У чому причина руху тіл? Відповідь на це питання дає розділ механіки, званий динамікою.
Як можна змінити швидкість тіла, змусити його рухатися швидше або повільніше? Тільки при взаємодії з іншими тілами. При взаємодії тіла можуть поміняти не тільки швидкість, але і напрямок руху і деформуватися, змінивши при цьому форму і об'єм. В динаміці для кількісної міри взаємодії тіл один на одного введена величина названа силою. А зміна швидкості за час дії сили характеризується прискоренням. Сила є причина прискорення.
поняття сили
Сила - це векторна фізична величина, що характеризує дію одного тіла на інше, що виявляється в деформації тіла або зміні його руху відносно інших тіл.
Сила позначається буквою F. За одиницю виміру в системі СІ прийнятий Ньютон (Н), який дорівнює силі, під дією якої тіло масою в один кілограм отримує прискорення в один метр на секунду в квадраті. Сила F повністю визначена, якщо задані її модуль, напрямок в просторі і точка прикладання.
Для вимірювання сил служить спеціальний прилад званий динамометром.
Скільки ж сил в природі?
Сили можна розділити на два типи:
- Діють при безпосередній взаємодії, контактні (пружні сили, сили тертя);
- Діють на відстані, дальнодействующіх (сила тяжіння, сила тяжіння, магнітні, електричні).
При безпосередній взаємодії, наприклад постріл з іграшкового пістолета, тіла відчувають зміну форми і обсягу в порівнянні з початковим станом, тобто деформацію стиску, розтягу, згину. Стиснута пружина пістолета перед пострілом, деформується кулька при ударі об пружину. В даному випадку сили діють в момент деформації і зникають разом з нею. Сили такі називають пружними. Сили тертя виникають при безпосередній взаємодії тіл, коли вони котяться, ковзають одна відносно одної.
Прикладом сил, що діють на відстані, може служити камінь, кинутий вгору, внаслідок тяжіння він впаде на Землю, припливи і відливи, виникають на океанських узбережжях. Зі збільшенням відстані такі сили зменшуються.
Залежно від фізичної природи взаємодії сили можна розділити на чотири групи:
З усіма типами цих сил ми зустрічаємося в природі.
Гравітаційні або сили всесвітнього тяжіння є найбільш універсальними, все, що має масу здатне відчувати ці взаємодії. Вони всюдисущі і всепроникні, але дуже слабкі, тому ми їх не помічаємо, особливо на великих відстанях. Гравітаційні сили дальнодействующіх, пов'язують всі тіла у Всесвіті.
Електромагнітні взаємодії виникають між зарядженими тілами або частинками, за допомогою дії електромагнітного поля. Електромагнітні сили дозволяють нам бачити предмети, так як світло це одна з форм електромагнітних взаємодій.
Слабкі і сильні взаємодії стали відомі завдяки вивченню будови атома і атомного ядра. Сильні взаємодії виникають між частинками в ядрах. Слабкі характеризують взаємні перетворення один в одного елементарних частинок, діють при реакціях термоядерного синтезу і радіоактивних розпадах ядер.
Якщо на тіло діє кілька сил?
При дії декількох сил на тіло одночасно замінюють це дія однієї силою, яка дорівнює їх геометричній сумі. Отриману в цьому випадку силу називають рівнодіюча. Вона повідомляє тілу той же прискорення, що і одночасно діють на тіло сили. Це так званий принцип суперпозиції сил.
