Механические силы. Закон всемирного тяготения. Закон Гука.

Механические силы:

А) Гравитационная сила(всемирное тяготение) (см. ниже)

Б) Сила тяжести.

Силой тяжести тела массой называется сила притяжения его к Земле

, (28)

– ускорение свободного падения.

Вследствие суточного вращения Земли и несферичности ее формы величина различается от 9,78 м/с² на экваторе до 9,83 м/с² на полюсах. В среднем на поверхности Земли

=9,8 м/с² ,

и - масса и радиус Земли.

На высоте над поверхностью Земли

.

В) Вес тела. Вес представляет собой силу, с которой тело действует на горизонтальную опору или на подвес.

По величине вес и сила тяжести совпадают только в том случае, если опора неподвижна. Например, вес тела, находящегося в движущемся вверх с ускорением лифте, превышает его силу тяжести.

Г) Сила трения.

При скольжении тела действующая на него сила трения

, (30)

- коэффициент трения, - сила реакции опоры (рис. 4 ).

Д) Сила упругости.

Сила упругости, действующая на тело со стороны деформированной (сжатой или растянутой) пружины, равна по величине

, (31)

- коэффициент упругости (жесткость) пружины, - величина деформации пружины.

Закон всемирного тяготения – между любыми двумя материальными точками действует сила взаимного притяжения, прямо пропорциональная произведению масс этих точек (m₁ и m₂) и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними (r²):

Здесь — гравитационная постоянная, равная м³/(кг с²).

Закон Гука – сила упругости, возникающая в теле при его деформации, прямо пропорциональна величине этой деформации:

Здесь — сила, которой растягивают (сжимают) стержень, — абсолютное удлинение (сжатие) стержня, а — коэффициент упругости (или жёсткости).

Электростатическое поле. Напряженность. Принцип суперпозиции полей. Силовые линии электрического поля

Электростатическое поле – поле, созданное неподвижными в пространстве и неизменными во времени электрическими зарядами.

Графически электростатическое поле изображают с помощью линий напряженности – линий, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора E.

Напряженность электростатического поля – физическая величина, определяемая силой, действующей на пробный единичный положительный заряд, помещенный в эту точку поля:

Принцип суперпозиции

– это формула выражает принцип суперпозиции, согласно которому напряженность E результирующего поля, создаваемого системой зарядов, равна геометрической сумме напряженностей полей, создаваемых в данной точке каждым из зарядов в отдельности.

Силовые линии электрического поля:

Электрическое поле наглядно изображается с помощью силовых линий. Силовой линией электрического поля называется линия, в каждой точке которой касательная совпадает с вектором напряженности поля. Силовые линии проводятся с такой густотой, чтобы число линий, пронизывающих воображаемую площадку 1м², перпендикулярную полю, равнялось величине напряженности поля в данном месте. Тогда по изображению электрического поля можно судить не только о направлении, но и о величине напряженности поля. Электрическое поле называется однородным, если во всех его точках напряженность Е одинакова. В противном случае поле называется неоднородным.

При положительном заряде, образующем поле, вектор напряженности направлен вдоль радиуса от заряда, при отрицательном - вдоль радиуса по направлению к заряду. Исходя из положительного заряда (или входя в отрицательный заряд) силовые линии теоретически простираются до бесконечности.