ძალა არის დინამიური აგენტი, რომელიც პასუხისმგებელია მდგომარეობის შეცვლაზე დაისვენე ან მოძრაობა სხეულის. როდესაც სხეულზე ძალა ხორციელდება, მას შეუძლია განავითაროს ა აჩქარებაროგორც ნიუტონის კანონები, ან დეფორმირება. ბუნებაში არსებობს სხვადასხვა სახის ძალა, მაგალითად ძალაგრავიტაციული,ძალაელექტრო,ძალამაგნიტური,ძალაბირთვულიძლიერი და სუსტი,ძალახახუნის, გამაძლიერებელი ძალა და ა.შ.
ძალები არიან ვექტორული სიდიდეები რაც, შესაბამისად, უნდა განისაზღვროს თქვენი მიხედვით მოდული,მიმართულება და გრძნობა ძალის მოდული აღნიშნავს მის ინტენსივობას; მიმართულება ეს ეხება იმ მიმართულებებს, სადაც მოქმედებს ძალები (ჰორიზონტალური და ვერტიკალური, მაგალითად); თითოეული მიმართულება, თავის მხრივ, წარმოადგენს ორს გრძნობები: დადებითი და უარყოფითი, მარცხენა და მარჯვენა, ზემოთ და ქვემოთ და ა.შ.
ძალის ტიპები
Მიხედვით ქვედანაყოფების საერთაშორისო სისტემამიუხედავად მისი ხასიათისა, ძალის რაოდენობა იზომება ერთეულში კგ.მ / წმთუმცა, ჩვეულებრივ, ვიყენებთ სიდიდეს ნიუტონი (N) დანიშნოს ასეთი ერთეული, როგორც ხარკი ყველა დროის ერთ-ერთი უდიდესი ფიზიკოსისთვის:
ისააკ ნიუტონი. მოწყობილობებს, რომლებიც გამოიყენება ძალების გაზომვისთვის, ეწოდება დინამომეტრი - ცნობილი ელასტიური კონსტანტების ზამბარები, რომლებიც გადაჭიმულია, რადგან მათ რაღაც ძალა ეხმარება.ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)
ზოგიერთ სახელმძღვანელოში გავრცელებულია ორი ტიპის სიძლიერის განსაზღვრა: ძალები მანძილზე, ასევე ცნობილი როგორც საველე ძალები, და საკონტაქტო ძალები. მანძილზე მყოფი ძალების ჯგუფში ჩვეულებრივია, რომ შედის წონის ძალა, მაგნიტური ძალა, მიზიდულობის ძალა მუხტებსა და სხვათა შორის. კონტაქტის ძალების ჯგუფში გამოიყენება მაგალითები, როგორიცაა რაღაცის დაჭერა ან დაჭიმვა, წევის გამოყენება, ხახუნის ძალები და სხვა.
შემოთავაზებული განმარტების მიუხედავად, საჭიროა განვმარტოთ, რომ არ არსებობს კონტაქტური ძალები. ბუნებაში არსებული ყველა ძალა წარმოიქმნება სხვადასხვა ველის, მაგალითად, გრავიტაციული ველის და ელექტრომაგნიტური ველის ურთიერთქმედების შედეგად.
მაშინაც კი, როდესაც რამეს ვეხებით, კონტაქტი არ არის ჩვენს ხელსა და საგანს შორისმიკროსკოპული მასშტაბით, ატომები არ ეხებიან, რადგან, როდესაც ისინი ძალიან ახლოს არიან, მათი ელექტროსფეროები დეფორმირებული, ერთმანეთის მოგერიება მათი ელექტრონების მუხტის წყალობით, რომლებიც ერთმანეთისგან ურთიერთქმედების გამო იშლება შენი ელექტრული ველები და მაგნიტური რამდენიმე შემთხვევაა, როდესაც ატომური ბირთვები რეალურად ეხება. ეს სიტუაციები მოიცავს ძალიან მაღალირაოდენობითწელსენერგია, როგორც ნაწილაკების ამაჩქარებლის შიგნით ჩატარებულ ექსპერიმენტებში მიღებული.
შეხედეასევე:გაიგეთ რა ხდება, როდესაც ნაწილაკები სინათლის სიახლოვეს ჩქარი სიჩქარით ეჯახებიან
ვნახოთ, რა ტიპის ძალებია ბუნებაში. ქვემოთ აღწერილი ძალებიდან წარმოიქმნება ყველა ცნობილი ფიზიკური ფენომენი. გაეცანით რა არის ისინი და მათი ძირითადი მახასიათებლები:
- გრავიტაციული ძალა: ასევე ცნობილია, როგორც ძალა წონა, არის ძალის ის ტიპი, რომელიც იწვევს ორ სხეულს, რომელსაც აქვს მასა, ერთმანეთის მიზიდვა. წონის ძალა პასუხისმგებელია დედამიწასთან მიბმულობის შენარჩუნებაზე და მზის გარშემო ყველა პლანეტის ორბიტაზე.
- ელექტრო ძალა: პასუხისმგებელია ელექტრული მუხტების მოზიდვაზე ან მოგერიებაზე. მაგალითად, ქიმიური ბმები მხოლოდ ატომებს შორის მუხტის სხვაობის გამო ხდება. ელექტრულმა ძალამ შეიძლება გამოიწვიოს ელექტრონები კონდუქტორები იმოძრავეთ სპეციფიკური მიმართულებით, წარმოშობს ელექტრულ დენებს, რაც, თავის მხრივ, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ენერგიისთვის ელექტრო სქემები.
- მაგნიტური ძალა: მოქმედებს მოძრავ დატვირთვებზე. ამ ტიპის ძალა იწვევს მაგნიტების ერთმანეთის მიზიდვას ან მოგერიებას, რაც დამოკიდებულია მაგნიტური ველის პოლარობაზე. მაგნიტური ძალა ეს ასევე იწვევს მცირე მაგნიტიზირებულ ნემსებს ორიენტაციისკენ დედამიწის მაგნიტური ველის მიმართულების შესაბამისად.
- ძლიერი და სუსტი ბირთვული ძალა: პასუხისმგებელნი არიან ატომების ბირთვების მთლიანობის შენარჩუნებაზე. ძლიერი ბირთვული ძალა პროტონებს იზიდავს, მიუხედავად იმისა, რომ მათი მუხტები ერთმანეთს მოგერიდებათ. სუსტი ბირთვული ძალა, თავის მხრივ, ატარებს კვარკებს, რის შედეგადაც წარმოიქმნება პროტონები და ნეიტრონები.
ძალები მოსწონს წევა,ხახუნის,უბიძგებს,ბუქსირები,ირონია,ძალებსელასტიური და სხვები, ზოგადად აღწერილი, როგორც ძალებსმექანიკა, ისინი, ფაქტობრივად, ურთიერთქმედების მაკროსკოპული გამოვლინებებია, რომლებიც ძირითადად ელექტრულია.
შეხედეასევე:კვანტური ფიზიკა: ფიზიკის დარგი, რომელიც სწავლობს მცირე ზომის განზომილებულ მოვლენებს
ნიუტონის ძალები და კანონები
ძალის კონცეფცია შეიძლება გარკვეულწილად ბუნდოვანი იყოს, თუ არ არსებობს გამონათქვამები, რომლებიც მას თანმიმდევრულად განსაზღვრავს. ნიუტონის კანონები არის კანონთა ერთობლიობა, რომელიც განსაზღვრავს რა არის ძალები და რა ქცევაა.
თანახმად ნიუტონის პირველი კანონი - კანონის კანონი ინერცია, თუ სხეულზე არ მოქმედებს ძალა, ან თუ სხეულზე მოქმედი ძალები გააუქმებენ ერთმანეთს, ეს სხეული შეიძლება იყოს მოსვენებული ან სწორი და ერთგვაროვანი მოძრაობით.
ნიუტონის პირველი კანონის გარდა, დინამიკის ფუნდამენტური პრინციპი, ცნობილი როგორც ნიუტონის მე -2 კანონი, აცხადებს, რომ სხეულზე წმინდა ძალა ტოლია ამ სხეულის მასისა გამრავლებული წმინდა ძალის მიერ წარმოქმნილი აჩქარებით. გარდა ამისა, შეძენილი აჩქარება ყოველთვის უნდა იყოს იმავე მიმართულებით და იგივე მიმართულებით, როგორც ძალების შედეგი.
ნიუტონის მესამე კანონი, ცნობილი როგორც მოქმედების და რეაქციის კანონი, აცხადებს, რომ ძალები ყოველთვის წყვილებში წარმოიქმნება. თუ A სხეული ახდენს ძალას B სხეულზე, B სხეული აწარმოებს A სხეულზე თანაბარი სიდიდისა და მიმართულების ძალას, მაგრამ საპირისპირო მიმართულებით. გარდა იმისა, რომ მიუთითებს იმაზე, რომ მოქმედების და რეაქციის ძალები თანაბარი სიდიდისაა, ნიუტონის მესამე კანონში ასევე ნათქვამია, რომ მოქმედება და რეაქცია შეიძლება არასოდეს მოხდეს ერთ სხეულში.
გაეცანით რამდენიმე მაგალითს, სადაც შეგვიძლია დავიცვათ მოქმედების და რეაქციის კანონი:
- როდესაც ჩვენ ფეხით მივდივართ, უკან ვწევთ მიწას. მიწა, თავის მხრივ, წინ გვიბიძგებს.
- თუ გვინდა თოკზე ასვლა, უნდა ჩამოვწიოთ ის, რომ მაღლა აიწევს.
- თუ ჩაძირვაში, აუზის კიდეს დავაძვრენთ, უკან მოგვიწევს. ჩვენ არ ვაკვირდებით ამ ქცევას წყლის გარეთ, ხახუნის ძალის გამო, რომელიც მიწასთან მიბმას გვიცავს.
წაიკითხეთ ასევე: 7 კითხვა ჯერ კიდევ უპასუხოა ფიზიკის მიერ
ფიქტიური ძალები
ძალებიგამოგონილი ისინი იმყოფებიან არაინერციულ ჩარჩოებში. ნიუტონის კანონები განისაზღვრება მხოლოდ რეფერენციულიინერციები, ანუ პოზიციები, რომლებიც მოსვენებულ მდგომარეობაში არიან ან სწორხაზოვან მოძრაობაში არიან, მუდმივი სიჩქარით. მაგალითად, როტაციასთან დაკავშირებული სიტუაციები იწვევს ფიქტიურ ძალებს, რომლებიც სინამდვილეში ძალებს არ წარმოადგენენ.
როდესაც ძალიან მკვეთრი გადახვევის დროს მაღალ სიჩქარეში ჩავდივართ, ვგრძნობთ, როგორ იწევს სხეული მანქანის კედლებს. კიდევ ერთი მაგალითია ის, რომ როდესაც თვითმფრინავში ვსხდებით და აფრენს, ჩვენ ვგრძნობთ, რომ ”ძალა” გვაპატიმრებს სავარძელზე. ეს ძალა, ფაქტობრივად, არის ინერცია სხეულების.
მას შემდეგ, რაც სხეული ექვემდებარება აჩქარებას, თქვენი ინერციაცდილობს წინააღმდეგობა გაუწიოს ამ ძალას, ამ გზით, ჩვენ ვგრძნობთ ფიქტიურ ძალას საპირისპირო მიმართულებით, რაც, ფაქტობრივად, ჩვენია ტენდენცია დარჩეს იმ მოძრაობის მდგომარეობაში, რომელშიც ვართ. .
ფიქტიური ძალის კარგი მაგალითია ცენტრიდანული ძალა. როდესაც წრიული მოძრაობაა, სხეულები გაქცევისკენ მიდიან ტანგენსი მოსახვევამდე, როგორც მაშინ, როდესაც ქვას ძაფზე ვტრიალებთ და გამოვუშვებთ. რომ ძალააშკარაა, რაც იწვევს ქვის სიმების დაჭიმულობას, სინამდვილეში თვითონ ქვის ინერცია გამოიხატება რეალური ძალის გამოყენების წინააღმდეგ, რომელსაც ეწოდება ცენტრიდანული ძალა.
ცენტრიდანული ძალა, ამ შემთხვევაში, წარმოიქმნება მიზიდვის შედეგად, რომელსაც სიმები ახდენს ქვაზე და ეს არის რეალური ძალა, რომელიც ყოველთვის მიუთითებს ტრაექტორიის ცენტრში, რომელშიც ქვა მოძრაობს. ცენტრიდანული ძალა სინამდვილეში ეს არ არის ძალა, მაგრამ დაჩქარებული სხეულის ინერციის გამოხატულება.
წაიკითხეთ ასევე: ფიზიკის ფორმულის ხრიკები
ფორმულები, რომლებიც გამოიყენება ძალების გამოსათვლელად
გაეცანით ფორმულებს, რომელთა გამოყენება შესაძლებელია სხვადასხვა ტიპის ძალების გამოსათვლელად:
→ ძალის წონა ან გრავიტაციული ძალა
გ - გრავიტაციული უნივერსალური მუდმივა (6.67.10-11 მკგ.)-1ს-2)
რ - მანძილი დედამიწის ცენტრიდან (მ)
გრავიტაციული ძალა და წონა სინონიმებია. ზემოთ მოცემულ ფორმულებში ჩვენ გამოვხატავთ ფორმულებს, რომლებიც გამოიყენება ორი მასით m და M გამოწვეული გრავიტაციული ძალის და ასევე წონის P გამოსათვლელად, რომელიც წარმოიქმნება გრავიტაციული ველის გამო. გ ვარსკვლავის. ამრიგად, შეიძლება გვესმოდეს, რომ გრავიტაციული ძალა წარმოიქმნება მასებსა და გრავიტაციულ ველებს შორის ურთიერთქმედების შედეგად.
→ ელექტრო ძალა
კ0 - ელექტროსტატიკური ვაკუუმის მუდმივა (9.109 N.m²C-2)
და - ელექტრული ველი (N / C)
რ - მანძილი მუხტებს შორის (მ)
გრავიტაციული ძალა შეიძლება გამოითვალოს ძალიან გრავიტაციული ძალის მსგავსად. გარდა ამისა, ის შეიძლება გამოითვალოს ელექტრულ ველთან მიმართებაში.
→ მაგნიტური ძალა
მაგნიტური ძალა წარმოიქმნება ელექტრული მუხტის ურთიერთქმედებისგან q, სიჩქარით v, მაგნიტურ ველთან მიმართებაში. კუთხე θ ფორმულაში იზომება სიჩქარესა და მაგნიტურ ველს შორის.
→ ხახუნის ძალა
μ - ხახუნის კოეფიციენტი
N - ნორმალური ძალა
ხახუნის ძალა წარმოიქმნება მოლეკულური ატრაქციების შედეგად, მაგალითად, დიპოლით გამოწვეული ძალები, აგრეთვე ცნობილი როგორც ვან დერ ვაალის ძალები.
→ ელასტიური ძალა
k - ელასტიური მუდმივა (N / m)
x - დეფორმაცია (მ)
ელასტიური ძალა წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც სხეული ცდილობს დაუბრუნდეს პირვანდელ ფორმას, როდესაც ექვემდებარება გარე ძალის გამოყენებას.
→ გამაძლიერებელი ძალა
დ - სიმჭიდროვე (კგ / მ³)
გ - სიმძიმე (მ / წმ)
ვ - ჩაძირული მოცულობა (მ 2)
გამაფართოებელი ძალა წარმოიქმნება, როდესაც ზოგიერთი სხეული შედის სითხეში, მაგალითად, ატმოსფერული ჰაერი ან წყალი.
მიუხედავად იმისა, რომ ისინი განსხვავდებიან ერთმანეთისგან, ზემოთ აღწერილი ყველა ძალა განზომილებიანად თანმიმდევრულია, ანუ ისინი იზომება იმავე ერთეულში, ნიუტონში.
ჩემ მიერ. რაფაელ ჰელერბროკი
