может в ближайшее время заменить устаревший платиново-иридиевый... »»»
получены изображения высокого разрешения Солнца с космической обсерватории Solar Dynamics Observatory... »»»
биография Альберта Эйнштейна - величайшего физика создавшего "Общую теорию относительности"... »»»
история создания, развития и будущее популярного оптического прибора... »»»
Если кто-нибудь описывает объект, говоря: «Он красный», то мы могли бы подобрать много разнообразных объектов, отвечающих этому описанию, например: красные почтовый ящик, автобус, роза, шарф, платье, шар и т. д. Если же описание расширено до «он красный и круглый», вы, вероятно, представите себе красный шар, яблоко или помидор. Вы не можете точно сказать, что это за предмет, пока не получите некоторую добавочную информацию, описывающую его более подробно. Представим себе, что теперь он описан как «красный, круглый и съедобный», в этом случае вы скорее всего выберете яблоко или помидор из тех предметов, которые уже упомянуты, но вы можете подумать и о чем-нибудь другом. А теперь представьте, что вам дали яблоко и спросили: «Что это?» Ответ прост: «Это — яблоко». Вы видели, ощущали и пробовали яблоко и инстинктивно знаете, что это такое. Если кому-либо дать подробное описание яблока, то он сможет представить, на что похоже яблоко и каков его вкус. Но подумайте, насколько трудно было бы описать, что такое яблоко, тому, кто никогда не видел и не пробовал его. Ни одно устное описание яблока никогда не сможет точно передать его качеств. Самое лучшее — дать яблоко человеку и таким образом раскрыть все!
Теперь подумайте о «силе». Что это такое? Никто не видел, не пробовал и не ощущал силу, хотя вы, конечно, могли ощущать или видеть проявления силы. Ваш учитель не может открыть ящик и вытащить «силу», чтобы вы могли увидеть ее и прикоснуться к ней. Как же понятие «сила» может быть объяснено всему классу, чтобы вы все представили себе одно и то же? Это возможно лишь сделать, описав то, что происходит, когда «сила» приложена к какому-нибудь реальному объекту. Описание должно быть очень ясным, чтобы каждый из вас придал одно и то же значение этому термину. Понятие силы весьма трудно, но им можно овладеть, потому что силы проявляют себя повсюду, и это понятие используется в различных областях физики.
Падение шара от уровня глаз может рассматриваться как движение с возрастающей скоростью, т. е. с ускорением до тех пор, пока шар не ударится о землю. Как же это явление ускорения свободно падающего шара может быть объяснено? Сила, с которой Земля притягивает шар, называется гравитационной силой или силой гравитации. Какое бы мы ни выбрали название, то влияние, которое ответственно за ускорение шара или любого другого объекта, называется силой или, точнее, равнодействующей силой. Сила тяжести является примером силы, действующей на расстоянии, т. е. она действует даже тогда, когда шар не имеет контакта с Землей. Если вы видите ускоряющийся объект (или набирающий скорость, или замедляющийся), вы можете заключить, что на него действует некоторая равнодействующая сила. Кроме того, вы можете сделать вывод о том, что эта равнодействующая сила действует в направлении движения объекта, когда он набирает скорость, и в противоположном направлении, когда он замедляется. На этом этапе кажется соблазнительным предположить, что движение любого объекта происходит под действием равнодействующей силы. Однако это было бы совершенно неправильным. Объект может двигаться с неизменной скоростью (постоянная скорость по прямой линии), и это происходит в том случае, когда не существует силы, действующей на него, или когда результирующая всех сил, действующих на объект, равна нулю. Если же к объекту приложена какая-либо неуравновешенная сила, то он должен ускоряться, замедляться или изменять направление своего движения. Если объект не ускоряется и не замедляется, а продолжает двигаться по прямой линии, тогда не может быть никакой отличной от нуля результирующей силы, которая бы действовала на него. Для того чтобы ускорить какое-либо тело из состояния покоя, необходима неуравновешенная сила, при этом увеличение скорости будет происходить до тех пор, пока эта сила приложена к телу. Вместе с тем, когда сила перестанет действовать на тело, оно будет двигаться с постоянной скоростью, которую имело в момент прекращения действия силы.
В реальной жизни скорость объекта, который движется по горизонтальной поверхности, не остается постоянной после прекращения действия ускоряющей силы. Объект замедляет движение и постепенно останавливается. Замедление объясняется действием силы трения между объектом и поверхностью, по которой он передвигается. Сила трения всегда действует в направлении, противоположном движению объекта по поверхности, и является примером контактной силы.
Примерами контактных сил являются силы трения, силы реакции опоры, натяжения и силы, возникающие при столкновении. Дистанционные силы (бесконтактные силы) включают гравитационные силы притяжения между двумя телами, электрические силы притяжения (или отталкивания) между двумя наэлектризованными объектами и магнитные силы притяжения (или отталкивания) между двумя намагниченными объектами или намагниченным объектом и магнитным материалом. Вообще дистанционные силы:
а) равны и противоположно направлены;
б) зависят от расстояния между двумя «объектами»;
в) зависят от среды между двумя «объектами» для электрических и магнитных сил и не зависят от среды для гравитационных сил.
Важно помнить, что движение тела само по себе не является доказательством того, что на тело действует сила. Только ускорение, замедление или изменение направления движения свидетельствует о наличии действующей на тело силы. Таким образом, сила — это то, что изменяет скорость тела. Когда на тело действуют две или больше сил таким образом, что результат их действия взаимоуничтожается, мы говорим, что результирующая сила или равнодействующая всех сил равна нулю. Если отсутствует изменение в скорости объекта (т. е. нет ускорения), то нет действия результирующей силы. Это означает, что объект находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.