Силы в механике

Четыре типа сил.
Гравитационные силы.
Электромагнитные силы.
Ядерные силы.
Слабые взаимодействия.

Гравитационные силы.
Эти силы действуют между всеми телами – все тела притягиваются друг к другу.
Но это притяжение существенно, только если хотя бы одно из взаимодействующих тел так же велика, как Земля или Луна.
В нормальных условиях эти силы ничтожно малы.

Электромагнитные силы.
Эти силы действуют между частицами, имеющими электрические заряды.
Сфера их действия достаточно обширна и разнообразна.
Эти силы являются главными в атомах, молекулах, твердых, жидких и газообразных телах, живых организмах.

Ядерные силы.
Область действия ядерных сил очень ограничена, они заметны только внутри атомных ядер.

Слабые взаимодействия.
Эти силы вызывают взаимные превращения элементарных частиц, определяют радиоактивный распад ядер, реакции термоядерного синтеза.

В механике рассматриваются только гравитационные и электромагнитные взаимодействия.
Гравитационные взаимодействия.
Сила тяжести
Сила всемирного тяготения.
Электромагнитные силы.
Сила упругости
Сила трения

Сила тяжести.
Сила тяжести - сила, с которой Земля действует на некоторое тело. Fт=m*g
g=9.8 м/с2 – ускорение свободного падения.
Сила тяжести , действующая на данное тело вблизи Земли может считаться постоянной лишь на определенной высоте у поверхности Земли.
Если тело перенести на другую высоту, меняется g и меняется сила тяжести.
Fт

Закон всемирного тяготения.
«Причина, вызывающая падения камня на Землю, движение Луны вокруг Земли и планет вокруг Солнца, одна и та же».
Исаак Ньютон

Как был открыт закон всемирного тяготения?
Ньютон предположил, что ряд явлений, казалось бы, не имеющих ничего общего (падение тел на Землю, обращение планет вокруг Солнца, движение Луны вокруг Земли, приливы и отливы и т. д.), вызваны одной причиной.
Окинув единым мысленным взором «земное» и «небесное», Ньютон предположил, что существует единый закон всемирного тяготения, которому подвластны все тела во Вселенной — от яблок до планет!

Закон всемирного тяготения.
«Два любых тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними,
где m1 и m2 – массы взаимодействующих тел, r – расстояние между телами, G – коэффициент пропорциональности, одинаковый для всех тел в природе и называемый постоянной всемирного тяготения, или гравитационной постоянной».

Эксперимент Генри Кавендиша
по определению гравитационной постоянной.
Английский физик Генри Кавендиш определил, насколько велика сила притяжения между двумя объектами. В результате была достаточно точно определена гравитационная постоянная, что позволило Кавендишу впервые определить массу Земли.

G – гравитационная постоянная, она численно равна силе гравитационного притяжения двух тел массой по 1 кг, находящихся на расстоянии 1 м одно от другого.
G=6,67 •10 -11 Н •м2 /кг 2
Сила взаимного притяжения тел всегда направлена вдоль прямой, соединяющей эти тела.

Закон всемирного тяготения имеет определенные границы применимости; он применим для:
материальных точек;
тел, имеющих форму шара;
шара большого радиуса, взаимодействующего с телами, размеры которых много меньше размеров шара.