Formel krefter. Styrken - formel (Physics)

Ordet "power" er så gjennomgripende at gi ham et klart konsept - en oppgave nesten umulig. Rekke muskel styrke til styrke i sinnet ikke dekker hele spekteret av innebygd i hans ideer. Styrken, betraktet som en fysisk kvantitet som har en klart definerte betydning og definisjon. Formelen definerer en matematisk modell av kraft: kraft versus de viktigste parametre.

Historien om forskning styrke inkluderer definisjonen avhengig av parametre og eksperimentelle bevis for avhengighet.

Styrke i fysikk

Styrken - et mål på interaksjonen mellom legemene. Vekselvirkning legemer på hverandre helt beskriver prosesser knyttet til endringer i hastighet eller deformasjon av legemene.

Ettersom den fysiske størrelse har en kraftenhet (SI i system - Newton) og anordningen for dens måling - dynamometer. Dynamometer Virkemåten er basert på sammenligning av den kraft som virker på legemet med den elastiske kraft fra fjæren dynamometer.

For kraft av en newton kraft er tatt i bruk, under påvirkning av en kroppsvekt på 1 kg forandrer sin hastighet på 1 m i 1 sekund.

Styrke som en vektorstørrelse definert ved:

• aksjonsretning;
• påføringspunktet;
• modul, en absolutt verdi.

Beskriver interaksjonen nødvendigvis indikerer disse parametrene.

Typer av naturlige interaksjoner: gravitasjons, elektromagnetiske, sterk, svak. Gravitasjonskraften (kraften fra tyngdekraften, med ulike - tyngdekraften) eksistere på grunn av påvirkning av gravitasjonsfelt som omgir et hvilket som helst legeme som har masse. Studien feltet gravitasjon er ikke ferdig ennå. Finne kilden til feltet er ennå ikke mulig.

Et større antall av krefter som oppstår ved elektromagnetisk vekselvirkning av atomene som utgjør stoffet.

trykkraft

Ved reaksjon med jorden legemet den utøver press på overflaten. Trykkraften, er formelen for formen: P = mg, definert av kroppsmasse (m). Tyngdens akselerasjon (g) har forskjellige verdier ved forskjellige breddegrader av jorden.

Styrken av den vertikale trykk er like i størrelse og motsatt i retning elastisk kraft som oppstår i bæreren. Formel kraft varierer således med bevegelse av kroppen.

Endringer i kroppsvekt

Virkningen av legemet på bæreren på grunn av interaksjonen med jorda henvises mer ofte til som vekten av kroppen. Interessant, verdien av kroppsvekt er avhengig av akselerasjonen for bevegelse i vertikal retning. I det tilfelle hvor retningen motsatt av akselerometerets akselerasjon fritt fall, oppstår vektøkning. Ved akselerasjon av legemet faller sammen med tyngdekraftens retning, kroppsvekten reduseres. For eksempel, mens i en heis, i begynnelsen av utvinning en person føler vektøkning i noen tid. Hevdet at dens masse er i endring, er det ikke nødvendig. Samtidig deler vi begrepet "kroppsvekt" og "masse".

fjærkraften

Når kroppen formendring (deformasjon) det finnes en kraft som har en tendens til å vende tilbake legemet til sin opprinnelige form. Denne kraften fikk navnet "elastisk kraft". Det oppstår på grunn av den elektriske vekselvirkning av partiklene som utgjør kroppen.

Betrakt en enkel belastning: strekk og kompresjon. Strekking er ledsaget av en økning i de lineære dimensjoner av legemer, kompresjon - redusere dem. Størrelsen som karakteriserer de prosessene som kalles legeme forlengelse. Betegne sin "x". Formel elastisk kraft som er direkte relatert til forlengelse. Hvert organ som gjennomgår deformasjon har sin egen geometriske og fysiske parametre. Avhengigheten av den elastiske deformasjon motstanden hos legemet og egenskapene til materialet som den er laget bestemmes av den elastiske koeffisient kalles dens stivhet (k).

Matematisk modell av elastisk samhandling er beskrevet av Hookes lov.

Kraften generert ved deformasjon av legemet, er rettet mot retningen av forskyvningen av de enkelte deler av kroppen, er direkte proporsjonal med dets forlengelse:

• F _y = -kx (i vektornotasjon).

Tegnet "-" angir den motsatte retning av deformasjon og styrke.

I skalar form, er den negative fortegn fraværende. Den ettergivende kraft, en formel som har følgende form F _y = kx, brukes bare ved elastisk deformasjon.

Interaksjonen av det magnetiske felt med strøm

Virkningen av magnetfeltet på en likestrøm er beskrevet av den Ampere lov. Den kraft med hvilken magnetfelt virker på en strømførende leder plassert på den, kalt Ampere kraft.

Interaksjon av magnetiske felt med en bevegelig elektrisk ladning bevirker en kraft manifestasjon. Ampères formel som har formen F = IBlsinα, avhenger av magnetiske induksjonsfelt (B), den aktive del av lederens lengde (l), strøm (I) i lederen, og vinkelen mellom den aktuelle retning og magnetisk induksjon.

Takket være den siste avhengighet kan argumenteres for at magnetfeltvektoren handlinger kan endres ved rotasjon lederen eller strømmen endres retning. Venstre regelen lar deg angi retning av handlingen. Hvis venstre arm plassert slik at den magnetiske induksjon vektoren som inngår i håndflaten, ble fire fingre rettet strøm i lederen, deretter bøyd ved 90 ^° tommel indikerer retningen av det magnetiske felt.

Bruken av denne innflytelse menneskeheten funnet, for eksempel i elektromotorer. Rotasjon av rotoren som følge av det magnetiske felt som skapes av en kraftig elektromagnet. styrke formel gir en indikasjon på muligheten for endring av maskinkraft. Med en økning i strømstyrke eller omfanget av feltets dreiemomentet øker, noe som fører til en økning i motorens kraft.

Partikkel baner

Interaksjon av magnetiske felt med en ladning mye brukt i masse spektrogrammer i studiet av elementærpartikler.

Tiltak på dette feltet fører til en kraft, kalt Lorentz kraft. Når de injiseres i det magnetiske felt som beveger seg med en viss hastighet av ladede partikler Lorentz-kraften, en formel som har formen F = vBqsinα, forårsaker bevegelse av partikler langs omkretsen.

I denne matematiske modellen v - modul partikkelhastighet, elektrisk ladning, som - q, - magnetisk induksjonsfelt, α - vinkelen mellom hastigheten og den magnetiske induksjon.

En partikkel beveger seg i en sirkel (eller en bue av en sirkel), ettersom den kraft og hastighet er rettet i en vinkel på 90 ^° i ^forhold til hverandre. Å endre retningen av den lineære hastigheten og akselerasjonen.

Venstre hånd regel, omtalt ovenfor, skjer i studiet av Lorentz-kraften, hvis venstre arm plassert slik at den magnetiske induksjon vektoren som inngår i håndflaten, fire fingre som strekker seg i en linje er blitt sendt til hastigheten til en positivt ladet partikkel, og deretter bøyd 90 ^° tommelen viser kraftretningen.

plasma problemer

Vekselvirkningen mellom det magnetiske felt og de stoffer som brukes i cyklotroner. Problemene knyttet til laboratoriet studie av plasma tillater ikke å holde henne i lukkede beholdere. Meget ionisert gass kan eksistere kun ved høye temperaturer. Beholde plasmaet i et enkelt sted plass er mulig ved hjelp av magnetiske felter, til spinne gassen vil danne en ring. Kontrollerte termonukleære reaksjoner kan studeres som en høytemperatur plasma spinnekabelen ved hjelp av magnetiske felter.

Et eksempel på det magnetiske felt in vivo for å ionisert gass - Aurora. Denne majestetiske synet er observert i Polarsirkellandet på en høyde av 100 km over jordoverflaten. Mystisk fargerik glødende gass kunne forklares bare i det tyvende århundre. Jordens magnetiske felt i nærheten av polene kan ikke forhindre inntrengning av solenergi vind i atmosfæren. Den mest aktive stråling rettes langs linjene av magnetisk induksjon, forårsaker ionisering av atmosfæren.

Fenomener relatert til gjensidige ladnings bevegelses

Historisk sett har hovedmengden som karakteriserer strømmen i lederen, kalt strøm. Interessant nok er dette konseptet ingenting å gjøre med makt er ikke fysikk. Strømstyrke, formelen av denne omfatter ladningen som strømmer per tidsenhet gjennom tverrsnittet av lederen, har formen:

• I = q / t, hvor t - tid strøm av ladning q.

Faktisk, den nåværende styrke - hvor mye strøm. Måleenheten er det Ampere (A), i motsetning til N.

Fastsettelse av arbeidsstyrken

En kraft på materialet er ledsaget av utførelsen av arbeidet. Arbeidsstyrke - fysisk kvantitet som er numerisk lik produktet av kraft ganger avstanden som under innflytelse av, og cosinus til vinkelen mellom retningene kraft og forskyvning.

Favorisert arbeidsstyrken, er formelen for den form A = FScosα, omfatter mengden av kraft.

Virkningen av legemet er ledsaget av en forandring i hastigheten av et legeme eller deformasjon, noe som indikerer en samtidig endring i energi. Arbeidsstyrken er direkte avhengig av størrelsen.