Formula pwersa. Ang lakas - formula (Physics)

Ang salitang "kapangyarihan" ay kaya malaganap na bigyan siya ng isang malinaw na konsepto - isang gawain halos imposible. Iba't-ibang mga kalamnan lakas sa lakas ng pag-iisip ay hindi sumasakop sa buong spectrum ng mga naka-embed sa kanyang mga ideya. Ang lakas, itinuturing bilang isang pisikal na dami na may isang malinaw na tinukoy na kahulugan at kahulugan. Ang formula tumutukoy sa isang matematikal na modelo ng kapangyarihan: na puwersa laban sa mga pangunahing mga parameter.

Ang kasaysayan ng pananaliksik lakas isama ang kahulugan depende sa mga parameter at pang-eksperimentong patunay ng dependency.

Lakas sa Physics

Ang lakas - isang sukatan ng ang pakikipag-ugnayan ng mga katawan. Gantihan action katawan sa bawat iba pang mga ganap na naglalarawan proseso na kaugnay sa mga pagbabago sa bilis o pagpapapangit ng katawan.

Bilang ang pisikal na dami ay may power unit (sa SI system - Newton) at ang aparato para sa pagsukat nito - dinamomiter. Dynamometer prinsipyo ng operasyon ay batay sa paghahambing ng mga puwersa na kumikilos sa katawan na may mga nababanat lakas ng spring dinamomiter.

Para sa puwersa ng 1 newton force ay pinagtibay, sa ilalim ng impluwensiya ng isang bigat ng 1 kg body nagbabago ang bilis ng 1 m para sa 1 segundo.

Lakas bilang vector dami na tinukoy sa pamamagitan ng:

• direksyon ng pagkilos;
• sa punto ng application;
• module, isang absolute value.

Na naglalarawan sa pakikipag-ugnayan kinakailangang ipahiwatig ang mga parameter na ito.

Mga uri ng likas na mga pakikipag-ugnayan: gravitational, electromagnetic, malakas, mahina. Gravitational force (puwersa ng grabidad sa kanyang iba't-ibang - ang puwersa ng grabidad) na umiiral dahil sa ang impluwensiya ng gravitational field na nakapalibot anumang katawan sa pagkakaroon ng mass. Ang pag-aaral na patlang ng grabitasyon ay hindi pa tapos. Hanapin ang pinagmulan ng mga patlang ay hindi pa posible.

Ang isang mas malaking bilang ng mga puwersa arises mula sa electromagnetic pakikipag-ugnayan ng mga atomo na bumubuo sa mga sangkap.

presyon ng puwersa

Kapag reacting sa katawan Daigdig ito exerts presyon sa ibabaw. Ang presyon ng puwersa, ang formula ay ng form: P = mg, na tinukoy ng katawan mass (m). Acceleration ng grabidad (g) ay may iba't ibang mga halaga sa iba't ibang latitude ng Earth.

Ang lakas ng vertical presyon ay katumbas sa magnitude at tapat sa direksyon nababanat lakas na nagmumula sa suporta. Formula pwersa sa gayon ay nag-iiba sa mga paggalaw ng katawan.

Mga pagbabago sa timbang sa katawan

pagkilos ng katawan sa suporta dahil sa ang pakikipag-ugnayan sa Daigdig mas madalas na tinutukoy bilang ang bigat ng katawan. Nang kawili-wili, ang halaga ng timbang ng katawan ay depende sa acceleration ng paggalaw sa vertical direksyon. Sa kaso kung saan ang direksyon kabaligtaran sa acceleration mga libreng acceleration pagkahulog, makakuha ng timbang ay nangyayari. Kung acceleration ng katawan ay kasabay ng direksyon ng gravity, ang bigat ng katawan nabawasan. Halimbawa, habang sa isang elevator, sa simula ng pagbawi ng isang tao nararamdaman ang bigat ng nakuha ng ilang panahon. Nagtalo na ang masa nito ay nagbabago, ito ay hindi kinakailangan. Kasabay nito ibahagi namin ang konsepto ng "katawan timbang" at "mass".

nababanat na puwersa

Kapag ang hugis ng katawan pagbabago (pagpapapangit) doon ay isang puwersa na may gawi na ibalik ang katawan sa kanyang orihinal na hugis. Ang lakas na ito ay ibinigay ang pangalan na "nababanat na puwersa". Ito arises dahil sa mga electric pakikipag-ugnayan ng mga particle na bumubuo sa katawan.

Isaalang-alang ang isang simpleng strain: tensyon at compression. Lumalawak ay sinamahan ng isang pagtaas sa ang linear na sukat ng katawan, compression - pagbabawas ng mga ito. Dami characterizing ang mga proseso na tinatawag na katawan pagpahaba. Magpakilala sa kanyang "x". Formula nababanat lakas ay direktang may kaugnayan sa pagpahaba. Ang bawat katawan na dumaranas ng pagpapapangit ay may sarili nitong heometriko at pisikal na mga parameter. Ang pagtitiwala ng nababanat pagpapapangit paglaban ng katawan at ang mga katangian ng materyal mula sa kung saan ito ay ginawa ay natutukoy sa pamamagitan ng nababanat koepisyent ay tinatawag na ang kanyang kawalang-kilos (k).

Mathematical modelo ng elastic na pakikipag-ugnayan ay inilalarawan sa pamamagitan ng Hooke ng batas.

Force na binuo ng pagpapapangit ng katawan, ay nakadirekta laban sa direksyon ng pag-aalis ng mga indibidwal na mga bahagi ng katawan ay direkta proporsyonal sa kanyang pagpahaba:

• F _y = -kx (sa vector notation).

Ang pag-sign "-" ay nagpapahiwatig ng kabaligtaran direksyon ng pagpapapangit at lakas.

Sa skeilar form, ang mga negatibong pag-sign ay absent. Ang nababanat na puwersa, isang formula na kung saan ay may mga sumusunod na form F _y = kx, ay ginagamit lamang sa panahon ng nababanat pagpapapangit.

Ang pakikipag-ugnayan ng magnetic field na may kasalukuyang

Ang epekto ng magnetic field sa isang direktang kasalukuyang ay inilalarawan sa pamamagitan ng batas Ampere. Ang lakas na kung saan ang magnetic field na gawain sa isang kasalukuyang-dala konduktor na inilagay sa loob nito, na tinatawag na Ampere force.

Pakikipag-ugnayan ng magnetic field na may isang paglipat ng electric charge ay nagiging sanhi ng puwersa paghahayag. ni Ampere formula na kung saan ay ang form F = IBlsinα, depende sa magnetic field induction (B), ang aktibong bahagi haba ng konduktor (l), kasalukuyang (I) sa konduktor at ang anggulo sa pagitan ng kasalukuyang direksyon at magnetic induction.

Salamat sa mga pinakabagong pagpapakandili ay maaaring Nagtalo na ang mga magnetic field vector mga kilos ay maaaring magbago kapag umiikot na ang konduktor o kasalukuyang mga pagbabago ng direksyon. Kaliwang kamay panuntunan ay nagbibigay-daan sa iyo upang i-set ang direksyon ng pagkilos. Kung iniwan braso nakaposisyon sa gayon na ang mga magnetic induction vector kasama sa palm, apat na mga daliri ay nakadirekta kasalukuyang sa konduktor, at pagkatapos ay baluktot sa pamamagitan ng 90 ^° thumb ay ipahiwatig ang direksyon ng magnetic field.

Ang paggamit ng ganitong impluwensiya sa sangkatauhan natagpuan, halimbawa, sa electric Motors. Pag-ikot ng rotor na sanhi ng magnetic field na nilikha ng isang malakas na electromagnet. lakas formula ay nagbibigay ng indikasyon ng ang posibilidad ng pagbabago ng engine kapangyarihan. Sa pamamagitan ng isang pagtaas sa ang amperahe o magnitude sa parang torque pagtaas, na humahantong sa isang pagtaas sa engine kapangyarihan.

Ang maliit na butil trajectories

Pakikipag-ugnayan ng magnetic field na may isang pagsingil malawakang ginagamit sa mass-spectrographs sa pag-aaral ng elementary particles.

Action sa larangan na ito nagiging sanhi ng puwersa, na tinatawag na Lorentz lakas. Kapag injected papunta sa magnetic field ng paggalaw na may isang tiyak na bilis ng sisingilin tipik Lorentz lakas, isang formula na kung saan ay ang form F = vBqsinα, nagiging sanhi ng paggalaw ng mga particle sa kahabaan ng circumference.

Sa matematikal na modelo ng v - module na butil bilis, electrical charge na - q, - magnetic field induction, α - anggulo sa pagitan ng bilis at ang magnetic induction.

Isang particle gumagalaw sa isang lupon (o isang Arc ng isang bilog), dahil ang lakas at bilis ay nakadirekta sa isang anggulo ng 90 ^° sa bawat isa. Ang pagbabago ng direksyon ng linear bilis nagiging sanhi ng acceleration.

Kaliwang kamay panuntunan, tinalakay sa itaas, ay nangyayari sa mga pag-aaral ng Lorentz lakas, kung iniwan braso nakaposisyon sa gayon na ang mga magnetic induction vector kasama sa palm, apat na mga daliri ng pagpapalawig sa isang line ay naipadala sa ang bilis ng isang positibong sisingilin particle, at pagkatapos ay baluktot sa pamamagitan ng 90 ^° thumb ay nagpapakita ng mga direksyon ng lakas.

problema plasma

Ang pakikipag-ugnayan ng magnetic field at ang mga sangkap na ginagamit sa cyclotrons. Ang mga problema na kaugnay sa mga laboratoryo pag-aaral ng plasma huwag payagan ang upang panatilihin ang kanyang sa closed vessels. Lubos na magkaroon ng ion gas ay maaaring umiiral lamang sa mataas na temperatura. Panatilihin ang plasma sa isang solong puwang lokasyon ay posible sa pamamagitan ng magnetic field, ang umiikot na gas upang bumuo ng isang ring. Kinokontrol termonuklear Reaksyon maaaring pinag-aralan tulad ng isang mataas na temperatura plasma spinning cord sa pamamagitan ng magnetic field.

Ang isang halimbawa ng magnetic field sa Vivo upang magkaroon ng ion gas - Aurora. Ito marilag na paningin ay na-obserbahan sa Arctic Circle sa taas na 100 km sa itaas ng ibabaw ng earth. Mahiwagang makulay na kumikinang na gas ay maaaring ipinaliwanag lamang sa ikadalawampu siglo. magnetic field ng Earth na malapit sa mga pole ay hindi maaaring maiwasan ang pagtagos ng solar wind sa kapaligiran. Ang pinaka-aktibong radiation ay nakadirekta sa kahabaan ng linya ng magnetic induction, na nagiging sanhi ionization ng kapaligiran.

Phenomena kaugnay na singilin motion

Ayon sa kasaysayan, ang pangunahing dami characterizing ang kasalukuyang daloy sa konduktor, na tinatawag na kasalukuyang. Nang kawili-wili, konsepto na ito ay walang kinalaman sa dahas ay hindi pisika. Amperahe, ang formula na kung saan ay binubuo ng mga bayad na dumadaloy bawat yunit ng oras sa pamamagitan ng krus seksyon ng konduktor, ay ang form na ito:

• Ako = q / t, kung saan t - time na daloy ng bayad q.

Sa katunayan, ang kasalukuyang lakas - ang halaga na walang bayad. Ang yunit ng pagsukat na ito ay Ampere (A), hindi tulad ng N.

Pagpapasiya ng trabaho na puwersa

Isang puwersa sa mga materyal ay sinamahan ng ang pagganap ng trabaho. Work force - pisikal na dami na ay ayon sa bilang katumbas ng produkto ng puwersa beses distance manlalakbay ilalim ng impluwensiya nito, at ang cosine ng anggulo sa pagitan ng mga direksyon ng mga puwersa at pag-aalis.

Pinapaboran nagtatrabaho puwersa, ang formula ay ng form A = FScosα, kasama ang halaga ng lakas.

Ang aksyon ng katawan ay sinamahan ng isang pagbabago sa bilis ng isang katawan o pagpapapangit, na nagpapahiwatig ng isang sabay-sabay na pagbabago sa enerhiya. Ang trabaho na puwersa ay direktang nakasalalay sa ang laki.