Priversti formulę. Stiprybė - formulė (fizika)

Žodis "galia" yra toks išsamus, kad jai aiški sąvoka yra praktiškai neįmanoma užduotis. Veislė nuo raumenų jėgos iki proto galios neapsiriboja įvairiomis sąvokomis. Jėga, laikoma fiziniu kiekiu, turi aiškiai apibrėžtą reikšmę ir apibrėžimą. Jėgos formulė apibrėžia matematinį modelį: jėgos priklausomybė nuo pagrindinių parametrų.

Jėgos tyrimų istorija apima priklausomybės nuo parametrų apibrėžimą ir eksperimentinį priklausomybės įrodymą.

Stiprumas fizikoje

Stiprybė yra kūno sąveikos matas . Abiejų įstaigų tarpusavio veiksmai visiškai apibūdina procesus, susijusius su kūno greičio ar deformacijos pasikeitimu.

Kaip fizinis kiekis, jėga turi matavimo vienetą (SI sistemoje - Niutonas) ir jo matavimo prietaisas yra dinamometras. Šilminto principas grindžiamas jėgos, veikiančios ant kūno, ir dinamometro spyruoklės jėgos palyginimu.

Jėga 1 Newton priimta jėga, pagal kurią 1 kg kūno masė 1 sekundę keičia greitį 1 m.

Jėga kaip vektoriaus kiekis nustatomas pagal:

• Veiksmų kryptis;
• Taikymo sritis;
• Modulis, absoliuti vertė.

Aprašydami sąveiką, turite nurodyti šiuos parametrus.

Natūralių sąveikų tipai: gravitaciniai, elektromagnetiniai, stiprūs, silpni. Gravitacinės jėgos ( visuotinės gravitacijos jėga su savo įvairove - gravitacijos jėga) egzistuoja dėl gravitacinių laukų įtakos bet kokiam masės kūnui. Gravitacinių laukų tyrimas iki šiol nebuvo baigtas. Dar nėra įmanoma rasti lauko šaltinio.

Didesnis jėgų skaičius atsiranda dėl elektromagnetinės sąveikos tarp atomų, kurių sudėtyje esanti medžiaga.

Spaudimo jėga

Kai kūnas sąveikauja su žeme, jis daro spaudimą ant paviršiaus. Slėgio jėga, kurios formulė yra tokia: P = mg, nustatoma pagal kūno masę (m). Laisvos kritimo pagreitis (g) turi skirtingas vertes skirtingose Žemės platumose.

Vertikali slėgio jėga lygi modulyje ir priešinga kryptimi nuo elastinės jėgos, atsirandančios ant atramos. Jėgos formulė šiuo atveju skiriasi priklausomai nuo kūno judėjimo.

Kūno svorio pokytis

Korpuso veiksmas dėl palaikymo dėl sąveikos su žeme dažnai vadinamas kūno svoriu. Įdomu tai, kad kūno svoris priklauso nuo judesio pagreičio vertikalioje kryptėje. Tuo atveju, kai pagreičio kryptis yra priešingai nei laisvo kritimo pagreitis, pastebimas svorio didėjimas. Jei kūno pagreitis sutampa su laisvo kritimo kryptimi, tada kūno svoris mažėja. Pavyzdžiui, kai vaikščiojimo lifte kyla aukštėjimo pradžioje, žmogus tam tikrą laiką jaučia svorį. Nereikia sakyti, kad jo masė keičiasi. Tuo pačiu metu mes dalijamės "kūno svorio" ir jos "masės" sąvokomis.

Elastingumo stilius

Kai pasikeičia kūno forma (jos deformacija), atsiranda jėga, kuri linkusi grąžinti kūną į pradinę formą. Ši jėga buvo pavadinta "elastingumo stipriu". Tai kyla dėl dalelių, kurių kūnas susideda iš elektrinės sąveikos.

Apsvarstykite paprastą deformaciją: tempimą ir susitraukimą. Išsiplėtimas lydi kūnų linijinių matmenų padidėjimą, o suspaudimas lydimas sumažėjimo. Šių procesų charakteristika vadinama kūno pailgėjimu. Apibūdinkite jį "x". Elastinės jėgos formulė yra tiesiogiai susijusi su pailgėjimu. Kiekvienas deformuojantis kūnas turi savo geometrinius ir fizinius parametrus. Atsparumas elastinei deformacijai priklausomai nuo kūno ir medžiagos, iš kurios jis pagamintas, savybėms priklauso nuo elastingumo koeficiento, vadiname jį standumu (k).

Matematinis elastinės sąveikos modelis yra aprašytas Hooke'o įstatyme.

Jėga, atsirandanti dėl kūno deformacijos, nukreipta prieš atskirų kūno dalių poslinkį, tiesiogiai proporcingą jo pailgėjimui:

• F _y = -kx (vektoriniu ženklu).

Ženklas "-" rodo priešingą deformacijos ir jėgos kryptį.

Skaliarinėje formoje nėra neigiamo ženklo. Elastinė jėga, kurios formulė yra tokia forma, F _y = kx, naudojama tik elastinėms deformacijoms.

Magnetinio lauko sąveika su sroviu

Magnetinio lauko įtaka tiesioginei srovei yra aprašyta Ampere įstatyme. Šiuo atveju jėga, su kuria magnetinis laukas veikia ant laidininko su joje esančia srove, vadinama Ampere jėga.

Magnetinio lauko sąveika su judančiu elektriniu krūviu sukelia jėgos pasireiškimą. Ampère jėga, kurios formulė yra F = IBlsinα, priklauso nuo magnetinės lauko indukcijos (B), aktyviosios laidininko dalies (l) ilgio, srovės (I) laidininko ir kampo tarp srovės krypties ir magnetinės indukcijos.

Atsižvelgiant į pastarąją priklausomybę, galima teigti, kad magnetinio lauko veiksnio vektorius gali pasikeisti, kai laidas pasisuka arba keičiama srovės kryptis. Kairioji taisyklė leidžia jums nustatyti veiksmo kryptį. Jei kairoji ranka yra tokioje padėtyje, kad magnetinės indukcijos vektorius patenka į delną, keturi pirštai nukreipti palei srovę laidininke, tada nykštis, pasuktas 90 ^{° kampu} , parodys magnetinio lauko veikimo kryptį.

Šios žmogaus įtakos naudojimas randamas, pavyzdžiui, elektros varikliuose. Rotoriaus sukimą lemia magnetinis laukas, kurį sukuria galingas elektromagnetas. Jėgos formulė leidžia jums įvertinti variklio galios keitimo galimybę. Didėjant srovės stiprumui ar lauko dydžiui, didėja sukimo momentas, dėl ko variklio galia padidėja.

Dalelių trajektorijos

Magnetinio lauko sąveika su įkrova plačiai naudojama masių spektrografuose elementariųjų dalelių tyrime.

Šiuo atveju lauko veiksmas sukelia jėgos, vadinamos Lorentso jėga, atsiradimą. Kai Lorentso jėga, judanti tam tikru įkrovimo dalelės greičiu, trenka magnetinį lauką , kurio formulė yra tokia: F = vBqsinα, sukelia dalelės judėjimą per apskritimą.

Šiame matematiniame modelyje v yra dalelės greičio modulis, kurio elektrinis krūvis yra q, B yra lauko magnetinė indukcija, o α - kampas tarp greičio krypčių ir magnetinės indukcijos.

Dalelė juda išilgai apskritimo (ar apskritimo lanko), nes jėga ir greitis nukreipti 90 ^{° kampu} vienas kitam. Linijinio greičio krypties pasikeitimas sukelia pagreitį.

Kairiosios rankos taisyklė, paminėta pirmiau, taip pat atsiranda atliekant Lorentso jėgos tyrimą: jei kairoji ranka yra tokioje padėtyje, kad magnetinės indukcijos vektorius patenka į delną, keturi pirštai, ištempti linijoje, buvo nukreipti išilgai teigiamai įkraunamos dalelės greičio, tada išlenkti 90 ^° Nykštis parodys jėgos veikimo kryptį.

Plazmos problemos

Magnetinio lauko ir medžiagos sąveika yra naudojama ciklotronuose. Problemos, susijusios su plazmos laboratoriniais tyrimais, neleidžia jo laikyti uždaruose induose. Labai jonizuotos dujos gali egzistuoti tik esant aukštoms temperatūroms. Siekiant išlaikyti plazmą vienoje vietos vietoje, tai yra įmanoma naudojant magnetinius laukus, sukdami dujas žiedo pavidalu. Kontroliuojamos termobranduolinės reakcijos gali būti ištirtos, taip pat sukuriant magnetinius laukus sukdami aukštos temperatūros plazmą į laidą.

Magnetinio lauko veikimo natūraliomis sąlygomis jonizuotų dujų pavyzdys yra Polarinės lempos. Šis didingasis spektaklis stebimas už Arkties rato esant 100 km aukštyje virš žemės paviršiaus. Paslaptingas spalvingas dujų švytėjimas galėjo būti paaiškintas tik XX a. Žemės magnetinis laukas šalia polių negali užkirsti kelio saulės vėjo įsiskverbimui į atmosferą. Aktyviausia spinduliuotė, nukreipta palei magnetinės indukcijos linijas, sukelia atmosferos jonizaciją.

Reiškiniai, susiję su mokesčio judėjimu

Istoriškai pagrindinė reikšmė, charakterizuojanti srovės srautą laidininke, yra dabartinė stiprybė. Įdomu tai, kad ši sąvoka neturi nieko bendra su jėga fizikoje. Dabartinis stiprumas, kurio formulėje yra viename laiko tarpsnyje esantis įkroviklis per laidininko skerspjūvį, atrodo taip:

• I = q / t, kur t - įkrovimo laikas q.

Tiesą sakant, dabartinis stiprumas yra mokesčio dydis. Jo matavimo vienetas yra Ampere (A), priešingai nei N.

Jėgos darbo nustatymas

Prievartinis veiksmas dėl medžiagos pridedamas darbo atlikimo. Jėgos darbas yra fizinis kiekis, kuris yra kiekybiškai lygus jėgos judėjimui, kurį važiuoja jo veiksmas, ir kampas tarp jėgos krypčių ir poslinkio.

Reikalingas jėgos veikimas, kurio formulė yra forma A = FScosα, apima jėgos dydį.

Kūno veiksmai lydimi kūno greičio ar deformacijos pokyčio, o tai rodo vienalaikius energijos pokyčius. Jėgos darbas tiesiogiai priklauso nuo jo dydžio.