Закони сил в механіці

Для відомості знаходження закону руху частки до чисто математичної задачі, необхідно у відповідності з рівнянням (3.6) знати закони діють на частинку сил, т. Е. Залежність сили від визначальних її величин. Кожен такий закон виходить на підставі обробки результатів численних експериментів і, по суті, завжди спирається на рівняння (3.6) як на визначення сили.
Два фундаментальних виду взаємодії – слабку і сильну – проявляються у світі елементарних частинок і в атомних ядрах. Вони діють на малих відстанях (слабке – порядку 10-18 м, сильне – 10-15 м) і в разі ньютоновой механіки від них можна відволіктися. Два інших фундаментальних виду взаємодії, що лежать в основі всіх механічних явищ, – гравітаційне і електромагнітне. Наведемо закони цих сил в самому простому вигляді, коли взаємодіючі маси (заряди) покояться або рухаються з малою (нерелятивістської) швидкістю.
Сила гравітаційного тяжіння, що діє між двома матеріальними точками, відповідно до закону всесвітнього тяжіння пропорційна добутку мас точок і обернено пропорційна квадрату відстані r між ними і спрямована вздовж прямої, що з’єднує ці точки, від одного тіла до іншого

Фігурують у цьому законі маси називають гравітаційними на відміну від інертної маси, що входить у другий закон Ньютона. По-іншому ці маси можна назвати гравітаційними зарядами, за аналогією з електричними. З досвіду, однак, встановлено, що гравітаційна і інертна маси будь-якого тіла дорівнюють один одному з відносною точністю до – експериментально певне сучасне значення. Тому можна вважати їх рівними (т. Е. Вибрати один і той же еталон для вимірювання обох мас) і говорити просто про масу, яка виступає як міра інертності тіла або як міра гравітаційної дії.

Зауважимо, що закон Кулона (3.3.2) перестає виконуватися точно, якщо заряди рухаються. Електричне взаємодія рухомих зарядів виявляється складним чином залежать від їхнього руху. Одну з частин цієї взаємодії, обумовлену рухом, називають магнітною силою (звідси й інша назва даної взаємодії – електромагнітний). При малих (нерелятівістскіх) швидкостях магнітна сила становить пренебрежимо малу частину електричного взаємодії і воно з високим ступенем точності описується законом (3.3.2). Ступінь малості визначається квадратом відносини відносної швидкості зарядів v до швидкості світла у вакуумі c: якщо, то закон вельми точний.
Незважаючи на те, що гравітаційні та електричні взаємодії лежать в основі всього незліченної різноманітності механічних явищ, аналіз явищ, особливо макроскопічних, виявився б вельми складним, якби у всіх випадках ми виходили з цих фундаментальних взаємодій. Тому зручно ввести інші, наближені, закони сил (які в принципі можуть бути отримані з фундаментальних сил). Це необхідно для того, щоб спростити математично задачу настільки, щоб її можна було практично вирішити.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (2 votes, average: 4.50 out of 5)

Закони сил в механіці