Valveta valemit. Tugevus - valem (füüsika)

Sõna "võimu" on nii laiaulatuslik, et selge kontseptsiooni andmine on praktiliselt võimatu ülesanne. Erinevus lihaste tugevusest meele võimusse ei hõlma kõiki selles sisalduvaid mõisteid. Füüsilistel kogustel peetav jõud on selgelt määratletud tähenduses ja määratluses. Jõuvõlg määratleb matemaatilise mudeli: jõu sõltuvus põhiparameetritest.

Jõuvõtuuuringute ajalugu hõlmab sõltuvuse parameetrite määratlust ja sõltuvuse eksperimentaalset tõestamist.

Tugevus füüsikas

Tugevus on kehade vastasmõju näitaja . Keha vastastikune mõju üksteisele kirjeldab täiesti keha kiiruse või deformatsiooni muutustega seotud protsesse.

Füüsilisest kogusest on jõud mõõtühik (SI süsteemis - Newton) ja selle mõõtmiseks mõeldud seade on dünamomeeter. Silomomeetri põhimõte tugineb keha mõjutatava jõu ja dünamomeetri vedrujõu võrdlusele.

1-nejtoni jõu korral võetakse vastu jõud, mille toimel muutub kehakaal massiga 1 kg kiirust 1 meetri võrra 1 sekundiks.

Vektorkoguse jõud määrab kindlaks:

• Tegevussuund;
• Rakenduspunkt;
• Moodul, absoluutväärtus.

Koostöö kirjeldamisel tuleb need parameetrid täpsustada.

Looduslike vastastikmõjude liigid: gravitatsiooniline, elektromagnetiline, tugev, nõrk. Gravitatsioonilised jõud ( universaalse gravitatsiooni jõud koos selle sordi - gravitatsioonijõuga) eksisteerivad tänu gravitatsioonialade mõjule, mis ümbritsevad massi kõiki kehasid. Siiski ei ole gravitatsiooniväljade uurimine veel lõpule viidud. Põllu allikat ei ole veel võimalik leida.

Aatomite elektromagnetilise vastasmõju tõttu, mille koostises aine koosneb, tekib suurem arv jõude.

Survet avaldav jõud

Kui keha suheldes Maaga, avaldab see survet pinnale. Survejõud, mille valem on: P = mg, määratakse keha massi (m) järgi. Vaba langemise kiirendusel (g) on erinevad väärtused Maa erinevatel laiuskraadidel.

Vertikaalne survejõu on moduluses ja toetuses oleva elastse jõu suunas vastupidine. Sellisel juhul sõltub jõu valem sõltuvalt keha liikumisest.

Kehakaalu muutus

Keha mõju kehale, mis tuleneb vastastikmõjust Maaga, nimetatakse tihti ka kehamassiks. Huvitav on see, et kehamassi suurus sõltub liikumise kiirendusest vertikaalsuunas. Juhul, kui kiirendus suuna on vabale langemise kiirendusele vastupidine, täheldatakse kaalu suurenemist. Kui keha kiirendus langeb kokku vaba langemisega, siis kaalu langus. Näiteks, kui ronimis liftis on ronimise alguses inimene mõneks ajaks kehakaalu tõus. Ei ole vaja öelda, et tema mass muutub. Samal ajal jagame mõisted "kehamass" ja selle "mass".

Elastsuse tugevus

Kui keha kuju (selle deformatsioon) muutub, ilmub jõud, mis kipub tagastama keha oma algsele kujule. Sellele jõule anti nimetus "elastsuse tugevus". See tekib osakeste elektrilise interaktsiooni tõttu, mille keha koosneb.

Mõelge lihtsamale deformatsioonile: venitus ja kontraktsioon. Pikendamine kaasneb kehade lineaarsuuruste suurenemisega ja kokkusurumisega kaasneb ka vähenemine. Neid protsesse iseloomustava ulatusega nimetatakse keha pikenemist. Märgi see "x" abil. Elastse jõu valem on otseselt seotud pikenemisega. Igal deformeerunud kehal on oma geomeetrilised ja füüsikalised parameetrid. Elastse deformatsiooniresistentsuse sõltuvus keha ja materjali omadustest, millest see tehakse, määratakse elastsuse koefitsiendiga, nimetame seda jäikuseks (k).

Elastse koostoime matemaatilist mudelit kirjeldab Hooke'i seadus.

Keha deformatsioonist tulenev jõud on suunatud keha üksikute osade nihkumise suunas, mis on otseselt proportsionaalne selle pikenemisega:

• F _y = -kx (vektori tähistuses).

"-" tähis näitab deformatsiooni ja jõu suunda vastupidist.

Skalaarilisel kujul puudub negatiivne märk. Elastse jõu, mille valem on järgmise kujuga F _y = kx, kasutatakse ainult elastsete deformatsioonide jaoks.

Magnetvälja koostoimimine vooluga

Magnetvälja mõju otsesele voolule on kirjeldatud Ampere seaduses. Sellisel juhul nimetatakse jõudu, millega magnetväli töötab juhtiva voolu juures asuva vooluga, nimetusega Ampere jõud.

Magnetvälja vastasmõju liikuva elektrilise laenguga põhjustab jõu avaldumist. Ampère'i jõud, mille valem on kujul F = IBlsinα, sõltub välju (B) magnetilist induktsiooni, juhi aktiivse osa pikkusest (l), voolu (I) juhi juurest ja nurka voolu suuna ja magnetilise induktsiooni vahel.

Viimase sõltuvuse tõttu võib väita, et magnetvälja aktiivvektor võib muutuda, kui juht on pööratud või voolu suund muutub. Vasakpoolse reegli abil saab määrata tegevuse suuna. Kui vasak käsi on paigutatud nii, et magnetilise induktsiooni vektor siseneb palmile, siis suunatakse neli sõrme mööda juhi voolu, seejärel näitab magnetvälja koormuse suunda 90 ^° pööratud pöidla.

Inimkonna selle mõju kasutamine on leitud näiteks elektrimootorites. Rootori pöörlemine on tingitud võimsast elektromagnetist tekitatud magnetvälja poolt. Jõu valem võimaldab teil hinnata mootori võimsuse muutmise võimalust. Kasvava voolu tugevuse või väli suuruse tõttu suureneb pöördemoment, mis suurendab mootori võimsust.

Osakeste trajektoorid

Magnetvälja koosmõju laenguga on elementaarosakeste uurimisel laialdaselt kasutatav mass-spektrograafides.

Selles olukorras toimuv tegevus põhjustab Lorentzi jõu jõu ilmnemist. Kui Lorentzi jõud, mis liigub laetud osakese teatud kiirusega, tabab magnetvälja , mille valem on kujul F = vBqsinα, põhjustab osakese mööda ümbermõõtu.

Selles matemaatilises mudelis on v osakese kiirusemoodul, mille elektriline laeng on q, B on väli magnetilise induktsiooni ja α on kiiruse ja magnetilise induktsiooni suundade vaheline nurk.

Osakese liigub mööda ringi (või kaarut ringi), kuna jõud ja kiirus on suunatud üksteise suhtes 90 ^° nurga all. Lineaarse kiiruse suuna muutumine põhjustab kiirenduse tekkimist.

Eespool käsitletud vasaku käe reegel ilmneb ka Lorentzi jõu uurimisel: kui vasak käsi on paigutatud selliselt, et magnetilise induktsiooni vektor siseneb palmile, suunatakse neljas sõrmed sirgjooneliselt piki positiivselt laetud osakese kiirust ja seejärel painutatakse 90 ^{° võrra} Pöial näitab jõu mõju suunda.

Plasma probleemid

Magnetvälja ja ainete interaktsiooni kasutatakse tsüklotroonides. Plasma laboriuuringutega seotud probleemid ei luba seda suletud anumates sisaldada. Kõrge ioniseeritud gaas võib eksisteerida ainult kõrgel temperatuuril. Plasma säilitamine ühes kohas on võimalik magnetvälja abil, keerates gaasi ringi kujul. Kontrolleeritavaid termotuumareaktsioone saab uurida ka, keerates kõrge temperatuuriga plasma juhtme külge magnetväljade abil.

Magnetvälja näide looduslikes tingimustes ioniseeritud gaasis on Polar Lights. See majesteetlik vaatepilt täheldatakse väljaspool Arktika ringi 100 km kõrgusel maapinnast. Mäetagune värvikirev gaasilõik saab selgitada ainult kahekümnendal sajandil. Maa magnetiline väli polaarsust ei saa takistada päikese tuule läbitungimist atmosfääri. Kõige aktiivsem magnetilise induktsiooniga suunatud kiirgus põhjustab atmosfääri ioniseerumist.

Laine liikumisega seotud nähtused

Ajalooliselt nimetatakse põhiväärtust, mis iseloomustab voolujuhti dirigendis, praeguse tugevusega. On huvitav, et see mõiste ei ole füüsikaga seotud mingisugust pinget. Praegune voolutugevus, mille valem sisaldab vedeliku ristlõikega voolavat voolu ühiku kohta, on järgmine:

• I = q / t, kus t on laengu aeg q.

Tegelikult on praegune tugevus laengu suurusjärgus. Mõõtühik on Ampere (A), erinevalt N.

Jõu töö kindlaksmääramine

Aktiivseks tegevuseks ainega kaasneb töö tulemuslikkus. Jõu töö on füüsiline kogus, mis on arvuliselt võrdsel jõudude tootest, mida liikumine läbib tema tegevuse, ja nurga kooseinus vahel jõu suunas ja nihke suunas.

Nõutav jõud, mille valem on kujul A = FScosα, sisaldab jõu suurust.

Keha toimet kaasneb keha kiiruse või deformatsiooni muutus, mis näitab samaaegseid muutusi energias. Jõu töö sõltub otseselt selle suurusest.