1. Виды взаимодействия
Гравитационное взаимодействие (Закон всемирного тяготения)
В
рамках
классической
механики
гравитационное взаимодействие
описывается
законом
всемирного тяготения
Ньютона, который гласит, что сила
гравитационного притяжения между двумя
материальными точками массы
и
,
разделёнными расстоянием
,
пропорциональна обеим массам и обратно
пропорциональна квадрату расстояния
— то есть:
Здесь
—
гравитационная
постоянная,
6,6725×10−11 м³/(кг·с²).
Электромагни́тное взаимоде́йствие — существует между частицами, обладающими электрическим зарядом. С современной точки зрения электромагнитное взаимодействие между заряженными частицами осуществляется не прямо, а только посредством электромагнитного поля.С точки зрения квантовой теории поля электромагнитное взаимодействие переносится безмассовым бозоном — фотоном (частицей, которую можно представить как квантовое возбуждение электромагнитного поля). Сам фотон электрическим зарядом не обладает, а значит не может непосредственно взаимодействовать с другими фотонами.
Из фундаментальных частиц в электромагнитном взаимодействии участвуют также имеющие электрический заряд частицы: кварки, электрон, мюон и тау-лептон (из фермионов), а также заряженные калибровочные W± бозоны.
На
проводник
с током
длиной
,
помещенный в
магнитное
поле
с индукцией
,действует
сила
Ампера:
На
заряженную частицу с зарядом
,
движущуюся со скоростью
в магнитном поле с индукцией
,
действует
сила
Лоренца:
Си́льное ядерное взаимоде́йствие (цветово́е взаимоде́йствие, я́дерное взаимоде́йствие) — участвуют кварки и глюоны и составленные из них частицы, называемые адронами (барионы и мезоны). Оно действует в масштабах порядка размера атомного ядра и менее, отвечая за связь между кварками в адронах и за притяжение между нуклонами (разновидность барионов — протоны и нейтроны) в ядрах.
Слабое взаимодействие, или слабое ядерное взаимодействие — одно из четырёх фундаментальных взаимодействий в природе. Оно ответственно, в частности, за бета-распад ядра. Это взаимодействие называется слабым, поскольку два других взаимодействия, значимые для ядерной физики (сильное и электромагнитное), характеризуются значительно большей интенсивностью. Однако оно значительно сильнее четвёртого из фундаментальных взаимодействий, гравитационного. Слабое взаимодействие является короткодействующим — оно проявляется на расстояниях, значительно меньших размера атомного ядра (характерный радиус взаимодействия 10−18 м).
2.Зако́ны
Ке́плера
— три эмпирических соотношения,
интуитивно подобранных
Иоганном
Кеплером
на основе анализа астрономических
наблюдений
Тихо
Браге.
Описывают идеализированную
гелиоцентрическую орбиту планеты. В
рамках классической механики выводятся
из решения
задачи
двух тел
предельным переходом
/
→ 0, где
,
— массы планеты и Солнца.
Первый закон Кеплера (закон эллипсов)
Каждая
планета
Солнечной
системы
обращается по
эллипсу,
в одном из фокусов которого находится
Солнце.
Форма эллипса и степень его сходства
с окружностью характеризуется отношением
,
где
— расстояние от центра эллипса до его
фокуса (половина межфокусного расстояния),
—
большая
полуось.
Величина
называется
эксцентриситетом
эллипса. При
,
и, следовательно,
эллипс превращается в окружность.
Второй закон Кеплера (закон площадей)
Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причём за равные промежутки времени радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, описывает равные площади.
Применительное к нашей Солнечной системе, с этим законом связаны два понятия: перигелий — ближайшая к Солнцу точка орбиты, и афелий — наиболее удалённая точка орбиты. Таким образом, из второго закона Кеплера следует, что планета движется вокруг Солнца неравномерно, имея в перигелии большую линейную скорость, чем в афелии.
Каждый год в начале января Земля, проходя через перигелий, движется быстрее, поэтому видимое перемещение Солнца по эклиптике к востоку также происходит быстрее, чем в среднем за год. В начале июля Земля, проходя афелий, движется медленнее, поэтому и перемещение Солнца по эклиптике замедляется. Закон площадей указывает, что сила, управляющая орбитальным движением планет, направлена к Солнцу.