Formula kræfter. Styrken - formel (Physics)

Ordet "magt" er så gennemgribende, at give ham et klart koncept - en opgave næsten umulig. Variety af muskel styrke til styrke i sindet dækker ikke hele spektret af indlejret i hans ideer. Styrken, betragtes som en fysisk størrelse, der har en klart defineret betydning og definition. Formlen definerer en matematisk model af magt: kraft versus de store parametre.

Historien om forskning styrke omfatter definitionen afhængigt af de parametre og eksperimentelle bevis for afhængighed.

Styrke i fysik

Styrken - et mål for samspillet mellem organer. Gensidige action organer på hinanden fuldstændigt beskriver processer forbundet med ændringer i hastighed eller deformation af de organer.

Som den fysiske størrelse har en kraftenhed (i SI-systemet - Newton) og indretningen til måling heraf - dynamometer. Dynamometer virkemåde er baseret på sammenligning af den kraft, der virker på kroppen med den elastiske kraft fra fjederen dynamometer.

For kraft på 1 newton kraft vedtages, under indflydelse af en legemsvægt på 1 kg skifter hastighed på 1 m i 1 sekund.

Styrke som en vektorstørrelse defineret ved:

• aktionsretning;
• anvendelsesstedet;
• modul, en absolut værdi.

Beskriver interaktionen nødvendigvis disse parametre.

Typer af naturlige interaktioner: gravitations, elektromagnetiske, stærke, svage. Gravitationel kraft (kraft af tyngdekraften med sine mange forskellige - tyngdekraften) eksisterer på grund af påvirkning af gravitationsfelter omgiver ethvert organ, der har masse. Undersøgelsen område gravitation er ikke færdig endnu. Find kilden til feltet er endnu ikke muligt.

Et større antal kræfter skyldes elektromagnetisk vekselvirkning af atomerne, der udgør stoffet.

trykkraft

Ved omsætning med Jorden krop det udøver et tryk på overfladen. Kraften tryk, formlen er af formen: P = mg, defineret ved body mass (m). Tyngdeaccelerationen (g) har forskellige værdier på forskellige breddegrader på Jorden.

Styrken af den lodrette tryk er ens i størrelse og modsat i retning elastiske kraft opstår i bæreren. Formel kræfter varierer således med bevægelsen af kroppen.

Ændringer i kropsvægt

handling af kroppen på bæreren som følge af interaktion med jorden mere hyppigt som vægten af kroppen. Interessant, værdien af kropsvægten afhænger af accelerationen af bevægelse i den vertikale retning. I det tilfælde hvor retningen modsat fremskyndelse af frit fald acceleration, vægtøgning forekommer. Hvis legemets acceleration falder sammen med retningen af tyngdekraften, kropsvægten reduceret. For eksempel, mens i en elevator, i begyndelsen af inddrivelsen en person føler den vægtforøgelse i nogen tid. Hævdede, at dens masse er under forandring, er det ikke nødvendigt. Samtidig deler vi begrebet "kropsvægt" og "masse".

elastisk kraft

Når kroppen formændring (deformation) der er en kraft, der har tendens til at vende tilbage kroppen til sin oprindelige form. Denne kraft fik navnet "elastisk kraft". Det opstår på grund af den elektriske vekselvirkning af de partikler, der udgør kroppen.

Overvej en simpel belastning: spænding og kompression. Strækning ledsaget af en stigning i de lineære dimensioner af organer, kompression - reducere dem. Størrelse, der karakteriserer de processer kaldes organ forlængelse. Betegne sin "x". Formel elastisk kraft er direkte relateret til forlængelse. Hver krop undergår deformation har sine egne geometriske og fysiske parametre. Afhængigheden af den elastiske deformation modstand af legemet og egenskaberne af det materiale, hvoraf den er fremstillet, bestemmes af den elastiske koefficient kaldes dens stivhed (k).

Matematisk model af elastisk interaktion er beskrevet af Hookes lov.

Kraft frembragt ved deformation af legemet, er rettet mod forskydningsretningen af de enkelte dele af kroppen er direkte proportional med dens forlængelse:

• F _y = -kx (i vektor notation).

Tegnet "-" angiver den modsatte retning af deformation og styrke.

I skalar form den negativt fortegn er fraværende. Det elastiske kraft, en formel, som har følgende form F _y = kx, anvendes kun under elastisk deformation.

Interaktionen af magnetfeltet med strøm

Effekten af magnetfeltet på en jævnstrøm er beskrevet af den Ampere loven. Den kraft, hvormed de magnetiske virker på en strømførende leder placeret i det, kaldet Ampere kraft.

Interaktion af magnetfelter med en bevægende elektrisk ladning forårsager en kraft manifestation. Amperes formel der har form F = IBlsinα, afhænger af den magnetiske induktion felt (B), den aktive del lederens længde (l), strøm (I) i lederen og vinklen mellem strømretningen og magnetisk induktion.

Takket være den nyeste afhængighed kan argumenteres, at magnetfeltet vektor handlinger kan ændre sig ved drejning af lederen eller aktuelle ændringer retning. Venstre hånd regel kan du indstille retningen af handling. Hvis venstre arm placeret således, at den magnetiske induktion vektor inkluderet i håndfladen, blev fire fingre rettet strøm i lederen, derefter bøjet 90 ^° tommelfinger vil angive retningen af det magnetiske felt.

Brugen af denne indflydelse menneskeheden fundet, for eksempel i elektriske motorer. Rotation af rotoren forårsaget af det magnetiske felt skabt af en kraftig elektromagnet. styrke formel giver en indikation af muligheden for skift af motorkraft. Med en stigning i strømstyrke eller størrelsen af feltet drejningsmoment stiger, hvilket fører til en stigning i motorkraft.

Banerne partikel

Interaktion af magnetfelter med en ladning udbredt i masse-spektrografer i studiet af elementarpartikler.

Indsatsen på dette område forårsager en kraft, kaldet Lorentz kraft. Når det injiceres i magnetfeltet bevæger sig med en vis hastighed af den ladede partikel Lorentz kraft, en formel der har form F = vBqsinα, bevirker bevægelse af partikler langs omkredsen.

I denne matematiske model v - modul partikelhastighed, elektrisk ladning som - q, - magnetisk induktion felt, α - vinklen mellem hastighed og den magnetiske induktion.

En partikel bevæger sig i en cirkel (eller en bue af en cirkel), eftersom kraften og hastigheden er rettet i en vinkel på 90 ^° til hinanden. At ændre retningen af den lineære hastighed forårsager acceleration.

Venstre hånd regel diskuteret ovenfor, forekommer i studiet af Lorentz-kraften, hvis venstre arm placeret således, at den magnetiske induktion vektor inkluderet i håndfladen, fire fingre, der strækker sig i en linje er blevet sendt til hastigheden af en positivt ladet partikel, derefter bøjet 90 ^° tommelfinger viser retningen af kraften.

plasma problemer

Interaktionen af magnetfeltet og de stoffer, der anvendes i cyklotroner. Problemerne i forbindelse med den laboratorieundersøgelse af plasma tillader ikke at holde hende i lukkede beholdere. Meget ioniseret gas kan eksistere kun ved høje temperaturer. Bevarer plasmaet på et enkelt sted rum er mulig ved hjælp af magnetfelter, til spinding gas danner en ring. Kontrollerede termonukleare Reaktioner kan studeres som en højtemperatur-plasma spinding ledning ved hjælp af magnetfelter.

Et eksempel på magnetfeltet in vivo til ioniseret gas - Aurora. Denne majestætiske syn er observeret i polarcirklen i en højde af 100 km over jordens overflade. Mystisk farverige glødende gas kunne forklares kun i det tyvende århundrede. Jordens magnetfelt nær polerne kan ikke forhindre indtrængning af solvinden i atmosfæren. Den mest aktive stråling er rettet i retning af magnetisk induktion, der forårsager ionisering af atmosfæren.

Fænomener relateret til oplade bevægelse

Historisk set er den vigtigste størrelse, der karakteriserer strøm i lederen, kaldet strøm. Interessant, dette koncept er ikke noget at gøre med kraft ikke fysik. Strømstyrke, hvis formel omfatter ladningen strømmer per tidsenhed gennem tværsnittet af lederen, har formen:

• I = q / t, hvor t - tid strømmen af ladning q.

Faktisk er den nuværende styrke - mængden af ladning. Måleenheden er Ampere (A), i modsætning til N.

Bestemmelse af arbejdsstyrken

En kraft på materialet er ledsaget af arbejdets udførelse. Arbejdsstyrken - fysisk mængde, der er numerisk lig med produktet af kraft gange distance under dens indflydelse, og cosinus af vinklen mellem retninger af kraft og forskydning.

Begunstiget arbejder kraft, formlen er af formen A = FScosα, omfatter mængden af kraft.

Virkningen af legemet er ledsaget af en ændring i hastigheden af et legeme eller deformation, hvilket indikerer en samtidig ændring i energi. Arbejdsstyrken er direkte afhængig af størrelsen.