сил упругости – электромагнитная.
Диссипативные силы – рассеивают механическую энергию
Cилы трения
Силы трения определяются аналогично силе упругости:
Fтр = N,
где коэффициент трения; N – сила нормального давления. Природа силы трения – электромагнитная (взаимодействие так же как и в случае сил упругости, на уровне электронных оболочек).
Эти силы являются реально действующими, и их наличие не вызывает сомнения.
Силы инерции – называют иногда фиктивными, потому что нельзя указать тело, со стороны которого они действуют.
Силы инерции возникают при ускоренном движении системы отсчета (например, в троллейбусе). При поступательном движении сила инерции прямо пропорциональна ускорению:
Fи = –ma.
При вращательном движении системы отсчета действуют две силы: центробежная и сила Кориолиса.
Центробежная сила инерции зависит от массы тела, угловой скорости вращения и расстояния от центра вращения. Действует как на покоящееся, так и на движущееся относительно системы отсчета тело.
Сила Кориолиса действует во вращающей системе отсчета только на движущееся тело, так как она зависит от скорости движения тела относительно системы отсчета.
Благодаря силе Кориолиса подмываются правые берега рек Северного полушария и снашиваются правые рельсы (при движении на север).
Сделаем небольшое обобщение
Силы |
Закон |
Природа |
|
Сила гравитационного взаимодействия (притяжения): |
|
Не установлена |
Консервативна (не рассеивает механическую энергию) |
Сила взаимодействия заряженных тел (сила Кулона): |
|
Электромагнитная |
Консервативна (не рассеивает механическую энергию) |
Сила упругости (определяется по закону Гука): |
F = kx
|
Электромагнитная |
Консервативна (не рассеивает механическую энергию) |
Силы трения |
Fтр = N,
|
Электромагнитная |
Диссипативна (рассеивают механическую энергию) |
Силы и взаимодействия в атоме
Атом - квантовомеханическая система, образованная в результате электромагнитного взаимодействия электронов и ядра.
1. Между частицами внутри ядра действуют ядерные силы. Они являются зарядонезависимыми, т.е. действуют как между протонами, так и нейтронами, и между протонами и нейтронами. Являются короткодействующими – действуют только в пределах ядра (1014 м). Предполагают, что эти силы действуют между кварками внутри протонов и нейтронов в ядре. Это взаимодействие является сильным.
2. Электромагнитное взаимодействие возникает между электронами и протонами ядра.
3. Гравитационное взаимодействие (в микромире им пренебрегают, т.к. величина его мала по сравнению с сильным и электромагнитным).