1.2.2 Классификация сил. Законы для разных видов сил

О

Первым основанием для классификации сил является физическая природа взаимодействия тел. В настоящее время в физике рассматриваются четыре типа взаимодействия: гравитационное, электромагнитное, сильное (ядерное), слабое (распадное). В явлениях макромира существенны только первые два, причем электромагнитное взаимодействие очень многообразно в своих проявлениях. Наличие в составе атомов любого вещества электрически заряженных частиц (электронов и протонов) обусловливает химические свойства вещества, возникновение сил упругости в процессе деформации тел (изменения межмолекулярных расстояний), возникновение сил трения при скольжении одного тела по поверхности другого, намагничивание вещества при помещении в магнитное поле, проводимость и многие другие эффекты.

К механическим принято относить четыре типа сил:

- гравитационные;

- упругие;

- сухого трения;

- вязкого трения.

Другим основанием для классификации являются факторы, влияющие на силу взаимодействия между телами. Если сила взаимодействия однозначно определяется взаимным расположением тел, то силы называются потенциальными или консервативными. Их основной особенностью является то, что они не приводят к превращению энергии механического движения в другие виды (дополнительные особенности этих сил рассмотрены в разделе 1.6). Из механических сил к потенциальным относятся гравитационные и упругие, подчиняющиеся закону Гука. Если на величину силы влияют другие факторы, не связанные с взаимным расположением взаимодействующих тел, например, скорость движения, то силы называются не потенциальными или диссипативными. Движение тел под действием этих сил сопровождается превращением механической энергии в тепловую (иногда в другие виды). Не потенциальными являются силы сухого и вязкого трения.

Возможны и другие способы классификации.

Гравитационные силы

Гравитационные силы – это наиболее универсальные силы, которые действуют между любыми материальными объектами, даже если тела не находятся в непосредственном соприкосновении. Гравитационные силы являются силами притяжения и направлены по прямой, соединяющей взаимодействующие материальные точки.

Основной закон гравитационного взаимодействия – закон Всемирного тяготения – установлен И. Ньютоном.

Закон Всемирного тяготения

Л ю б ы е д в е ч а с т и ц ы п р и т я г и в а ю т с я д р у г к д р у г у с с и л о й, п р я м о п р о п о р ц и о- н а л ь н о й п р о и з в е д е н и ю м а с с ч а с т и ц и о б -р а т н о п р о п о р ц и о н а л ь н о й к в а д р а т у р а с -с т о я н и я м е ж д у н и м и.

и- величины, характеризующие гравитационные свойства тел и, как установлено в настоящее время, совпадающие с инертными массами тел.

- гравитационная постоянная – универсальная физическая константа, не зависящая ни от каких физических свойств тел и окружающей их среды.

В силу малости гравитационной постоянной гравитационные силы оказывают существенное влияние на движение тел в мегамире (планеты, звезды) и в том случае, когда хотя бы одно из тел имеет значительную массу.