Forcat në natyrë janë shembuj. Mësimi i hapur në fizikë. Tema: "Forcat në natyrë"

Unë e kam ndihmuar tashmë me këtë pyetje 2 herë!

ligjet e Njutonit. Forcat në natyrë: elasticiteti, fërkimi, graviteti. Ligji i gravitetit universal.

2. Forcat në natyrë: elasticiteti, fërkimi, graviteti. Mësuam se forca është një masë sasiore e bashkëveprimit të trupave dhe në SI ndërkombëtare njësia e forcës quhet njutoni (N).

Një pajisje për matjen e forcës quhet dinamometër.

Nga natyra e tyre, forcat janë:

Graviteti: graviteti, graviteti

Elektromagnetike: forca elastike, forca e fërkimit

Ndërveprimet e dobëta dhe të forta në nivelin e fushës: forca Kulomb, forca Amper, forca Lorentz.

Le të shqyrtojmë më në detaje forcat e elasticitetit, fërkimit dhe gravitetit.

Forca e gravitetit.

Forca me të cilën Toka tërheq të gjithë trupat në vetvete quhet gravitet. Shënuar - Fstrand, e bashkangjitur në qendrën e gravitetit, e drejtuar përgjatë rrezes në qendër të Tokës, e përcaktuar nga formula

Ku: m - pesha e trupit; g - nxitimi renie e lire(g=9.8m/s2).

Forca e fërkimit.

Forca që lind nga lëvizja e një trupi në sipërfaqen e një tjetri, e drejtuar në drejtim të kundërt me lëvizjen, quhet forca e fërkimit.


Pika e aplikimit të forcës së fërkimit nën qendrën e gravitetit, në drejtim të kundërt me lëvizjen përgjatë sipërfaqeve kontaktuese. Forca e fërkimit ndahet në forcën statike të fërkimit, forcën e fërkimit të rrotullimit dhe forcën e fërkimit rrëshqitës. Forca statike e fërkimit është forca që pengon lëvizjen e një trupi në sipërfaqen e një tjetri. Gjatë ecjes, forca statike e fërkimit që vepron në taban i jep personit nxitim. Gjatë rrëshqitjes, lidhjet midis atomeve të trupave fillimisht të palëvizshëm prishen, fërkimi zvogëlohet. Forca e fërkimit rrëshqitës varet nga shpejtësia relative e trupave kontaktues. Fërkimi i rrotullimit është shumë herë më i vogël se fërkimi i rrëshqitjes.


Forca e fërkimit përcaktohet nga formula:

Ku: μ është koeficienti i fërkimit, një vlerë pa dimension, varet nga natyra e trajtimit të sipërfaqes dhe nga kombinimi i materialeve të trupave kontaktues (forcat e tërheqjes së atomeve individuale të substancave të ndryshme varen ndjeshëm nga vetitë e tyre elektrike);

N - forca e reagimit mbështetës - kjo është forca elastike që ndodh në sipërfaqe nën veprimin e peshës së trupit.

Për një sipërfaqe horizontale: Ftr = µmg

Gjatë vozitjes trup i fortë fërkimi viskoz ndodh në një lëng ose gaz. Forca e fërkimit viskoz është shumë më e vogël se forca e fërkimit të thatë. Ai drejtohet gjithashtu në drejtim të kundërt me shpejtësinë relative të trupit. Me fërkim viskoz, nuk ka fërkim statik. Forca e fërkimit viskoz varet fuqishëm nga shpejtësia e trupit.


Forca elastike

Kur trupi deformohet, lind një forcë që kërkon të rivendosë dimensionet dhe formën e mëparshme të trupit. Ajo quhet forca e elasticitetit.

Lloji më i thjeshtë i deformimit është deformimi në tërheqje ose shtypje.


Në deformime të vogla (|x|<< l) сила упругости пропорциональна деформации тела и направлена в сторону, противоположную направлению перемещения частиц тела при деформации: Fупр =kx

Ky raport shpreh ligjin e Hooke të vendosur eksperimentalisht: forca elastike është drejtpërdrejt proporcionale me ndryshimin në gjatësinë e trupit.

Ku: k është koeficienti i ngurtësisë së trupit, i matur në njuton për metër (N/m). Koeficienti i ngurtësisë varet nga forma dhe dimensionet e trupit, si dhe nga materiali.


3. Ligji i gravitetit universal.

Çdo ditë uji largohet nga bregu dhe më pas, sikur të mos kishte ndodhur asgjë, kthehet.

Pra uji në këtë moment nuk dihet se ku, por afërsisht në mes të oqeanit. Aty është formuar diçka si një mal me ujë. E pabesueshme, apo jo? Uji, i cili tenton të përhapet, jo vetëm që rrjedh vetë, por gjithashtu formon male. Dhe në këto male është përqendruar një masë e madhe uji. Por nëse kjo ndodh, duhet të ketë ndonjë arsye. Dhe ka një arsye. Arsyeja qëndron në faktin se hëna e tërheq këtë ujë.

Duke u rrotulluar rreth Tokës, Hëna kalon mbi oqeane

Ekzistojnë katër lloje të forcave në natyrë: gravitacionale, elektromagnetike, bërthamore dhe të dobëta.

forcat gravitacionale, ose forca gravitacionale, veprojnë ndërmjet të gjitha organeve. Por këto forca janë të dukshme nëse të paktën njëri prej trupave ka dimensione në përpjesëtim me dimensionet e planetëve. Forcat e tërheqjes midis trupave të zakonshëm janë aq të vogla sa mund të neglizhohen. Prandaj, forcat gravitacionale mund të konsiderohen forcat e ndërveprimit midis planetëve, si dhe midis planetëve dhe Diellit ose trupave të tjerë që kanë një masë shumë të madhe. Këto mund të jenë yje, satelitë të planetëve, etj.

Forcat elektromagnetike veprojnë ndërmjet trupave që kanë ngarkesë elektrike.

forcat bërthamore(të fortë) janë më të fuqishmit në natyrë. Ato veprojnë brenda bërthamave të atomeve në distanca 10 -13 cm.

Forcat e Dobta, si ato bërthamore, veprojnë në distanca të vogla të rendit 10 -15 cm Si rezultat i veprimit të tyre ndodhin procese brenda bërthamës.

Mekanika merr në konsideratë forcat gravitacionale, forcat elastike dhe forcat e fërkimit.

Forcat gravitacionale

Përshkruhet graviteti ligji i gravitetit universal. Ky ligj ishte të përshkruara nga Njutoni në mes XVII në. në Parimet Matematikore të Filozofisë Natyrore.

Gravitetiquhet forca gravitacionale me të cilën çdo grimcë materiale tërhiqet nga njëra-tjetra.

Forca me të cilën grimcat materiale tërhiqen nga njëra-tjetra është drejtpërdrejt proporcionale me produktin e masave të tyre dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre. .

G - konstante gravitacionale, numerikisht e barabartë me modulin e forcës gravitacionale me të cilën një trup që ka një masë njësi vepron mbi një trup që ka të njëjtën masë njësi dhe që ndodhet në një distancë njësi prej tij.

G \u003d 6,67384 (80) 10 −11 m 3 s −2 kg −1, ose N m² kg −2.

Në sipërfaqen e Tokës, forca gravitacionale (forca gravitacionale) shfaqet në formë gravitetit.

Ne shohim se çdo objekt i hedhur në një drejtim horizontal ende bie poshtë. Çdo objekt i hedhur lart gjithashtu bie poshtë. Kjo është për shkak të forcës së gravitetit që vepron çdo trup material që ndodhet afër sipërfaqes së Tokës. Graviteti vepron në trupa dhe në sipërfaqet e trupave të tjerë astronomikë. Kjo forcë drejtohet gjithmonë vertikalisht poshtë.

Nën ndikimin e gravitetit, trupi lëviz në sipërfaqen e planetit me një nxitim të quajtur nxitimi i rënies së lirë.

Përshpejtimi i rënies së lirë në sipërfaqen e Tokës shënohet me shkronjën g .

F t = mg ,

Rrjedhimisht,

g = F t / m

g \u003d 9,81 m / s 2 në polet e Tokës dhe në ekuator g \u003d 9,78 m/s 2.

Gjatë zgjidhjes së problemeve të thjeshta fizike, sasia g konsiderohet të jetë e barabartë me 9.8 m / s 2.

Teoria klasike e gravitetit është e zbatueshme vetëm për trupat me shpejtësi shumë më të ulët se shpejtësia e dritës.

forcat elastike

Forcat e elasticitetit quhen forcat që lindin në trup si pasojë e deformimit, duke shkaktuar një ndryshim në formën ose vëllimin e tij. Këto forca gjithmonë përpiqen ta kthejnë trupin në pozicionin e tij origjinal.

Gjatë deformimit, grimcat e trupit zhvendosen. Forca elastike drejtohet në drejtim të kundërt me drejtimin e zhvendosjes së grimcave. Nëse deformimi ndalet, forca elastike zhduket.

Fizikani anglez Robert Hooke, një bashkëkohës i Njutonit, zbuloi një ligj që vendos një marrëdhënie midis forcës së elasticitetit dhe deformimit të një trupi.

Kur trupi deformohet, lind një forcë elastike, e cila është drejtpërdrejt proporcionale me zgjatjen e trupit dhe ka një drejtim të kundërt me lëvizjen e grimcave gjatë deformimit.

F = k l ,

ku te është ngurtësia e trupit, ose koeficienti i elasticitetit;

l - sasia e deformimit, duke treguar sasinë e zgjatjes së trupit nën ndikimin e forcave elastike.

Ligji i Hukut është i vlefshëm për deformimet elastike kur zgjatja e trupit është e vogël dhe trupi rikthen dimensionet e tij origjinale pasi të zhduken forcat që shkaktuan këtë deformim.

Nëse deformimi është i madh dhe trupi nuk kthehet në formën e tij origjinale, ligji i Hukut nuk zbatohet. Në deformime shumë të mëdha, ndodh shkatërrimi i trupit.

Forcat e fërkimit

Fërkimi ndodh kur një trup lëviz mbi sipërfaqen e një tjetri. Ka një natyrë elektromagnetike. Kjo është pasojë e ndërveprimit midis atomeve dhe molekulave të trupave fqinjë. Drejtimi i forcës së fërkimit është i kundërt me drejtimin e lëvizjes.

Të dallojë thatë Dhe lëngshme fërkimi. Fërkimi quhet i thatë nëse midis trupave nuk ka shtresë të lëngshme ose të gaztë.

Një tipar dallues i fërkimit të thatë është fërkimi statik, i cili ndodh kur trupat janë në pushim relativ.

Vlera forcat statike të fërkimit gjithmonë e barabartë me madhësinë e forcës së jashtme dhe e drejtuar në drejtim të kundërt. Forca statike e fërkimit e pengon trupin të lëvizë.

Nga ana tjetër, fërkimi i thatë ndahet në fërkim rrëshqitje dhe fërkimit rrotullues.

Nëse madhësia e forcës së jashtme tejkalon madhësinë e forcës së fërkimit, atëherë në këtë rast do të shfaqet një rrëshqitje dhe njëri nga trupat kontaktues do të fillojë të ecë përpara në raport me trupin tjetër. Dhe forca e fërkimit do të quhet forca rrëshqitëse e fërkimit. Drejtimi i tij do të jetë i kundërt me drejtimin e rrëshqitjes.

Forca e fërkimit të rrëshqitjes varet nga forca me të cilën trupat shtypin njëri-tjetrin, nga gjendja e sipërfaqeve të fërkimit, nga shpejtësia e lëvizjes, por nuk varet nga zona e kontaktit.

Forca rrëshqitëse e fërkimit të një trupi në sipërfaqen e një tjetri llogaritet me formulën:

F tr. = k N ,

ku k- koeficienti i fërkimit të rrëshqitjes;

N është forca normale e reagimit që vepron në trup nga sipërfaqja.

Forca e fërkimit të rrotullimit ndodh midis një trupi që rrotullohet mbi një sipërfaqe dhe vetë sipërfaqes. Forca të tilla shfaqen, për shembull, kur gomat e një makine bien në kontakt me sipërfaqen e rrugës.

Vlera e forcës së fërkimit të rrotullimit llogaritet me formulën

ku F t – forca e fërkimit të rrotullimit;

f është koeficienti i fërkimit të rrotullimit;

R është rrezja e trupit rrotullues;

N - forca e shtypjes.

Arsyeja e ndryshimit të lëvizjes: shfaqja e nxitimit në trupa është një forcë. Forcat lindin kur trupat ndërveprojnë me njëri-tjetrin. Por çfarë lloje ndërveprimesh ekzistojnë dhe sa prej tyre?

Në pamje të parë, mund të duket se ka shumë lloje të ndryshme të ndikimeve të trupave mbi njëri-tjetrin, dhe, rrjedhimisht, ka shumë lloje të ndryshme forcash. Përshpejtimi mund t'i jepet trupit duke e shtyrë ose tërhequr atë me dorë; një anije lundron me nxitim kur fryn një erë e mirë; çdo trup që bie në Tokë lëviz me nxitim; duke tërhequr dhe lëshuar vargun e harkut, i japim përshpejtim shigjetës. Në të gjitha rastet e shqyrtuara, ka forca në punë dhe të gjitha duket se janë krejt të ndryshme. Dhe ka edhe forca të tjera. Të gjithë e dinë për ekzistencën e forcave elektrike dhe magnetike, për forcën e baticës dhe zbaticës, për forcën e tërmeteve dhe uraganeve.

Por a ka vërtet kaq shumë forca të ndryshme në natyrë?

Nëse po flasim për lëvizjen mekanike të trupave, atëherë këtu takojmë vetëm tre lloje forcash: forca e gravitetit, forca e elasticitetit dhe forca e fërkimit. Të gjitha forcat e diskutuara më sipër reduktohen në to. Forcat e elasticitetit, gravitacionit dhe fërkimit janë një manifestim i forcave të gravitetit universal dhe forcave elektromagnetike të natyrës. Rezulton se në natyrë ekzistojnë vetëm dy nga këto forca.

forcat elektromagnetike. Midis trupave të elektrizuar vepron një forcë e veçantë, e cila quhet forca elektrike, e cila mund të jetë edhe forcë tërheqëse edhe forcë refuzuese. Ekzistojnë dy lloje të ngarkesave në natyrë: pozitive dhe negative. Dy trupa me ngarkesa të ndryshme tërhiqen, dhe trupat me të njëjtën ngarkesë zmbrapsen.

Ngarkesat elektrike kanë një veti të veçantë: kur ngarkesat lëvizin, përveç forcës elektrike, midis tyre lind një forcë tjetër - një forcë magnetike.

Forcat magnetike dhe elektrike janë të lidhura ngushtë me njëra-tjetrën dhe veprojnë njëkohësisht. Dhe meqenëse më së shpeshti duhet të kemi të bëjmë me ngarkesa lëvizëse, forcat që veprojnë midis tyre nuk mund të dallohen. Dhe këto forca quhen forca elektromagnetike.

Si lind një "ngarkesë elektrike", të cilën një trup mund ta ketë ose jo?

Të gjithë trupat përbëhen nga molekula dhe atome. Atomet përbëhen nga grimca edhe më të vogla - bërthama atomike dhe elektronet. Ato, bërthamat dhe elektronet, kanë ngarkesa të caktuara elektrike. Bërthama ka një ngarkesë pozitive, dhe elektronet kanë një ngarkesë negative.

Në kushte normale, një atom nuk ka ngarkesë - është neutral, sepse ngarkesa totale negative e elektroneve është e barabartë me ngarkesën pozitive të bërthamës. Dhe trupat që përbëhen nga atome të tilla neutrale janë elektrikisht neutrale. Praktikisht nuk ka forca elektrike të ndërveprimit midis trupave të tillë.

Por në të njëjtin trup të lëngshëm (ose të ngurtë), atomet fqinje janë aq afër njëri-tjetrit saqë forcat e ndërveprimit midis ngarkesave nga të cilat ato përbëhen janë shumë domethënëse.

Forcat e bashkëveprimit të atomeve varen nga distancat midis tyre. Forcat e bashkëveprimit midis atomeve janë në gjendje të ndryshojnë drejtimin e tyre kur distanca midis tyre ndryshon. Nëse distanca midis atomeve është shumë e vogël, atëherë ata zmbrapsin njëri-tjetrin. Por nëse distanca midis tyre rritet, atëherë atomet fillojnë të tërhiqen. Në një distancë të caktuar midis atomeve, forcat e bashkëveprimit të tyre bëhen të barabarta me zero. Natyrisht, në distanca të tilla atomet dhe janë të vendosura në lidhje me njëri-tjetrin. Vini re se këto distanca janë shumë të vogla dhe janë afërsisht të barabarta me madhësinë e vetë atomeve.

faqe, me kopjim të plotë ose të pjesshëm të materialit, kërkohet një lidhje me burimin.

Të gjitha ndërveprimet e njohura dhe, në përputhje me rrethanat, forcat në natyrë reduktohen në katër llojet e mëposhtme: gravitacionale, elektromagnetike, të forta, të dobëta.

Ndërveprimi gravitacional karakteristike për të gjithë trupat në Univers, manifestohet në formën e tërheqjes së ndërsjellë të të gjithë trupave në natyrë, pavarësisht nga mjedisi në të cilin ndodhen, nuk luan një rol në mikrokozmosin e grimcave elementare në energjitë e zakonshme. Një shembull i mrekullueshëm është tërheqja e Tokës. Ky ndërveprim është subjekt i ligji i gravitetit : forca e bashkëveprimit ndërmjet dy pikave materiale me masa m 1 dhe m 2 është drejtpërdrejt proporcionale me produktin e këtyre masave dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre. Matematikisht, ky ligj ka formën:

ku G\u003d 6,67 10 -11 N m 2 / kg 2 - konstante gravitacionale, e cila përcakton forcën e tërheqjes midis dy trupave identikë me masa m 1 = m 2 = 1 kg distancë r= 1 m.

Ndërveprim elektromagnetik - bashkëveprim ndërmjet ngarkesave elektrike fikse dhe lëvizëse. Ky ndërveprim, në veçanti, përcakton forcat e ndërveprimit ndërmolekular dhe ndëratomik.

Ndërveprimi ndërmjet dy ngarkesave fikse me pikë q 1 Dhe q 2 i bindet ligjit të Kulombit:

,

ku k\u003d 9 10 9 N m 2 / Kl 2 - koeficienti i proporcionalitetit.

Nëse një ngarkesë lëviz në një fushë magnetike, atëherë forca Lorentz vepron mbi të:

vështë shkalla e ngarkimit, V është vektori i induksionit magnetik.

Cbaltëndërveprim siguron lidhjen e nukleoneve në bërthamën e një atomi. I dobët është përgjegjës për shumicën e zbërthimeve të grimcave elementare, si dhe për proceset e bashkëveprimit të neutrinos me lëndën.

Në mekanikën klasike kemi të bëjmë me forca gravitacionale dhe elektromagnetike, të cilat sjellin shfaqjen e forcave tërheqëse, forcave elastike, forcave të fërkimit e të tjera.

Forca e gravitetit karakterizon ndërveprimin e trupit me Tokën.

Pranë Tokës, të gjithë trupat bien me përafërsisht të njëjtin nxitim. g 9.8 m / s 2, që quhet nxitimi i rënies së lirë. Nga kjo rrjedh se pranë Tokës, çdo trup ndikohet nga graviteti, i cili drejtohet drejt qendrës së Tokës dhe është i barabartë me produktin e masës së trupit dhe përshpejtimin e rënies së lirë.

afër sipërfaqes së tokës, fusha është uniforme ( g= konst). Duke krahasuar
nga
, ne e kuptojmë atë
.

Forca e reagimit mbështetës - forcë me të cilin mbështetja vepron në trup. Është ngjitur në trup dhe është pingul me sipërfaqen e kontaktit. Nëse trupi shtrihet në një sipërfaqe horizontale, atëherë forca e reagimit mbështetës është numerikisht e barabartë me forcën e gravitetit. Le të shqyrtojmë 2 raste.

1. Konsideroni fig.

Lëreni trupin të pushojë, pastaj dy forca veprojnë mbi të. Sipas ligjit të 2-të të Njutonit

Le të gjejmë projeksionet e këtyre forcave në boshtin y dhe ta marrim atë

2. Tani le të jetë trupi në një plan të pjerrët duke bërë një kënd me horizontin (shih fig.).

Konsideroni rastin kur trupi është në qetësi, atëherë dy forca do të veprojnë në trup, ekuacioni i lëvizjes duket i ngjashëm me rastin e parë. Duke shkruar ligjin e dytë të Njutonit në projeksion në boshtin y, marrim se forca e reagimit të mbështetjes është numerikisht e barabartë me projeksionin e gravitetit në pingul me këtë sipërfaqe.

Pesha e trupit - forca me të cilën një trup vepron në një mbështetje ose pezullim. Pesha e trupit është e barabartë në vlerë absolute me forcën e reagimit mbështetës dhe drejtohet në të kundërt

Graviteti dhe pesha shpesh ngatërrohen. Kjo për faktin se në rastin e një mbështetjeje fikse, këto forca janë të njëjta në madhësi dhe në drejtim.Megjithatë, duhet të kujtojmë se këto forca zbatohen në trupa të ndryshëm: graviteti zbatohet në vetë trupin, pesha është aplikuar në pezullimin ose mbështetjen. Për më tepër, forca e gravitetit është gjithmonë e barabartë me mg, pavarësisht nëse trupi është në pushim apo në lëvizje, forca e peshës varet nga nxitimi me të cilin lëviz mbështetja dhe trupi, dhe mund të jetë ose më e madhe ose më e vogël. se mg, në veçanti, në një gjendje pa peshë, ajo kthehet në zero.

Forca elastike. Nën veprimin e forcave të jashtme, mund të ndodhë një ndryshim në formën e trupit - deformim. Nëse pas përfundimit të forcës forma e trupit rifillon, quhet deformim elastike. Për deformimin elastik, ligji i Hooke është i vlefshëm:

x- zgjatja e trupit përgjatë boshtit X, kështë koeficienti i proporcionalitetit, i cili quhet Koeficient elasticitet.

Me kontaktin e drejtpërdrejtë të trupave, përveç forcave elastike, mund të lindin edhe forca të një lloji tjetër, të ashtuquajturat forca të fërkimit.

Forcat e fërkimit.

Forcat e fërkimit janë dy llojesh:

    Forca e fërkimit statik.

    Forca e fërkimit për shkak të lëvizjes së trupave.

forca statike e fërkimit- forca me të cilën një sipërfaqe vepron mbi një trup që mbështetet mbi të në drejtim të kundërt me forcën që ushtrohet në trup (shih fig.) dhe e barabartë me të në vlerë absolute

Forcat e fërkimit të tipit 2 shfaqen kur trupat kontaktues ose pjesët lëvizin në raport me njëri-tjetrin. Fërkimi që lind nga lëvizja relative e dy trupave në kontakt quhet e jashtme. Fërkimi ndërmjet pjesëve të të njëjtit trup të ngurtë (lëng ose gaz) quhet e brendshme.

forca e fërkimit rrëshqitës vepron në trup në procesin e lëvizjes së tij përgjatë sipërfaqes së një trupi tjetër dhe është i barabartë me produktin e koeficientit të fërkimit  ndërmjet këtyre trupave dhe forcës së reagimit mbështetës N dhe drejtohet në drejtim të kundërt me shpejtësinë relative të kësaj. trupi

F = N

Forcat e fërkimit luajnë një rol shumë të rëndësishëm në natyrë. Në jetën tonë të përditshme, fërkimi shpesh është i dobishëm. Për shembull, vështirësitë që përjetojnë këmbësorët dhe automjetet gjatë kushteve të akullit, kur fërkimi ndërmjet sipërfaqes së rrugës dhe shputës së këmbësorëve ose rrotave të automjeteve reduktohet ndjeshëm. Nëse nuk do të kishte forca fërkimi, mobiljet do të duhej të fiksoheshin në dysheme, si në një anije gjatë rrotullimit, sepse në dyshemenë më të vogël jo horizontale do të rrëshqiste në drejtim të pjerrësisë.

Ligji i ruajtjes së momentit

Një sistem i mbyllur (i izoluar) trupash është një sistem trupat e të cilit nuk ndërveprojnë me trupat e jashtëm ose nëse rezultante e forcave të jashtme barazohet me zero.

Nëse forcat e jashtme nuk veprojnë në sistemin e pikave materiale, domethënë sistemi është i izoluar ( mbyllur ), rrjedh nga (3.12) se

,

(3.13)

Ne kemi marrë ligjin themelor të fizikës klasike - ligji i ruajtjes së momentit: në një sistem të izoluar (të mbyllur), momenti total mbetet konstant. Që të përmbushet ligji i ruajtjes së momentit, mjafton që sistemi të jetë i mbyllur.

Ligji i ruajtjes së momentit është një ligj themelor i natyrës që nuk njeh përjashtime.

Në rastin jorelativist, mund të prezantohet nocioni qendra e masës (qendra e inercisë) e një sistemi pikash materiale, e cila kuptohet si një pikë imagjinare, vektori i rrezes së së cilës , shprehet me rrezet e vektorëve të pikave materiale sipas formulës:

(3.14)

Le të gjejmë shpejtësinë e qendrës së masës në kornizën e dhënë të referencës duke marrë derivatin kohor të relacionit (3.14)

. (3.14)

Momenti i sistemit është i barabartë me produktin e masës së sistemit dhe shpejtësisë së qendrës së tij të inercisë.


. (3.15)

Koncepti i qendrës së masës na lejon të japim ekuacionin
një formë tjetër, e cila shpesh është më e përshtatshme. Për ta bërë këtë, mjafton të merret parasysh se masa e sistemit është një vlerë konstante. Pastaj

(3.16)

ku është shuma e të gjitha forcave të jashtme që veprojnë në sistem. Ekuacioni (3.16) është ekuacioni i lëvizjes së qendrës së inercisë së sistemit. Teorema mbi lëvizjen e qendrës së masës lexon: qendra e masës lëviz si një pikë materiale, masa e së cilës është e barabartë me masën totale të të gjithë sistemit, dhe forca vepruese është shuma gjeometrike e të gjitha forcave të jashtme që veprojnë në sistem..

Nëse sistemi është i mbyllur, atëherë
. Në këtë rast, ekuacioni (3.16) bëhet
, që nënkupton V=konst. Qendra e masës së një sistemi të mbyllur lëviz në një vijë të drejtë dhe uniforme.

Forcë- një masë e bashkëveprimit mekanik të trupave. Forca është shkaku i ndryshimit të shpejtësisë së një trupi ose i shfaqjes së deformimeve në të (ndryshimi i formës ose vëllimit). Forca është një sasi vektoriale e karakterizuar nga moduli (madhësia), drejtimi dhe pika e aplikimit të forcës. Vija e veprimit të forcës është një vijë e drejtë që kalon nëpër pikën e zbatimit të forcës dhe vazhdon drejtimin e vektorit të forcës. Njësia e forcës SI është Njutoni [N]. Të gjitha forcat në natyrë bazohen në katër lloje ndërveprimesh themelore:

  • forcat elektromagnetike që veprojnë ndërmjet trupave të ngarkuar elektrikisht,
  • forcat gravitacionale që veprojnë ndërmjet objekteve masive,
  • forcë e fortë bërthamore, që vepron në shkallë të rendit të madhësisë së një bërthame atomike dhe më pak (përgjegjëse për lidhjen midis kuarkeve në hadrone dhe për tërheqjen midis nukleoneve në bërthama).
  • ndërveprim i dobët bërthamor, i cili manifestohet në distanca shumë më të vogla se madhësia e bërthamës atomike.

Intensiteti i ndërveprimeve të forta dhe të dobëta matet në njësi të energjisë (elektron volt), dhe jo në njësi të forcës, dhe për këtë arsye aplikimi i termit "forcë" në to është arbitrar. Veprimi i forcës mund të ndodhë si në kontakt të drejtpërdrejtë (fërkim, presion mbi njëri-tjetrin në kontakt të drejtpërdrejtë), ashtu edhe përmes fushave të krijuara nga trupat (fusha gravitacionale, fusha elektromagnetike). Një faqe interesante dhe informuese http://mistermigell.ru për ju.
Nga pikëpamja e veprimit të forcave në sistem, merrni parasysh:

  • forcat e brendshme - forcat e bashkëveprimit ndërmjet pikave (trupave) të një sistemi të caktuar;
  • forcat e jashtme - forcat që veprojnë në pika (trupa) të një sistemi të caktuar nga pika (trupa) që nuk i përkasin këtij sistemi. Forcat e jashtme quhen ngarkesa.

Forcat mund të ndahen në:

  • forcat reaktive − reaksionet e bashkimit. Nëse lëvizja e një trupi në hapësirë ​​kufizohet nga trupa të tjerë (lidhje, mbështetëse), forcat me të cilat këta trupa veprojnë në një trup të caktuar quhen reaksione të lidhjes (mbështetjes).
  • forcat aktive - forcat që karakterizojnë veprimin e trupave të tjerë në një të dhënë dhe ndryshojnë gjendjen e tij kinematike. Forcat aktive, në varësi të llojit të kontaktit, ndahen në
  • vëllimore - forcat që veprojnë në secilën grimcë të trupit, për shembull, pesha e trupit;
  • sipërfaqe - forcat që veprojnë në një pjesë të trupit dhe karakterizojnë kontaktin e drejtpërdrejtë të trupave. Forcat sipërfaqësore janë:
  • i përqendruar - duke vepruar në vende që janë të vogla në krahasim me trupin, për shembull, presioni i një rrote në rrugë;
  • shpërndarë - duke vepruar në vende që nuk janë të vogla në krahasim me trupin, për shembull, presioni i një vemje traktori në rrugë.

Forcat më të famshme:
forcat elastike- forcat që lindin nga deformimi i trupit dhe që kundërshtojnë këtë deformim, janë të natyrës elektromagnetike, duke qenë një manifestim i bashkëveprimit ndërmolekular. Vektori i forcës elastike është i drejtuar përballë zhvendosjes, pingul me sipërfaqen. Për shembull, nëse ngjeshni një brez elastik, pasi të hiqni ngarkesën, ai do të rivendosë formën e tij nën veprimin e një force elastike.
Forcat e fërkimit- forca që lind nga lëvizja relative e trupave të ngurtë dhe që kundërshton këtë lëvizje janë të natyrës elektromagnetike, duke qenë një manifestim makroskopik i ndërveprimit ndërmolekular. Vektori i forcës së fërkimit është i drejtuar në kundërshtim me vektorin e shpejtësisë. Për shembull, forca e fërkimit ndodh kur një sajë rrëshqet në dëborë, midis shputave të këmbëve dhe tokës.
Forcat e rezistencës mjedisore- forcat që rrjedhin nga lëvizja e një trupi të ngurtë në një mjedis të lëngët ose të gaztë janë të natyrës elektromagnetike, duke qenë një manifestim i bashkëveprimit ndërmolekular. Vektori i forcës së rezistencës është i drejtuar në kundërshtim me vektorin e shpejtësisë. Për shembull, kur një avion lëviz në ajër.
Forcat e tensionit sipërfaqësor− forcat që dalin në sipërfaqen e ndarjes së fazës janë të natyrës elektromagnetike, duke qenë një manifestim i bashkëveprimit ndërmolekular. Forca e tensionit drejtohet në mënyrë tangjenciale në ndërfaqe. Për shembull, një monedhë mund të shtrihet në sipërfaqen e një lëngu, insektet vrapojnë mbi ujë.
Forca e gravitetit- forca me të cilën çdo trup i universit tërheq njëri-tjetrin, është drejtpërdrejt proporcionale me produktin e masave të këtyre trupave dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me katrorin e distancës ndërmjet tyre. Për shembull, Toka tërhiqet nga Dielli dhe, në të njëjtën kohë, Toka tërhiqet nga Hëna dhe Dielli.
Forca e gravitetitështë forca që vepron në trup nga ana e Tokës, e cila i jep atij përshpejtimin e rënies së lirë. Graviteti është shuma e forcave të tërheqjes gravitacionale dhe forcës centrifugale të rrotullimit të Tokës. Për shembull, nën ndikimin e gravitetit të një trupi, Toka bie.
forca e inercisë− forca fiktive (jo një masë e bashkëveprimit mekanik) e paraqitur kur merret parasysh lëvizja relative në kornizat jo-inerciale të referencës (lëvizja me nxitim) për të përmbushur ligjin e dytë të Njutonit në to. Në kuadrin e referencës që lidhet me një trup të përshpejtuar në mënyrë uniforme, forca e inercisë drejtohet e kundërta me nxitimin. Nga forca totale e inercisë, për lehtësi, mund të dallohet forca centrifugale e drejtuar nga boshti i rrotullimit të trupit dhe forca Coriolis, e cila lind kur trupi lëviz në lidhje me kornizën rrotulluese të referencës.
Ka edhe forca të tjera.

Denis, klasa e 6-të, HFML % 27