ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Силы в ньютоновской механике. (Гравитационные силы. Движение в центральном поле сил тяготения. Упругие силы. Силы трения из "Механика " Чтобы находить результирующую силу, действующую на материальную точку, необходимо знать, как она взаимодействует с другими телами. По современным представлениям в природе существуют четыре типа фундаментальных взаимодействий сильные, слабые, электромагнитные и гравитационные. Два первых играют существенную роль в микромире сильные взаимодействия мевду нейтронами и протонами обеспечивают стабильность атомных ядер, а слабые проявляют себя при взаимных превращениях элементарных частиц. Во взаимодействиях макроскопических тел, которые рассматриваются в ньютоновской механике, участвуют гравитационные и электромагнитные силы. При этом последние проявляют себя во взаимодейстаии не только заряженных, но и нейтральных тел межмолекулярные взаимодействия электромагнитной природы приводят к возникновению упругих сил и сил трения, которые, наряду с гравитационными, изучаются в ньютоновской механике. [c.31] Чтобы найти силу гравитационного взаимодействия двух тел конечных размеров, необходимо мысленно разбить оба тела на малые элементарные участки, которые можно считать материальными точками, и просуммировать силы, действующие со стороны элементов одного тела на элементы другого тела. [c.32] Для описания гравитационного взаимодействия вводится понятие поля тяготения, или гравитационного поля, посредством которого это взаимодействие реализуется. Тела порождают в пространстве гравитационное поле, которое в свою очередь воздействует на всякое оказавшееся в нем тело. Б общем курсе физики не принято излагать всемирное тяготение в рамках теории поля отчасти по той причине, что оно обладает теми же свойствами, что и электростатическое поле, подробно изучаемое в разделе Электростатика . Единственное существенное различие этих полей состоит в том, что между заряженными телами в зависимости от знака их зарядов реализуются как силы притяжения, так и силы отталкивания, в то время как гравитационные силы всегда являются силами притяжения. [c.32] Оно не зависит от массы материальной точки, и следовательно, все материальные точки при одинаковых начальных условиях движутся в данное поле тяготения одинаково. [c.33] Это ускорение, как и действующая на материальную точку гравитационная сила, направлено к центру шара и убывает по величине обратно пропорционально квадрату расстояния от центра шара (рис. 16 а). [c.33] Вторая космическая скорость в л/2 больше первой и в случае запуска с поверхности Земли имеет значение Vj = 11,2км/с. Вывод формулы (10.9) дается в гл III, 15, с. 58. [c.35] Третьей космической скоростью V3 называется наименьшая скорость, которую надо сообщить телу на поверхности Земли, чтобы оно, преодолев силы притяжения Земли и Солнца, покинуло Солнечную систему. Эта скорость должна совпадать по направлению со скоростью орбитального движения Земли, и, как показывает расчет, имеет величину v, 16,7км/с. [c.35] Упругие силы. Упругие деформации тел и связанные с ними упругие напряжения подробно изучаются в главе V, а здесь будет дана минимальная информация об упругих силах, необходимая для решения задач на движение тел. Деформированное тело, стремясь восстановить исходную форму, может оказывать силовое воздействие на другие тела, находящиеся в контакте с ним. Такого рода силой действует растянутая или сжатая пружина на закрепленные на ее концах тела подставка, деформированная стоящим на ней телом, давит на это тело и т.п. [c.35] В достаточно жестких телах упругие силы значительной величины возникают даже при незначительных деформациях, которые во многих задачах не учитывают, рассматривая тело как абсолютно твердое. При этом упругие силы фигурируют как неизвестные в уравнениях, в которые они входят. Примерами такой идеализации являются сила реакции опоры, действующая на тело со стороны деформированной (но пренебрежимо мало) жесткой подставки, и сила натяжения нерастяжимой (растянутой, но пренебрежимо мало) нити, действующая на подвешенное на ней тело. [c.36] Коэффициент пропорциональности 1 между величинами сил трения скольжения и нормального давления называется коэффициентом трения скольжения. Он зависит от материалов, из которых изготовлены контактирующие тела. [c.37] Подробнее о природе сил жидкого трения см. гл.У1, 29. [c.37] Заметим в заключение, что все переменные, от которых зависят рассмотренные силы (радиусы-векторы точек Гу в (10.3), удлинение пружины Д/ в (10.10), скорости тела относительно подставки или среды в (10.13), (10.14) и (10.16)) инвариантны относительно преобразований Галилея (6.1), а следовательно, инвариантны и сами силы. Вместе с инвариантностью массы и ускорения это приводит к инвариантности второго закона Ньютона, чем обеспечивается выполнение принципа относительности Галилея. [c.37] Вернуться к основной статье