Силы (трения, тяжести, упругости, кулоновская)

Сила — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел. Приложенная к массивному телу сила является причиной изменения его скорости или возникновения в нём деформаций.

Сила трения — сила сопротивления относительному перемещению контактирующих поверхностей тел. Зависит от шероховатости материалов контактирующих поверхностей. Вектор силы трения направлен противоположно вектору относительной скорости.

• Трение скольжения — сила, возникающая при поступательном перемещении одного из контактирующих тел относительно другого и действующая на это тело в направлении, противоположном направлению скольжения.

• Трение качения — момент сил, возникающий при качении одного из двух контактирующих тел относительно другого.

• Трение покоя — сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения. Эту силу необходимо преодолеть для того, чтобы привести два контактирующих тела в движение друг относительно друга. Она действует в направлении, противоположном направлению возможного относительного движения.

Основной характеристикой трения является коэффициент трения  , который определяется материалами, из которых изготовлены поверхности взаимодействующих тел.

формула для силы трения:

Fтр = kN

где N – сила реакции опоры, соответствующая силе давления, производимой телом на поверхность, а k – коэффициент трения.

Ускорение свободного падения g — ускорение, придаваемое телу в вакууме силой тяжести, то есть геометрической суммой гравитационного притяжения планеты. Значение ускорения свободного падения на поверхности Земли обычно принимают равным 9,8 м/с².

Сила тяжести - сила P, действующая на любое тело, находящееся вблизи земной поверхности, и определяемая как геометрическая сумма силы притяжения Земли F и центробежной силы инерции Q. Направление силы тяжести - вертикаль в данной точке земной поверхности. Значение силы тяжести зависит от географической широты положения тела.

Значение гравитационного ускорения на поверхности планеты можно приблизительно подсчитать, представив планету однородным шаром массой M, и вычислив гравитационное ускорение на расстоянии её радиуса R:

Сила упругости — сила, возникающая при деформации тела и противодействующая этой деформации.

В случае упругих деформаций является потенциальной. В простейшем случае растяжения/сжатия тела сила упругости направлена противоположно смещению частиц тела, перпендикулярно поверхности. Вектор силы противоположен направлению деформации тела (смещению его молекул).

В простейшем случае одномерных малых упругих деформаций формула для силы упругости имеет вид:

,

где   — жёсткость тела,   — величина деформации.

В словесной формулировке закон Гука звучит следующим образом:

«Сила упругости, возникающая при деформации тела, прямо пропорциональна удлинению тела и направлена противоположно направлению перемещения частиц тела относительно других частиц при деформации».

Закон Кулона — это закон, описывающий силы взаимодействия между точечными электрическими зарядами.

«Модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален произведению модулей этих зарядов и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними».

где   — сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2;   — величина зарядов;   — радиус-вектор (вектор, направленный от заряда 1 к заряду 2, и равный, по модулю, расстоянию между зарядами —  );   — коэффициент пропорциональности. Таким образом, закон указывает, что одноимённые заряды отталкиваются (а разноимённые — притягиваются).