კონცეფცია განმარტებაში ABC

ეველინ მეიტი მარინი | 2022 წლის ივნისი
ინდუსტრიული ინჟინერი, მაგისტრი ფიზიკაში და EdD

სამყაროში ყველა სხეული მუდმივ ურთიერთქმედებაშია და, შედეგად, არსებობს ძალების უსასრულობა, რომლებიც პასუხისმგებელნი არიან ყველა ფიზიკურ და ქიმიურ მოვლენას შორის, რაც არსებობდა: ელემენტების ერთობლიობა არის ურთიერთქმედება და მასში წარმოიქმნება ძალები. ინტერმოლეკულური. ასევე, მაკროსკოპულ დონეზე არის ძალების მტკიცებულება ურთიერთქმედების შედეგად, მაგალითად, პორტფელის ასაწევად, საჭიროა ძალის გამოყენება.

იმისათვის, რომ მთვარე დედამიწის გარშემო შემობრუნდეს, დედამიწამ მასზე უნდა მოახდინოს ძალა, ხოლო დედამიწა და სხვა პლანეტები Მზის სისტემა შეუძლია მზის გარშემო ბრუნა, უნდა არსებობდეს ძალები, რომლებიც ამის საშუალებას იძლევა მოძრაობა. ზემოაღნიშნულიდან, ზოგადად შეიძლება განვასხვავოთ ურთიერთქმედების ორი ტიპი: კონტაქტით და მანძილით.

კონტაქტური ურთიერთქმედება

ეს არის ის, რაც გულისხმობს უშუალო კონტაქტს სხეულებს შორის. საკონტაქტო ძალების რამდენიმე მაგალითია:

ნორმალური რეაქცია (n): არის ძალა, რომელიც წარმოიქმნება, როდესაც სხეული ეყრდნობა ზედაპირს ან ეხება მას. მისი სახელწოდება განპირობებულია იმით, რომ ეს ძალა ყოველთვის მოქმედებს კონტაქტის ტანგენტის სიბრტყის პერპენდიკულურად და მიმართულია ზედაპირიდან სხეულისკენ. ამ ძალის მაგალითები ყოველთვის ჩნდება, როდესაც ადამიანი ბრტყელ ზედაპირზე დგას. ჰორიზონტალური, რადგან მიწა ახორციელებს ზევით ვერტიკალურ ძალას სხეულს დასაყრდენად და დაცემის თავიდან ასაცილებლად. წონის მოქმედება.

დაძაბულობა (T): ამ ტიპის ძალას ახორციელებენ მოქნილი სხეულები (შეიძლება მოხრილი), როგორიცაა თოკები, კაბელები, ზამბარები ან ჯაჭვები და სხვა. ტერმინი დაძაბულობა განპირობებულია იმით, რომ ერთადერთი გზა, რომლის საშუალებითაც შეუძლია მოქნილ ელემენტს, როგორიცაა თოკი ძალა ზიდავს, რადგან თუ ცდილობთ თოკით დაძრას, ის მოხრილდება და ძალა არ გამოიყენება ზოგიერთი. დაძაბულობა წარმოდგენილია კაბელის პარალელურად და ყოველთვის ტოვებს სხეულს, რომელზეც ის მოქმედებს.

ხახუნის ძალა (Ff): ეს არის ძალა, რომელიც წარმოიქმნება ყველა ზედაპირის უხეშობისგან, რომელიც წარმოქმნის წინააღმდეგობას მათ შორის შედარებითი მოძრაობის მიმართ. რაც არ უნდა გლუვი ჩანდეს ზედაპირი შეუიარაღებელი თვალით, ყოველთვის არის, ყოველ შემთხვევაში, მიკროსკოპულ დონეზე, დარღვევები, რომლებიც იწვევენ ერთგვარ დაჭერას, რომელიც ეწინააღმდეგება ცურავს ორ კონტაქტურ ზედაპირს შორის, შესაბამისად, ხახუნის ძალა წარმოდგენილია კონტაქტის ზედაპირთან ტანგენტით და მოძრაობის საწინააღმდეგოდ (ან ტენდენციით). იგივე). ხახუნის ძალების ორი ტიპი გამოირჩევა: სტატიკური და კინეტიკა (²).

სტატიკური ხახუნის ძალა (F_ფს): მოქმედებს, როდესაც სხეული მოსვენებულ მდგომარეობაშია, მაგრამ მოძრაობის ტენდენციით. ამ ძალის სიდიდე უდრის ძალას (ან ძალის კომპონენტს), რომელიც წარმოქმნის მოძრაობის ტენდენციას და აღწევს მაქსიმალურ მნიშვნელობას მომენტი, როდესაც ხდება მოახლოებული მოძრაობა, წერტილი, სადაც ხახუნის ძალა პირდაპირპროპორციულია ნორმალური რეაქციისა ზედაპირი. -ის მუდმივი პროპორციულობა ეწოდება სტატიკური ხახუნის კოეფიციენტი (μ_ს).

მეორეს მხრივ, კინეტიკური ხახუნის ძალა (F_ფკ), ხდება მაშინ, როდესაც ზედაპირებს შორის შედარებითი მოძრაობაა. ეს ძალა დაახლოებით მუდმივია და მისი სიდიდე განისაზღვრება კინეტიკური ხახუნის კოეფიციენტის (μ) გამრავლებით_კ) ნორმალური რეაქციისთვის.

ხახუნის კოეფიციენტები არის განზომილებიანი სიდიდეები, რომელთა ღირებულება დამოკიდებულია კონტაქტში მყოფი ზედაპირების ბუნებაზე. მისი მნიშვნელობა არის ნულსა და ერთიანობას შორის (0 < μ < 1) და ექსპერიმენტულად აჩვენა, რომ ხახუნის სტატიკური კოეფიციენტი კინეტიკურზე მეტია (μ_ს > μ_კ).

მანძილის ურთიერთქმედება

ამ ტიპის ურთიერთქმედება წარმოიქმნება ურთიერთქმედება სხეულების ერთმანეთთან ფიზიკური კონტაქტის გარეშე. ამ ფენომენის გასამართლებლად ფიზიკამ შეიმუშავა მთელი თეორია სახელწოდებით "ველის თეორია". არის ველი, რომელიც წარმოადგენს გარკვეულ საკუთრებასთან დაკავშირებული ფიზიკური სიდიდის სივრცესა და დროს (ცომი, ელექტრული მუხტი, მაგნიტური მასალები). ზოგადად, დისტანციური ურთიერთქმედების სამი ტიპი შეიძლება გამოიყოს:

გრავიტაციული ძალა: ეს არის ძალა მიმზიდველობა წარმოიქმნება მასასთან ორი სხეულის მანძილზე ურთიერთქმედებით და მისი სიდიდე ემორჩილება Კანონი უნივერსალური გრავიტაცია:

სად:

F: მიზიდულობის ძალის სიდიდე მასებს შორის
G: უნივერსალური გრავიტაციული მუდმივი (G ≈ 6.67x10^-11 N•მ²/kg²)
m, M: სხეულების მასები
r: გამოყოფის მანძილი მასებს შორის

ელექტრული ძალა: ეს ძალა წარმოიქმნება ნაწილაკებს ან სხეულებს შორის, რომლებიც დატვირთულია ელექტრულად და ეს შეიძლება იყოს მიმზიდველი ან საზიზღარი, იმისდა მიხედვით, ბრალდების ნიშნები განსხვავებულია თუ ერთნაირი. შესაბამისად. წერტილოვანი მუხტებისთვის, ელექტრული ძალის სიდიდე შეიძლება განისაზღვროს კულონის კანონით:

სადაც:

F: მიზიდულობის ძალის სიდიდე მუხტებს შორის
k: კულონის მუდმივი (k ≈ 9x10⁹ N m2/C²)
რა₁ და რა₂: ქულების გადასახადების მნიშვნელობები
r: გამიჯვნის მანძილი მუხტებს შორის

მაგნიტური ძალა: არის ელექტრომაგნიტური ძალის შედეგი მოძრავი მუხტების შედეგად. მაგნიტური ძალის მნიშვნელობა შეიძლება განისაზღვროს ლორენცის კანონით:

F ⃗=q∙v ⃗×B ⃗

სად:

F ⃗: მაგნიტური ძალა
q: მოძრავი დატვირთვა
v ⃗: სიჩქარე ტვირთის გადაადგილებაზე
B ⃗: მაგნიტური ველი

ძალების განსაზღვრა

კლასიკურ მექანიკაში, ნიუტონის კანონები გვთავაზობენ სხეულებს შორის ურთიერთქმედების ახსნას და იმ ძალების განსაზღვრას, რომლებიც წარმოიქმნება ამ ურთიერთქმედების შედეგად. კერძოდ, ნიუტონის მეორე კანონი გამოხატავს, რომ სხეულის (a) აჩქარება პირდაპირპროპორციულია მის მასაზე (m) და უკუპროპორციულია გამოყენებული ძალის (F):

F = m • ა

მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ ძალები არის ვექტორული სიდიდეები, ამიტომ მათ აქვთ სიდიდე, მიმართულება და გრძნობა. სიდიდე განისაზღვრება გამოხატულება ზემოთ, და მიმართულება და მიმართულება იგივე იქნება, რაც აჩქარების. ძალის ერთეულები საერთაშორისო სისტემაში ექვივალენტურია კგ მ/წმ2, ანუ ნიუტონი (N).

1 N = 1 კგ•მ/წ2