Trimiterea muncii tale bune la baza de cunoștințe este ușoară. Utilizați formularul de mai jos
Elevii, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și activitatea lor vor fi foarte recunoscători.
Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse
Stat federal autonom de învățământ
instituția de învățământ superior
"Universitatea Națională de Cercetare Tomsk Politehnică"
Direcția de formare: mechatronică și robotică
Scaun: Sisteme integrate de control al computerului
Finalizat: Sergeev A.S.
A luat: profesor asistent. EF Kravchenko NS
Realizările moderne în fizica energiei înalte întăresc din ce în ce mai mult ideea că diversitatea proprietăților Naturii se datorează interacțiunii particulelor elementare. Se pare că este imposibil să se dea o definiție informală a unei particule elementare, deoarece vorbim despre cele mai importante elemente ale materiei. La nivel calitativ, putem spune că particulele elementare adevărate sunt obiecte fizice care nu au părți constitutive.
Evident, problema naturii elementare a obiectelor fizice este în primul rând o întrebare experimentală. De exemplu, sa stabilit experimental că moleculele, atomii și nucleele atomice au o structură internă care indică prezența părților componente. Prin urmare, ele nu pot fi considerate particule elementare. Este relativ recent descoperit că astfel de particule precum mezonii și baryonii au și o structură internă și, prin urmare, nu sunt elementare. În același timp, structura internă a unui electron nu a fost niciodată observată și, prin urmare, poate fi atribuită particulelor elementare. Un alt exemplu de particulă elementară este un foton de lumină.
Datele experimentale moderne indică faptul că există doar patru tipuri de interacțiuni calitativ diferite în care participă particulele elementare. Aceste interacțiuni se numesc fundamentale, adică cele mai elementare, inițiale, primare. Dacă luăm în considerare diversitatea proprietăților lumii din jurul nostru, pare destul de surprinzător că în Natura există doar patru interacțiuni fundamentale responsabile pentru toate fenomenele naturii.
Pe lângă diferențele calitative, interacțiunile fundamentale diferă cantitativ din punctul de vedere al forței impactului, care se caracterizează prin intensitatea termenului. Pe măsură ce crește intensitatea, interacțiunile fundamentale sunt aranjate în ordinea următoare: gravitațional, slab, electromagnetic și puternic. Fiecare dintre aceste interacțiuni este caracterizată de un parametru adecvat, numit constanta de cuplare, a cărui valoare numerică determină intensitatea interacțiunii.
Cum obiectele fizice realizează interacțiuni fundamentale între ele? La un nivel calitativ, răspunsul la această întrebare este după cum urmează. Interacțiunile fundamentale sunt purtate de quanta.
În domeniul cuantic, interacțiunile fundamentale corespund particulelor elementare corespunzătoare, numite particule elementare, purtătorii interacțiunilor. În procesul de interacțiune, un obiect fizic emite particule - purtătoare de interacțiune care sunt absorbite de un alt obiect fizic. Acest lucru duce la faptul că obiectele par să se simtă reciproc, energia lor, caracterul mișcării, schimbarea de stat, adică, ele se confruntă cu influență reciprocă.
În fizica modernă de energie înaltă, ideea combinării interacțiunilor fundamentale devine din ce în ce mai importantă. Conform ideii de unificare, în natură există doar o singură interacțiune fundamentală care se manifestă în situații specifice ca gravitaționale, fie slabe, fie electromagnetice, fie puternice, fie ca o combinație a acestora. Implementarea cu succes a ideilor asociației a fost crearea unei teorii unificate deja standardizate a interacțiunilor electromagnetice și slabe. Există eforturi pentru a dezvolta o teorie unificată a interacțiunilor electromagnetice, slabe și puternice, numită teoria unei mari unificări. Se încearcă să se găsească principiul combinării celor patru interacțiuni fundamentale.
Viteza corpului față de Pământ se schimbă atunci când alte corpuri acționează asupra lui. De exemplu:
Omul, când împinge căruciorul, îl conduce. În acest caz, viteza căruciorului se va schimba sub influența forței mâinii umane.
Să luăm în considerare un alt exemplu:
Atunci când mâna interacționează cu mingea, observăm că bobinele primăverii încep să se miște și contractele de primăvară. Lăsând-o, vom vedea cum izvorul, îndreptarea, pune mingea în mișcare. La început mana umană era corpul care acționa aici. Apoi a fost izvorul.
În toate exemplele de mai sus, cauza schimbării vitezei corpului a fost acțiunea exercitată asupra acesteia de alte organisme. Măsura acestei acțiuni este o cantitate fizică vectorală numită forță.
Forța este o cantitate vectorică, ca și alte cantități vectoriale. Forța este caracterizată nu numai prin valoare numerică, ci și prin direcția ei.
Forța este de obicei indicată prin litera F.
Dacă forța asupra corpului nu este aplicată (F = 0), înseamnă că nu există nicio acțiune asupra ei și, prin urmare, viteza unui astfel de corp față de Pământ nu se schimbă. Dacă, dimpotrivă, forța F # 63; 0, atunci corpul are o anumită influență și viteza sa se schimbă. În acest caz, cu cât este mai mare forța F, cu atât mai mare este viteza corpului față de Pământ.
Unitatea de forță în SI este Newton. H este o forță care schimbă viteza unui corp 1 kilogram pe 1 m / s în 1 secundă. Această unitate este numită după marele om de știință I. Newton.
Luați în considerare forțele cele mai renumite.
De obicei, nu numai unul, ci mai multe organisme înconjurătoare acționează asupra oricărui corp în mișcare.
De exemplu: Când corpul cade, nu numai Pământul acționează asupra lui, ci și aerul.
Atunci când mai multe organisme acționează într-un punct material, acțiunea lor comună este caracterizată de o forță rezultantă.
Pentru a găsi forța rezultantă, există mai multe reguli.
1) Dacă două forțe F (1) și F (2) sunt aplicate corpului, direcționate de-a lungul unei linii drepte într-o direcție, atunci rezultatul lor F se găsește prin formula
În acest caz, direcția forței rezultante coincide cu direcția forțelor aplicate
2) Dacă două forțe F (1) și F (2) sunt aplicate corpului, direcționate de-a lungul unei linii drepte în direcții opuse, atunci pentru F
F (1)> F (2) rezultatul lor F se găsește prin formula
Direcția forței rezultante în acest caz coincide cu direcția celei mai mari forțe aplicate. Dacă, în plus, F (1) = F (2), atunci rezultatul lor F este zero. În acest caz, corpul de odihnă va rămâne în repaus, iar corpul în mișcare va efectua o mișcare uniformă și rectilinie cu viteza pe care o are.
Aproximativ două forțe, egale în mărime și îndreptate de-a lungul unei linii drepte în direcții opuse, spun că se echilibrează sau se compensează reciproc. Rezultatul F al acestor forțe este întotdeauna zero și, prin urmare, viteza corpului nu se poate schimba.
Pentru a schimba viteza corpului față de Pământ, este necesar ca rezultatul tuturor forțelor aplicate corpului să fie nenulos. În cazul în care corpul se mișcă în direcția forței rezultante, viteza sa crește; când se deplasează în direcția opusă, viteza corpului scade.
De ce corpul este aruncat în direcția orizontală în câteva secunde pe teren?
De ce cad corpul eliberat din mâini?
Pentru aceste fenomene, un motiv este atracția Pământului.
Forța gravitațională a Pământului se numește gravitație. Gravitatea este direcționată vertical în jos. Când corpul sub acțiunea gravitației de pe Pământ cade, acesta este afectat nu numai de Pământ, ci și de alte influențe. În acele cazuri în care forța de rezistență la aer este neglijabil mică în comparație cu forța gravitațională, căderea corpului este numită liberă.
Pentru a determina forța gravitației, trebuie să multiplicăm masa acestui corp prin accelerarea gravitației:
Din această formulă rezultă că g = F (T) / m. Dar F (T) este măsurat în newtoni și m - în kilograme. Prin urmare, valoarea lui g poate fi măsurată în Newton per kilogram:
g = 9,8 N / kg 10 N / kg.
Cu o altitudine crescătoare deasupra Pământului, accelerarea scăderii libere scade treptat. Reducerea accelerației căderii libere înseamnă că gravitatea scade, de asemenea, cu o altitudine crescătoare deasupra Pământului. Cu cât este mai mult corpul de pe Pământ, cu atît mai slab îl atrage.
Pe toate trupurile care se află în apropierea Pământului, acționează atracția sa. Sub acțiunea gravitației, picături de ploaie, fulgi de zăpadă, cad pe Pământ.
Dar când picăturile se află pe acoperiș, el atrage Pământul, dar nu trece și nu cădea prin acoperiș, ci rămâne singur. Ce îi împiedică să cadă? Acoperișul. Acționează pe picături cu o forță egală cu forța gravitației, dar direcționată în direcția opusă.
Să luăm în considerare un exemplu. O placă este așezată pe două piedestaluri. Dacă corpul este așezat pe mijloc, atunci sub acțiunea gravitației corpul va începe să forțeze bordul, dar după câteva minute se va opri. În acest caz, forța de gravitație devine o forță echilibrată care acționează asupra corpului dinspre partea laterală a plăcii curbate și direcționată vertical în sus. Această forță se numește forța elasticității.
Forța de elasticitate apare când este deformată. Deformarea este o modificare a formei sau dimensiunii corpului. Un tip de deformare este îndoit. Cu cât se sprijină mai mult sprijinul, cu atât este mai mare forța elastică care acționează pe partea laterală a acestui suport pe corp. Înainte ca corpul (greutatea) să fie așezat pe masă, această forță a fost absentă. Odată cu deplasarea greutăților, care și-au înălțat din ce în ce mai mult sprijinul, intensitatea elasticității a crescut și ea. În momentul opririi greutății, forța elastică a atins gravitația, iar rezultatul lor a devenit egal cu zero.
Dacă un obiect de lumină este așezat pe suport, atunci deformarea acestuia poate fi atât de nesemnificativă încât nu vom observa schimbarea formei suportului. Dar deformarea va fi în continuare! Și împreună cu ea va acționa și forța elasticității, împiedicând căderea corpului care se află pe acest suport. În astfel de cazuri (când deformarea corpului este imperceptibilă și dimensiunea suportului poate fi neglijată), forța de elasticitate se numește forța de reacție a suportului.
Dacă folosiți orice suspensie (fir, frânghie, sârmă, tija etc.) în loc de suport, atunci obiectul atașat la acesta poate fi de asemenea menținut în repaus. Forța de gravitate va fi, de asemenea, echilibrată de o forță de elasticitate îndreptată opus. Forța de elasticitate în acest caz apare datorită faptului că suspensia sub acțiunea încărcăturii atașate la ea este întinsă. Întinderea este un alt fel de deformare.
O contribuție importantă a fost făcută studiului rezistenței elasticității de către omul de știință R. Hooke. Legea lui Hooke citește:
Rezistența elasticității. care apare atunci când corpul este întins sau comprimat, este proporțional cu alungirea sa.
Dacă alungirea corpului, adică schimbați lungimea lui, indicați-o cu x și forța elastică de către F (ypn), după care, conform legii lui Hooke, putem da următoarea formă matematică:
unde k este coeficientul de proporționalitate, numit rigiditatea corpului. Fiecare corp are o rigiditate proprie. Cu cât rigiditatea corpului (arcuri, fire, tije etc.) este mai mare, cu atât mai puțin își schimbă lungimea sub acțiunea unei forțe date.
Unitatea de rigiditate în SI este Newton pe metru (1 N / m).
În mod constant spunem: "cântărește 50 de kilograme" etc. Dar nu știm că facem o greșeală. Masa este o măsură a inerției corpului, a modului în care corpul reacționează la impactul aplicat asupra acestuia sau însuși acționează asupra altor corpuri. Și greutatea corporală este forța cu care corpul acționează pe un suport orizontal sau pe o suspensie verticală sub influența atracției Pământului.
Masa este măsurată în kilograme și greutatea corpului, ca orice altă forță în newtoni. Greutatea corporală are o direcție, ca orice forță, și este o valoare vectorială. Și masa nu are nici o direcție și este o cantitate scalară.
Greutatea unui corp, precum și gravitatea, sunt îndreptate în jos.
Greutatea corporală este de obicei indicată prin litera P.
Formula pentru greutatea corporală în fizică este scrisă după cum urmează:
unde m este masa corpului
Dar, în ciuda coincidenței cu formula și direcția gravitației, există o diferență gravă între greutate și greutatea corporală. Forța gravitațională este aplicată corpului, adică, aproximativ vorbind, este pune presiune asupra corpului, iar greutatea corporală este aplicată pe suport sau suspendare, adică, există deja un prese de corp pe suspensie sau de sprijin.
Dar natura existenței gravitației și a greutății corporale este aceeași atracție a Pământului. Strict vorbind, greutatea corporală este o consecință a gravitației aplicate corpului. Și, ca și gravitatea, greutatea corporală scade cu înălțimea în creștere.
Dacă încercați să mutați dulapul de la locul său, asigurați-vă imediat că nu este atât de ușor de făcut. Mișcarea lui va interfera cu interacțiunea picioarelor cu podeaua pe care se află.
Interacțiunea care are loc la punctul de contact între corpuri și previne mișcarea lor relativă se numește frecare. și forța care caracterizează această interacțiune este forța de frecare.
Există trei tipuri de frecare: frecare de odihnă, frecare alunecătoare și frecare de rulare.
1) Frecarea de odihnă. Puneți corpul pe un plan înclinat. La un unghi mic de înclinare a planului, corpul poate rămâne în poziție. Ce îi va împiedica să se alunece? Frecarea restului. Forța de frecare a odihnei poate fi oricare.
Se schimbă cu o forță care tinde să-și miște corpul de la locul său. Dar pentru oricare două corpuri interacționate, are o valoare maximă, mai mult decât poate să nu fie.
Aplicând corpului o forță care depășește forța maximă de fricțiune de odihnă, o vom muta din locul ei și corpul va începe să se miște. Frecarea de odihnă este înlocuită de frecare alunecoasă. forța de frecare
2) Frecarea de alunecare. Din cauza opririi treptate a saniei? Din cauza frecarii culisante. Forța de frecare alunecătoare este întotdeauna îndreptată în direcția opusă direcției de mișcare a corpului.
3) Frecarea de rulare. Dacă corpul nu alunecă peste suprafața unui alt corp, ci ca o rolă sau un cilindru, atunci frecare care are loc în punctul de contact se numește frecare de rulare.
Roata de rulare este presată într-o oarecare măsură în carosabil și, prin urmare, există întotdeauna un colț mic înaintea ei, care trebuie depășit. Exact datorită faptului că roata de rulare trebuie să urce în mod constant bomba din fața acesteia și că fricțiunea de rulare este cauzată. În același timp, drumul este mai greu, frecarea rulourilor este mai mică.
Deci, am făcut o trecere în revistă a celor mai cunoscute forțe. Descriu pe scurt fiecare dintre forțe, considerate exemple din viață.
Să rezumăm sub forma unui tabel:
Mișcarea corpului de-a lungul unei orbite eliptice în jurul planetei. Mișcarea corpului sub acțiunea gravitației în plan vertical, într-un mediu cu rezistență. Aplicarea legilor de mișcare a unui organism sub acțiunea gravitației, ținând cont de rezistența mediului în balistică.
Analiza dependenței greutății corporale de accelerarea suportului pe care se află, schimbările în poziția reciprocă a particulelor corpului asociate cu deplasarea lor relativ una față de cealaltă. Studiul principalelor tipuri de deformări: torsiune, forfecare, îndoire, întindere și comprimare.
Studiul conceptului de "greutate corporală" - forța cu care acest organism acționează asupra suportului sau a suspensiei, datorită acțiunii gravitației asupra acestuia. Desemnarea și direcția greutății corporale. Caracteristicile principiului funcționării și tipurile de dinamometre - instrumente pentru măsurarea forței (greutate).
Forțele gravitaționale, electromagnetice și nucleare. Interacțiunea dintre particulele elementare. Conceptul de gravitate și gravitate. Determinarea forței elastice și a principalelor tipuri de deformări. Caracteristicile forțelor de frecare și a forțelor de repaus. Manifestările de fricțiune în natură și în inginerie.
Mișcarea mecanică. Relativitatea mișcării. Interacțiunea corpurilor. Forța. Legea a doua a lui Newton. Impulsul corpului. Legea conservării impulsului în natură și tehnologie. Legea gravitației universale. Gravity. Greutatea corporală. Imponderabilitate.
Fenomenul de gravitate și masa corpului, atracția gravitațională a Pământului. Măsurarea masei cu ajutorul greutății pârghiei. Istoria descoperirii "Legii gravitației universale", formularea acesteia și limitele aplicabilității. Calcularea gravitației și accelerarea gravitației.
Înregistrarea celei de-a doua lege a lui Newton în formă vectorică și scalară. Determinarea căii corpului la o oprire la o anumită viteză inițială. Calculul timpului de mișcare al unui corp dat, dacă sub acțiunea unei forțe egale cu 149 N, corpul a trecut o cale egală cu 200 m.
Diferența dintre greutate și greutate. Moment de inerție în jurul axei de rotație. Ecuația momentelor pentru un punct material. Absolut solid. Condiții de echilibru, inerție în natură. Mecanica mișcării de translație și rotație în raport cu axa fixă.
Esența legii de determinare a forței de fricțiune maximă de odihnă. Dependența modulului de forță de alunecare la viteza relativă a corpurilor. Reducerea forței de frecare prin alunecarea corpului cu un lubrifiant. Fenomenul de reducere a forței de frecare atunci când are loc alunecarea.
Legile mișcării planetelor lui Kepler, caracteristica lor scurtă. Istoria descoperirii legii gravitației universale de către I. Newton. Încercările de a crea un model al universului. Mișcarea corpurilor sub acțiunea gravitației. Forțele gravitaționale de atracție. Sateliți artificiali ai Pământului.
Lucrările din arhive sunt concepute frumos în conformitate cu cerințele universităților și conțin desene, diagrame, formule etc.
Fișierele PPT, PPTX și PDF sunt prezentate numai în arhive.
Vă recomandăm să descărcați lucrarea.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: