힘의 개념. 힘의 법칙, 공식 물리학에서 힘의 정의
다양한 물리적 현상과 과정을 문자 그대로 설명하는 짧은 스케치를 계속해서 작성할 가치가 있는지 이해합니다. 그 결과 나의 의심이 사라졌습니다. 계속하겠습니다. 하지만 다소 복잡한 현상에 접근하려면 별도의 순차적인 게시물 시리즈를 만들어야 합니다. 따라서 태양과 다른 유형의 별의 구조와 진화에 대한 이야기를 시작하려면 기본 입자 간의 상호 작용 유형에 대한 설명부터 시작해야 합니다. 이것부터 시작합시다. 수식이 없습니다.
물리학에서는 전체적으로 네 가지 유형의 상호 작용이 알려져 있습니다. 다들 잘 알려져 있지 중력의그리고 전자기. 그리고 일반인들에게는 거의 알려지지 않은 강한그리고 약한. 순차적으로 설명해보자.
중력 상호작용
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사람들은 고대부터 그것을 알고 있었습니다. 왜냐하면 그것은 끊임없이 지구의 중력장에 있기 때문입니다. 그리고 학교 물리학에서 우리는 물체 사이의 중력 상호 작용의 힘이 물체의 질량의 곱에 비례하고 물체 사이의 거리의 제곱에 반비례한다는 것을 알고 있습니다. 중력의 영향으로 달은 지구를 중심으로 회전하고 지구와 다른 행성은 태양을 중심으로 회전하며 후자는 다른 별과 함께 우리 은하 중심을 중심으로 회전합니다.
거리에 대한 중력 상호작용 강도(거리의 제곱에 반비례)의 다소 느린 감소로 인해 물리학자들은 이 상호작용에 대해 다음과 같이 이야기하게 되었습니다. 장거리. 또한, 물체 사이에 작용하는 중력 상호작용의 힘은 인력일 뿐입니다.
전자기 상호 작용
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학교 물리학에서 알 수 있듯이 가장 간단한 정전기 상호 작용의 경우, 전하를 띤 입자 사이의 인력 또는 반발력은 전하의 곱에 비례하고 입자 사이의 거리의 제곱에 반비례합니다. 이는 중력 상호 작용의 법칙과 매우 유사합니다. 유일한 차이점은 동일한 부호를 가진 전하는 밀어내고 다른 부호를 가진 전하는 끌어당긴다는 것입니다. 따라서 물리학자들은 중력 상호작용과 같은 전자기 상호작용을 이렇게 부릅니다. 장거리.
동시에 전자기 상호 작용은 중력 상호 작용보다 더 복잡합니다. 학교 물리학에서 우리는 전기장이 전하에 의해 생성되고 자기전하는 자연에 존재하지 않으며 자기장은 전류에 의해 생성된다는 것을 알고 있습니다.
실제로 전기장은 시변 자기장에 의해 생성될 수도 있고, 자기장은 시변 전기장에 의해 생성될 수도 있습니다. 후자의 상황에서는 전하나 전류가 전혀 없이 전자기장이 존재할 수 있습니다. 그리고 이 가능성은 전자기파의 형태로 구현된다. 예를 들어 전파 및 빛 양자.
전기력과 중력은 거리에 동등하게 의존하기 때문에 그 강도를 비교하는 것이 당연합니다. 따라서 두 개의 양성자의 경우 중력 인력은 정전기적 반발력보다 10의 36제곱(10억, 10억, 10억 배) 약한 것으로 나타납니다. 그러므로 미시세계의 물리학에서는 중력 상호작용이 상당히 무시될 수 있습니다.
강력한 상호작용
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이것 - 단거리힘. 1펨토미터(1조분의 1밀리미터) 정도의 거리에서만 작동하고 먼 거리에서는 그 영향력이 실제로 느껴지지 않는다는 점에서 그렇습니다. 더욱이, 1펨토미터 정도의 거리에서 강한 상호작용은 전자기적 상호작용보다 약 100배 더 강렬합니다.
이것이 바로 원자핵 내에서 동일하게 전하를 띤 양성자가 정전기력에 의해 서로 밀어내지 않고 강한 상호작용에 의해 서로 결합되어 있는 이유입니다. 양성자와 중성자의 크기가 약 1펨토미터이기 때문입니다.
약한 상호작용
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정말 매우 약합니다. 첫째, 1펨토미터보다 1000배 더 작은 거리에서 작동합니다. 그리고 장거리에서는 실제로 느껴지지 않습니다. 그러므로 강자와 마찬가지로 계급에 속한다. 단거리. 둘째, 그 강도는 전자기 상호 작용의 강도보다 약 천억 배 적습니다. 약력은 기본 입자의 일부 붕괴를 담당합니다. 자유 중성자를 포함합니다.
약한 상호작용을 통해서만 물질과 상호작용하는 입자는 한 가지 유형뿐입니다. 이것은 중성미자입니다. 거의 천억 개의 태양 중성미자가 매초 우리 피부의 매 제곱센티미터를 통과합니다. 그리고 우리는 그것들을 전혀 알아차리지 못합니다. 우리 생애 동안 소수의 중성미자가 우리 몸의 물질과 상호 작용할 가능성은 거의 없습니다.
우리는 이러한 모든 유형의 상호작용을 설명하는 이론에 대해서는 이야기하지 않을 것입니다. 우리에게 중요한 것은 이론가들의 즐거움이 아니라 세상에 대한 고품질의 그림이기 때문입니다.
각 힘의 작용점과 방향을 알아야 합니다. 신체에 어떤 힘이 어떤 방향으로 작용하는지 정확히 판단할 수 있는 것이 중요합니다. 힘은 로 표시되며, 뉴턴 단위로 측정됩니다. 힘을 구별하기 위해 다음과 같이 지정됩니다.
아래는 자연에서 활동하는 주요 세력입니다. 문제를 해결할 때 존재하지 않는 힘을 만들어내는 것은 불가능합니다!
자연에는 많은 힘이 있습니다. 여기서 우리는 역학을 공부할 때 학교 물리학 과정에서 고려되는 힘을 고려합니다. 다른 힘도 언급되어 있는데, 이에 대해서는 다른 섹션에서 논의하겠습니다.
중력
지구상의 모든 신체는 지구의 중력의 영향을 받습니다. 지구가 각 신체를 끌어당기는 힘은 공식에 의해 결정됩니다.
적용 지점은 신체의 무게 중심입니다. 중력 항상 수직으로 아래쪽을 향함.
마찰력
마찰력에 대해 알아봅시다. 이 힘은 물체가 움직이고 두 표면이 접촉할 때 발생합니다. 현미경으로 볼 때 표면이 보이는 것만큼 매끄럽지 않기 때문에 힘이 발생합니다. 마찰력은 다음 공식에 의해 결정됩니다.
힘은 두 표면의 접촉점에 적용됩니다. 이동과 반대 방향으로 향합니다.
지면 반력
테이블 위에 아주 무거운 물체가 놓여 있다고 상상해 봅시다. 테이블은 물체의 무게로 인해 휘어집니다. 그러나 뉴턴의 제3법칙에 따르면 탁자는 탁자 위의 물체와 정확히 동일한 힘으로 물체에 작용합니다. 힘은 물체가 테이블을 누르는 힘과 반대 방향으로 향합니다. 즉, 위로. 이 힘을 지면반력이라고 합니다. 힘의 이름은 "말한다" 지원이 반응하다. 이 힘은 지지대에 충격이 가해질 때마다 발생합니다. 분자 수준에서 발생하는 특성. 물체는 분자의 일반적인 위치와 연결(테이블 내부)을 변형시키는 것처럼 보였고, 차례로 원래 상태인 "저항"으로 돌아가려고 노력했습니다.
매우 가벼운 몸체(예: 테이블 위에 놓인 연필)라도 모든 신체는 미시적 수준에서 지지대를 변형합니다. 따라서 접지 반응이 발생합니다.
이 힘을 찾는 특별한 공식은 없습니다. 문자로 표시되나 이 힘은 단순히 탄성력의 별도 형태이므로 다음과 같이 표시할 수도 있다.
물체가 지지대와 접촉하는 지점에 힘이 가해집니다. 지지대에 수직으로 향합니다.
신체를 물질적 점으로 표현하므로 중심으로부터 힘을 표현할 수 있다.
탄성력
이 힘은 변형(물질의 초기 상태 변화)의 결과로 발생합니다. 예를 들어 스프링을 늘리면 스프링 재료 분자 사이의 거리가 늘어납니다. 스프링을 압축하면 스프링이 감소합니다. 우리가 비틀거나 이동할 때. 이 모든 예에서 변형을 방지하는 힘, 즉 탄성력이 발생합니다.
후크의 법칙
탄성력은 변형의 반대 방향으로 향합니다.
신체를 물질적 점으로 표현하므로 중심으로부터 힘을 표현할 수 있다.
예를 들어 스프링을 직렬로 연결할 때 강성은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
병렬로 연결하면 강성이 커집니다.
샘플 강성. 영률.
영률은 물질의 탄성 특성을 나타냅니다. 이는 재료와 물리적 상태에만 의존하는 상수 값입니다. 인장 또는 압축 변형에 저항하는 재료의 능력을 나타냅니다. 영률의 값은 표 형식입니다.
고체의 특성에 대해 자세히 알아보세요.
체중
체중은 물체가 지지대에 작용하는 힘입니다. 이것이 중력의 힘이라고 말씀하시죠! 혼란은 다음과 같이 발생합니다. 실제로 신체의 무게는 중력과 같지만 이러한 힘은 완전히 다릅니다. 중력은 지구와의 상호 작용의 결과로 발생하는 힘입니다. 무게는 지지대와의 상호작용의 결과입니다. 중력은 물체의 무게 중심에 가해지는 반면, 무게는 물체가 아닌 지지대에 가해지는 힘입니다!
체중을 결정하는 공식은 없습니다. 이 힘은 문자로 지정됩니다.
지지 반력 또는 탄성력은 물체가 서스펜션이나 지지대에 충격을 가할 때 발생하므로 신체의 무게는 수치상 항상 탄성력과 동일하지만 방향은 반대입니다.
뉴턴의 제3법칙에 따르면 지지 반력과 무게는 동일한 성질을 가지며 방향은 반대입니다. 무게는 신체가 아닌 지지대에 작용하는 힘입니다. 중력이 신체에 작용합니다.
체중은 중력과 같지 않을 수 있습니다. 그 이상일 수도, 적을 수도 있고, 가중치가 0일 수도 있습니다. 이 조건을 무중력. 무중력은 물체가 지지대와 상호 작용하지 않는 상태입니다(예: 비행 상태). 중력은 있지만 무게는 0입니다!
합력이 어디로 향하는지 알면 가속도의 방향도 알 수 있다
무게는 힘이며 뉴턴 단위로 측정됩니다. "체중은 얼마나 되나요?"라는 질문에 올바르게 대답하는 방법은 무엇입니까? 우리는 체중이 아닌 질량을 지정하여 50kg이라고 대답합니다! 이 예에서 우리의 무게는 중력, 즉 약 500N과 같습니다!
초과 적재- 중력에 대한 무게의 비율
아르키메데스의 힘
물체가 액체(또는 기체)에 잠겨 있을 때 물체와 액체(기체)의 상호 작용으로 인해 힘이 발생합니다. 이 힘은 몸을 물(가스) 밖으로 밀어냅니다. 따라서 수직으로 위쪽을 향하게 됩니다(밀어냅니다). 공식에 의해 결정됩니다:
공중에서 우리는 아르키메데스의 힘을 무시합니다.
아르키메데스의 힘이 중력과 같으면 몸은 뜬다. 아르키메데스의 힘이 크면 액체 표면으로 올라가고, 작으면 가라앉습니다.
전기력
전기적으로 발생하는 힘이 있습니다. 전하가 있는 상태에서 발생합니다. 쿨롱 힘, 암페어 힘, 로렌츠 힘과 같은 힘은 전기 섹션에서 자세히 논의됩니다.
몸체에 작용하는 힘의 도식적 지정
종종 몸체는 재료 점으로 모델링됩니다. 따라서 다이어그램에서 다양한 적용 지점이 한 지점, 즉 중앙으로 전송되고 몸체는 개략적으로 원 또는 직사각형으로 표시됩니다.
힘을 정확하게 지정하려면 연구 중인 신체가 상호 작용하는 모든 신체를 나열해야 합니다. 마찰, 변형, 인력 또는 반발 등 각각의 상호 작용의 결과로 어떤 일이 발생하는지 확인합니다. 힘의 유형을 결정하고 방향을 올바르게 표시하십시오. 주목! 힘의 양은 상호작용이 일어나는 물체의 수와 일치합니다.
기억해야 할 주요 사항
1) 힘과 그 성격;
2) 힘의 방향;
3) 작용하는 힘을 식별할 수 있다
외부(건식) 마찰과 내부(점성) 마찰이 있습니다. 외부 마찰은 접촉하는 고체 표면 사이에서 발생하고 내부 마찰은 상대 운동 중에 액체 또는 가스 층 사이에서 발생합니다. 외부 마찰에는 정지 마찰, 미끄럼 마찰, 구름 마찰의 세 가지 유형이 있습니다.
롤링 마찰은 공식에 의해 결정됩니다
저항력은 물체가 액체나 기체 속에서 움직일 때 발생합니다. 저항력의 크기는 물체의 크기와 모양, 이동 속도, 액체나 기체의 특성에 따라 달라집니다. 낮은 이동 속도에서 항력은 신체의 속도에 비례합니다.
고속에서는 속도의 제곱에 비례합니다.
물체와 지구 사이의 상호 매력을 생각해 봅시다. 그 사이에는 중력의 법칙에 따라 힘이 생긴다 
이제 중력의 법칙과 중력의 힘을 비교해 봅시다. 
중력가속도의 크기는 지구의 질량과 반지름에 따라 달라집니다! 따라서 해당 행성의 질량과 반경을 사용하여 달이나 다른 행성에 있는 물체가 어떤 가속도로 낙하할지 계산할 수 있습니다.
지구 중심에서 극지방까지의 거리는 적도보다 짧습니다. 따라서 적도에서의 중력 가속도는 극지방의 중력 가속도보다 약간 작습니다. 동시에, 중력 가속도가 해당 지역의 위도에 의존하는 주된 이유는 지구가 축을 중심으로 회전한다는 사실입니다.
우리가 지구 표면에서 멀어짐에 따라 중력과 중력 가속도는 지구 중심까지의 거리의 제곱에 반비례하여 변합니다.
뉴턴의 법칙
뉴턴의 제1법칙
다른 물체에 의해 영향을 받지 않거나 다른 힘의 작용이 보상되는 경우 물체가 속도를 변경하지 않고 유지하는 관성이라고 불리는 기준 시스템이 있습니다.
뉴턴의 II 법칙
물체의 가속도는 물체에 가해지는 합력에 정비례하고 물체의 질량에 반비례합니다.
뉴턴의 제3법칙
두 물체가 서로 작용하는 힘은 크기가 같고 방향이 반대입니다.
힘의 종류
탄성력물체의 모양이나 크기가 변할 때 물체에서 발생하는 힘이라고 합니다. 이는 신체가 압축되거나 늘어나거나 구부러지거나 뒤틀릴 때 발생합니다. 예를 들어, 압축으로 인해 스프링에 탄성력이 발생하여 벽돌에 작용합니다.
탄성력은 항상 신체의 모양이나 크기를 변화시키는 힘과 반대 방향으로 향합니다. 이 예에서는 떨어지는 벽돌이 스프링을 압축했습니다. 즉, 아래쪽으로 향하는 힘으로 스프링에 작용했습니다. 결과적으로 스프링에 반대 방향, 즉 위쪽으로 향하는 탄성력이 발생했습니다. 우리는 벽돌의 반동을 관찰함으로써 이를 확인할 수 있습니다.
훅의 법칙:변형된 몸체에서 발생하는 탄성력은 변형 벡터에 정비례하고 방향이 반대입니다.
여기서 k는 탄성 계수이고, L은 탄성 변형의 크기입니다.
중력의 힘으로세상의 모든 물체가 서로 끌어당기는 힘을 부릅니다(§ 2-a 참조). 중력의 한 유형은 중력, 즉 행성 근처에 있는 물체를 끌어당기는 힘입니다. 예를 들어, 화성에 배치된 로켓도 중력의 영향을 받습니다.
중력항상 행성의 중심을 향하고 있습니다. 그림은 지구가 아래쪽, 즉 행성의 중심을 향하는 힘으로 소년과 공을 끌어당긴다는 것을 보여줍니다. 보시다시피, 아래쪽 방향은 지구상의 장소에 따라 다릅니다. 이것은 다른 행성과 우주체에도 해당됩니다. § 3d에서 중력에 대해 더 자세히 연구하겠습니다.
마찰력한 물체가 다른 물체의 표면 위로 미끄러지는 것을 방지하는 힘이라고 합니다. 그림을 살펴보겠습니다. 자동차의 급제동에는 항상 "삐걱거리는 브레이크"가 동반됩니다. 이 소리는 아스팔트 위에서 타이어가 미끄러지면서 발생합니다. 이 경우 바퀴와 도로 사이에 마찰력이 작용하여 미끄러짐을 방지하므로 타이어의 마모가 심해집니다.
마찰력은 항상 문제의 몸체가 다른 몸체의 표면을 따라 미끄러지는 (가능한) 방향과 반대 방향으로 향합니다. 예를 들어, 자동차가 급제동을 하면 바퀴가 앞으로 미끄러지는데, 이는 도로에 작용하는 마찰력이 반대 방향, 즉 뒤로 향한다는 것을 의미합니다.
마찰력은 한 몸체가 다른 몸체의 표면 위로 미끄러질 때만 발생하는 것이 아닙니다. 정지 마찰력도 있습니다. 예를 들어, 신발을 신고 도로를 밀 때 신발이 미끄러지는 것을 관찰할 수 없습니다. 이 경우 정지 마찰력이 발생하여 앞으로 나아갈 수 있습니다. 이 힘이 없으면 우리는 예를 들어 얼음 위에서처럼 한 걸음도 내딛을 수 없습니다.
아르키메데스의 힘으로(또는 부력)은 액체나 기체가 그 안에 잠겨 있는 물체에 작용하여 밀어내는 힘입니다. 그림은 물고기가 내쉬는 공기 방울에 물이 작용하여 물고기를 표면으로 밀어내는 것을 보여줍니다. 물은 물고기와 돌에도 영향을 미치며 무게(돌이 바닥을 누르는 힘)를 줄입니다.
저항의 힘.액체나 기체 내에서 병진 운동하는 동안 물체에 작용하는 힘을 항력이라고 합니다.
항력은 외부 환경에 대한 신체의 속도에 따라 달라지며 신체의 속도 벡터와 반대 방향으로 향합니다.
여기서 k는 매체에 대한 신체의 속도에 따른 비례 계수이고, V는 매체에 대한 신체의 속도 계수입니다.
중력 인력의 힘.
신체 간의 중력 상호 작용은 중력장을 통해 수행됩니다.
중력은 상호 작용하는 지점을 연결하는 하나의 직선을 따라 전달됩니다. 중앙세력이다.
만유인력의 법칙:
두 물질 지점 사이에는 지점 질량의 곱에 비례하고 두 지점 사이 거리의 제곱에 반비례하는 상호 인력이 있습니다.
여기서 G = 6.67 · 10^-11 (N m^2) / kg^2는 중력 상수, m1, m2는 물질 점의 중력 질량, R은 물질 점 사이의 거리입니다.
만유인력의 법칙은 균질한 구형체에도 적용됩니다. 이 경우 R은 몸체의 무게 중심 사이의 거리입니다.
자연에는 중력, 중력, 로렌츠, 암페어, 고정 전하의 상호 작용 등 다양한 유형의 힘이 있지만 궁극적으로는 모두 소수의 기본(기본) 상호 작용으로 귀결됩니다. 현대 물리학은 자연에는 네 가지 유형의 힘 또는 네 가지 유형의 상호 작용만 있다고 믿습니다.
1) 중력 상호작용(중력장을 통해 수행됨)
2) 전자기 상호 작용(전자기장을 통해 수행됨)
3) 핵 (또는 강함) (핵의 입자들 사이의 연결 제공);
4) 약함 (기본 입자의 붕괴 과정을 담당).
고전 역학의 틀 내에서 중력과 전자기력, 탄성력과 마찰력을 다룹니다.
1. 만유인력의 힘. 이것은 두 물질체가 서로 끌어당기는 힘입니다. 중력은 거리와 질량이 있는 두 재료 지점에 따라 달라집니다. t 1그리고 t 2멀리 떨어진 곳에 위치 아르 자형서로 동등하게 표현됩니다.
F = Gm 1m 2 / r 2, (3)
어디 G- 중력 상수(SI에서 G= 6.673 10 -11 m 3 /kg·s 2).
2. 중력. 그것은 끊임없는 힘이다 , 지구 표면 근처에 위치한 모든 신체에 작용합니다. 이 힘은 만유인력의 특별한 경우임이 분명합니다.
F T = G mM/R 2,(4)
어디 중- 체질량, 중그리고 아르 자형– 지구의 질량과 반경. 크기
g = GM/R 2
~라고 불리는 자유낙하 가속. 그 다음에
FT = mg. (5)
크기와 같은 중력 g,위도와 해발 고도의 변화에 따라 변화하지만 질량은 주어진 몸체에 대해 일정한 값입니다. 대부분의 문제를 해결할 때 다음과 같이 가정합니다. 지 = 9.8m/초 2.
주어진 몸체의 질량을 실험적으로 결정하기 위해 질량이 관성의 척도로 포함되므로 관성 질량이라고 하는 등식(1)에서 진행할 수 있습니다. 그러나 우리는 질량이 신체의 중력 특성의 척도로 포함되어 중력 질량이라고 불리는 등식(4)에서 진행할 수도 있습니다. 원칙적으로 관성 질량과 중력 질량이 동일한 양을 나타내는 것은 어디에서나 발생하지 않습니다. 그러나 많은 실험을 통해 두 질량의 값이 매우 높은 정확도로 일치한다는 것이 확인되었습니다. 따라서 역학에서는 질량을 신체의 관성과 중력 특성을 정량적으로 측정하는 단위로 정의하는 "질량"이라는 단일 용어를 사용합니다.
3. 체중. 이것이 힘이다 피, 신체가 지지대 또는 서스펜션에 작용합니다. 체중과 중력은 서로 다른 신체에 적용되므로 혼동해서는 안 됩니다. 게다가, P = F T = mg정지 상태 또는 선형 등속 운동 상태에서만 가능합니다. 문제를 해결할 때 아르 자형,일반적으로 뉴턴의 제3법칙에 따라 발견됩니다.
4. 탄성력.
이 힘은 신체의 변형과 함께 신체의 상호작용의 결과로 발생합니다. 이는 변형의 크기에 비례하며 변형에 반대됩니다.
특히 스프링력
F=k , (7)
스프링의 신장(또는 압축)은 어디에 있습니까? 케이-스프링 강성 계수(N/m로 측정된 SI).
지상 반력.이는 접촉 지점에서 접촉체 표면의 일반적인 법선을 따라 지시되며 이 지점에 적용됩니다(그림 6a). 접촉 표면 중 하나가 점인 경우(그림 6, b), 반응은 다른 표면에 수직으로 향합니다.
그림 6 그림 7
실 장력 . 스레드를 따라 서스펜션 지점으로 향함(그림 7).
5. 마찰력. 줄여서 그렇게 부르죠 슬라이딩 마찰력,움직이는 몸체에 작용합니다(액체 윤활제가 없는 경우). 모듈러스는 평등에 의해 결정됩니다.
어디 µ - 종종 일정한 것으로 간주되는 마찰 계수. N- 정상적인 반응. 트래픽을 반대합니다.
6.정적 마찰력- 이것은 물체를 움직이게 하는 힘과 크기가 같고 방향이 반대인 정지 상태의 접촉 물체 사이에 작용하는 힘입니다.
슬라이딩이 발생하기 전에 정지 마찰력은 임의의 방향을 가질 수 있으며 0부터 슬라이딩이 발생하는 특정 최대값까지의 값을 취할 수 있습니다.
주어진 물체의 미끄러짐이 다른 물체의 표면에서 시작되는 외부 힘과 크기가 동일한 정지 마찰력을 다음과 같이 부릅니다. 최대 정지 마찰력.
프랑스 물리학자 G. Amonton과 C. Coulomb은 정지 마찰의 최대 힘은 지지체의 반력(정상 압력)에 비례하고 마찰체의 접촉 영역에 의존하지 않는다는 사실을 확립했습니다.
어디 m 0– 정지 마찰 계수는 접촉체의 물리적 특성에 따라 달라집니다.
7. 롤링 마찰력.신체가 다른 신체의 표면에서 구르면 신체가 구르는 것을 방지하는 롤링 마찰력이라는 특별한 힘이 발생합니다. 접촉하는 물체의 동일한 재료에 대한 롤링 가시 힘은 항상 미끄러지는 가시 힘보다 작습니다. 이는 실제로 일반 베어링을 볼 또는 롤러 베어링으로 교체하여 사용됩니다. 반경 R: 의 롤링 실린더에 대해 실험적으로 확립된 쿨롱, 여기서 m K는 롤링 마찰 계수이며, 그 값은 재료의 경도와 표면 거칠기가 증가함에 따라 감소합니다. 롤링 림용.
8. 점성마찰력. 이 속도 의존적 힘은 점성이 매우 높은 매질(또는 액체 윤활제가 있는 곳)에서 천천히 움직일 때 물체에 작용하며 다음과 같이 표현될 수 있습니다.
R= ,(8)
어디 υ - 신체 속도, - 항력 계수.
9. 공기역학적 힘(유체 역학) 저항. 이 힘은 또한 속도에 따라 달라지며 공기나 물과 같은 매질 속에서 움직이는 물체에 작용합니다. 일반적으로 그 값은 평등으로 표현됩니다.
R=0.5c x Sυ 2,
매체의 밀도는 어디에 있습니까? 에스- 이동 방향에 수직인 평면에 신체가 투영되는 영역(중앙부 영역), cx- 무차원 항력 계수는 일반적으로 실험적으로 결정되며 신체의 모양과 이동 중 신체의 방향에 따라 결정됩니다.
탄성력과 마찰력은 전자기적 기원의 물질 분자 사이의 상호 작용의 특성에 의해 결정됩니다. 따라서 본질적으로 전자기적입니다. 중력과 전자기력은 기본적이며 다른 단순한 힘으로 축소될 수 없습니다. 탄성력과 마찰력은 기본이 아닙니다.
2.3. 갈릴레오의 변신.
역학 문제를 해결할 때 우리는 주로 다음과 같은 일정하거나 가변적인 힘을 고려할 것입니다(가변 힘의 변화 법칙은 일반적으로 실험적으로 확립됩니다).
중력. 이는 지구 표면 근처에 위치한 모든 물체에 작용하는 일정한 힘 P입니다(자세한 내용은 § 92 참조). 중력 계수는 신체의 무게와 같습니다.
경험에 따르면 힘 P의 영향으로 (작은 높이와 공기가 없는 공간에서) 지구로 자유롭게 떨어지는 모든 물체는 중력 가속도라고 하는 동일한 가속도 g를 가지며 때로는 중력 가속도라고도 합니다.
그런 다음 방정식 (D)에서 다음과 같습니다.
이러한 등식을 통해 물체의 질량을 알면 무게(물체에 작용하는 중력 계수)를 결정하거나 물체의 무게를 알면 질량을 결정할 수 있습니다. g 값과 마찬가지로 체중이나 중력은 위도와 고도에 따라 변합니다. 질량은 주어진 신체에 대해 일정한 양입니다.
마찰력. 이것이 움직이는 물체에 작용하는(액체 윤활제가 없는 경우) 미끄럼 마찰력이라고 간단히 부르겠습니다. 모듈러스는 동등성에 의해 결정됩니다(§ 23 참조).
여기서 f는 마찰 계수이며 상수로 간주됩니다. N - 정상적인 반응.
중력. 이는 뉴턴이 발견한 만유인력의 법칙에 따라 두 물질체가 서로 끌어당기는 힘입니다. 중력은 거리에 따라 달라지며, 질량이 서로 멀리 떨어져 있는 두 개의 물질 점에 대해 평등으로 표현됩니다.
여기서 f는 중력 상수(in)입니다.
탄성력. 이 힘은 거리에 따라 달라집니다. 그 값은 응력(단위 면적당 힘)이 변형에 비례한다는 Hooke의 법칙에 따라 결정될 수 있습니다. 특히 스프링의 탄성력에 대해 다음 값을 얻습니다.
스프링의 신장(또는 압축)은 어디에 있습니까? c는 소위 스프링 강성 계수(SI에서 측정됨)입니다.
점성 마찰력. 이 속도 의존적 힘은 점성이 매우 높은 매질(또는 액체 윤활제가 있는 곳)에서 천천히 움직일 때 물체에 작용하며 다음과 같이 표현될 수 있습니다.
여기서 v는 신체의 속도입니다. - 저항 계수. 식 (7)의 종속성은 뉴턴이 발견한 점성 마찰의 법칙에 기초하여 얻을 수 있습니다.
공기역학적(유체역학적) 항력.
이 힘은 또한 속도에 따라 달라지며 예를 들어 공기나 물과 같은 매질 속으로 움직이는 물체에 작용합니다. 일반적으로 그 값은 평등으로 표현됩니다.
매체의 밀도는 어디에 있습니까? - 이동 방향에 수직인 평면에 신체가 투영되는 영역(중앙부 영역) - 무차원 항력 계수는 일반적으로 실험적으로 결정되며 신체의 모양과 이동 중 신체의 방향에 따라 결정됩니다.
관성 질량과 중력 질량. 주어진 몸체의 질량을 실험적으로 결정하려면 질량이 관성의 척도로 포함되므로 관성 질량이라고 부르는 법칙 (1)에서 진행할 수 있습니다. 그러나 우리는 질량이 물체의 중력 특성의 척도로 포함되고 따라서 중력(또는 무거운) 질량이라고 불리는 법칙(5)에서 시작할 수도 있습니다. 원칙적으로 관성 질량과 중력 질량이 동일한 양을 나타내는 것은 어디에서나 발생하지 않습니다. 그러나 여러 실험을 통해 두 질량의 값이 매우 높은 정확도로 일치한다는 사실이 확인되었습니다(소련 물리학자(1971)가 수행한 실험에 따르면 정확도는 ). 실험적으로 확립된 이 사실을 등가의 원리라고 합니다. 아인슈타인은 자신의 일반 상대성 이론(중력 이론)을 바탕으로 이 이론을 세웠습니다.
위의 내용을 바탕으로 역학에서는 질량을 신체의 관성과 중력 특성의 척도로 정의하는 단일 용어인 "질량"을 사용합니다.
