"Эрх мэдэл" гэдэг үг бүх зүйлийг хамарсан учир тодорхой ойлголт өгөх нь бараг боломжгүй ажил юм. Булчингийн хүчнээс эхлээд оюун ухааны хүч чадал хүртэлх олон янз байдал нь түүнд оруулсан бүх ойлголтыг хамардаггүй. Физик хэмжигдэхүүн гэж тооцогддог хүч нь тодорхой утга, тодорхойлолттой байдаг. Хүчний томъёо нь математик загварыг тодорхойлдог: хүчний үндсэн параметрүүдээс хамаарах хамаарал.
Хүчний судалгааны түүхэнд параметрүүдээс хамаарлын тодорхойлолт, хамаарлын туршилтын нотолгоог багтаасан болно.
Физикийн хүч
Хүч чадал нь биеийн харилцан үйлчлэлийн хэмжүүр юм. Биеийн бие биендээ үзүүлэх харилцан үйлчлэл нь биеийн хурд эсвэл хэв гажилтын өөрчлөлттэй холбоотой үйл явцыг бүрэн дүрсэлдэг.
Физик хэмжигдэхүүний хувьд хүч нь хэмжих нэгжтэй (SI системд - Ньютон), түүнийг хэмжих төхөөрөмж - динамометртэй. Хүч хэмжигчний ажиллах зарчим нь биед үйлчлэх хүчийг динамометрийн пүршний хүчтэй харьцуулан үзэхэд суурилдаг.
1 кг масстай бие 1 секундэд хурдаа 1 м-ээр өөрчлөх хүчийг 1 Ньютоны хүчийг авна.
Хүчийг вектор хэмжигдэхүүнээр тодорхойлсон:
- үйл ажиллагааны чиглэл;
- хэрэглэх цэг;
- модуль, үнэмлэхүйхэмжээ.
Харилцааг тайлбарлахдаа эдгээр параметрүүдийг заавал зааж өгнө үү.
Байгалийн харилцан үйлчлэлийн төрөл: таталцлын, цахилгаан соронзон, хүчтэй, сул. Таталцлын хүч (төрөл бүрийн бүх нийтийн таталцлын хүч - таталцлын хүч) нь масстай аливаа биеийг тойрсон таталцлын талбайн нөлөөнөөс болж байдаг. Таталцлын талбайн судалгаа одоогоор дуусаагүй байна. Талбайн эх сурвалжийг хараахан олох боломжгүй байна.
Матери бүрдүүлэгч атомуудын цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн үр дүнд илүү том хэмжээний хүч үүсдэг.
Даралтын хүч
Бие дэлхийтэй харьцахдаа гадаргуу дээр даралт үзүүлдэг. Даралтын хүч, томъёо нь: P=мг, биеийн жин (м) -ээр тодорхойлогдоно. Дэлхийн янз бүрийн өргөрөгт таталцлын хурдатгал (g) өөр өөр утгатай байна.
Босоо даралтын хүч нь үнэмлэхүй утгаараа тэнцүү ба тулгуурт үүсэх уян хатан байдлын эсрэг чиглэлтэй байна. Хүчний томъёо нь биеийн хөдөлгөөнөөс хамаарч өөрчлөгддөг.
Биеийн жингийн өөрчлөлт
Дэлхийтэй харилцан үйлчлэлцсэний улмаас биеийн тулгуур дээр үзүүлэх үйлдлийг биеийн жин гэж нэрлэдэг. Сонирхолтой нь, биеийн жингийн хэмжээ нь босоо чиглэлд хөдөлгөөний хурдатгалаас хамаардаг. Хэрэв хурдатгалын чиглэл нь чөлөөт уналтын хурдатгалын эсрэг байвал жин нэмэгдэх болно. Хэрэв биеийн хурдатгал нь чөлөөт уналтын чиглэлтэй давхцаж байвал биеийн жин буурдаг. Жишээлбэл, өгсөх цахилгаан шатанд хүн өгсөх эхлэлд хэсэг хугацаанд жин нэмэгдэхийг мэдэрдэг. Түүний масс гэж баталөөрчлөгддөг, тийм биш. Үүний зэрэгцээ бид "биеийн жин" болон түүний "масс" гэсэн ойлголтуудыг ялгаж үздэг.
Уян хатан хүч
Биеийн хэлбэрийг өөрчлөхөд (түүний хэв гажилт) биеийг анхны хэлбэрт нь оруулах хандлагатай хүч гарч ирдэг. Энэ хүчийг "уян харимхай хүч" гэж нэрлэсэн. Энэ нь биеийг бүрдүүлэгч хэсгүүдийн цахилгаан харилцан үйлчлэлийн улмаас үүсдэг.
Хамгийн энгийн хэв гажилтыг авч үзье: суналт ба шахалт. Хурцадмал байдал нь биеийн шугаман хэмжээсүүдийн өсөлт дагалддаг бол шахалт нь тэдгээрийн бууралт дагалддаг. Эдгээр үйл явцыг тодорхойлдог утгыг биеийн суналт гэж нэрлэдэг. Үүнийг "x" гэж тэмдэглэе. Уян хатан хүчний томъёо нь суналттай шууд холбоотой. Деформацид өртсөн бие бүр өөрийн гэсэн геометрийн болон физик үзүүлэлттэй байдаг. Биеийн шинж чанар, түүний хийсэн материалаас хэв гажилтыг эсэргүүцэх уян хатан байдлын хамаарлыг уян хатан байдлын коэффициентээр тодорхойлно, үүнийг хөшүүн чанар (k) гэж нэрлэе.
Уян харимхай харилцан үйлчлэлийн математик загварыг Hooke-ийн хуулиар тодорхойлсон.
Биеийн хэв гажилтаас үүсэх хүч нь биеийн салангид хэсгүүдийн шилжилтийн чиглэлийн эсрэг чиглэсэн бөгөөд түүний суналттай шууд пропорциональ байна:
- Fy=-kx (вектор тэмдэглэгээ).
"-" тэмдэг нь хэв гажилт ба хүчний эсрэг чиглэлийг заана.
Скаляр хэлбэрээр сөрөг тэмдэг байхгүй. Томьёо нь Fy=kx хэлбэртэй уян харимхай хүчийг зөвхөн уян хатан хэв гажилтанд ашигладаг.
Соронзон орны гүйдэлтэй харилцан үйлчлэл
НөлөөСоронзон орон шууд гүйдэлд шилжихийг Амперын хуулиар тодорхойлно. Энэ тохиолдолд соронзон орон түүнд байрлуулсан гүйдэл дамжуулагч дээр үйлчлэх хүчийг Амперын хүч гэнэ.
Хөдөлгөөнт цахилгаан цэнэгтэй соронзон орны харилцан үйлчлэл нь хүчний илрэлийг үүсгэдэг. Амперын хүч, томьёо нь F=IBlsinα нь талбайн соронзон индукц (B), дамжуулагчийн идэвхтэй хэсгийн урт (l), дамжуулагч дахь гүйдлийн хүч (I) ба өнцгөөс хамаарна. гүйдлийн чиглэл ба соронзон индукцийн хооронд.
Сүүлийн хамаарлын улмаас дамжуулагчийг эргүүлэх эсвэл гүйдлийн чиглэл өөрчлөгдөхөд соронзон орны вектор өөрчлөгдөх боломжтой гэж үзэж болно. Зүүн гарын дүрэм нь үйл ажиллагааны чиглэлийг тохируулах боломжийг олгодог. Хэрэв зүүн гар нь соронзон индукцийн вектор далдуу мод руу орохоор байрлуулсан бол дөрвөн хуруу нь дамжуулагчийн гүйдлийн дагуу чиглэнэ, дараа нь 90°-аар нугалахад эрхий хуруу нь гүйдлийн чиглэлийг харуулна. соронзон орон.
Энэ нөлөөг хүн төрөлхтөн жишээ нь цахилгаан мотороос олжээ. Роторын эргэлт нь хүчирхэг цахилгаан соронзон үүсгэсэн соронзон орны нөлөөгөөр үүсдэг. Хүчний томъёо нь хөдөлгүүрийн хүчийг өөрчлөх боломжийг шүүх боломжийг олгодог. Гүйдэл эсвэл талбайн хүч нэмэгдэхийн хэрээр эргүүлэх момент нэмэгдэж, улмаар моторын хүч нэмэгддэг.
Бөөмийн замнал
Соронзон орны цэнэгтэй харилцан үйлчлэл нь энгийн бөөмсийг судлахад масс спектрографт өргөн хэрэглэгддэг.
Энэ тохиолдолд талбайн үйлдэл нь дуудагдах хүчний харагдах байдлыг үүсгэдэгЛоренцын хүч. Тодорхой хурдтай хөдөлж буй цэнэглэгдсэн бөөмс соронзон орон руу ороход томьёо нь F=vBqsinα хэлбэртэй Лоренцын хүч нь бөөмийг тойрог хэлбэрээр хөдөлгөдөг.
Энэхүү математик загварт v нь цахилгаан цэнэг нь q бол бөөмийн хурдны модуль, B нь талбайн соронзон индукц, α нь хурд ба соронзон индукцийн чиглэл хоорондын өнцөг юм.
Хүч ба хурд нь бие биетэйгээ 90° өнцгөөр чиглэсэн тул тойрог (эсвэл тойргийн нум) дагуу хөдөлдөг. Шугаман хурдны чиглэлийг өөрчлөх нь хурдатгал үүсгэдэг.
Дээр дурдсан зүүн гарын дүрэм нь Лоренцын хүчийг судлах үед мөн явагдана: хэрэв зүүн гар нь соронзон индукцийн вектор алган руу орохоор байрласан бол шугаман дээр сунгасан дөрвөн хурууг чиглүүлнэ. эерэг цэнэгтэй бөөмийн хурд, дараа нь эрхий хуруу 90° нугалж, хүчний чиглэлийг харуулна.
Сийвэнгийн асуудал
Соронзон орон ба бодисын харилцан үйлчлэлийг циклотронуудад ашигладаг. Цусны сийвэнгийн лабораторийн судалгаатай холбоотой асуудлууд нь түүнийг хаалттай саванд хадгалахыг зөвшөөрдөггүй. Өндөр ионжсон хий нь зөвхөн өндөр температурт байж болно. Сийвэнг соронзон орны тусламжтайгаар цагираг хэлбэрээр эргүүлж, сансар огторгуйд нэг газар хадгалах боломжтой. Өндөр температурт плазмыг соронзон орон ашиглан утас болгон эргүүлэх замаар хяналттай термоядролын урвалыг судалж болно.
Соронзон орны үйл ажиллагааны жишээионжуулсан хий дээр in vivo - Aurora Borealis. Энэхүү сүр жавхлант үзэгдэл дэлхийн гадаргаас дээш 100 км-ийн өндөрт Хойд туйлын тойргийн цаана ажиглагдаж байна. Хийн нууцлаг өнгөлөг туяаг зөвхөн 20-р зуунд л тайлбарлаж болно. Туйлуудын ойролцоох дэлхийн соронзон орон нь нарны салхи агаар мандалд нэвтрэн орохоос сэргийлж чадахгүй. Соронзон индукцийн шугамын дагуу чиглэсэн хамгийн идэвхтэй цацраг нь агаар мандлын иончлолыг үүсгэдэг.
Цэнэглэх хөдөлгөөнтэй холбоотой үзэгдэл
Түүхэнд дамжуулагчийн гүйдлийн урсгалыг тодорхойлдог гол хэмжигдэхүүнийг гүйдлийн хүч гэж нэрлэдэг. Сонирхолтой нь энэ ойлголт нь физикийн хүчтэй ямар ч холбоогүй юм. Дамжуулагчийн хөндлөн огтлолоор нэгж хугацаанд урсах цэнэгийг томъёонд багтаасан гүйдлийн хүч нь:
I=q/t, энд t нь цэнэгийн урсгалын хугацаа q
Үнэндээ одоогийн хүч нь цэнэгийн хэмжээ юм. Хэмжих нэгж нь N.-ээс ялгаатай нь Ампер (A) юм.
Хүчний ажлыг тодорхойлох
Бодис дээр хүч хэрэглэх нь ажлын гүйцэтгэлтэй дагалддаг. Хүчний ажил гэдэг нь хүч ба түүний үйлчлэлээр дамжсан шилжилтийн үржвэр, хүч ба шилжилтийн чиглэлүүдийн хоорондох өнцгийн косинустай тоон утгаараа тэнцүү физик хэмжигдэхүүн юм.
Томъёо нь A=FScosα болох хүчний хүссэн ажил нь хүчний хэмжээг агуулна.
Биеийн үйл ажиллагаа нь биеийн хурд өөрчлөгдөх эсвэл хэв гажилт дагалддаг бөгөөд энэ нь эрчим хүчний нэгэн зэрэг өөрчлөгдөж байгааг илтгэнэ. Хүчний хийсэн ажил нь үүнээс хамаарнаутгууд.
