Введение сил    

    Силы

    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.

    Гравитационная сила

    Гравитационная сила

    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.

    Сила трения

    Сила трения

    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. 

    Контактные и бесконтактные   силы 

     НатяжениеПримерами 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.
    Сила отталкиванияВажно 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.

Copyright © 2011-2014  globalphysics.ru
All Rights Reserved