4. Фундаментальные взаимодействия. Участники взаимодействия, переносчики взаимодействия, радиус взаимодействия, время взаимодействия.

Фундамента́льные взаимоде́йствия — качественно различающиеся типы взаимодействия элементарных частиц и составленных из них тел.

На сегодня достоверно известно существование четырёх фундаментальных взаимодействий (не считая поля Хиггса):

• гравитационного;

• электромагнитного;

• сильного;

• слабого.

При этом электромагнитное и слабое взаимодействия являются проявлениями единого электрослабого взаимодействия.

Ведутся поиски других типов фундаментальных взаимодействий, как в явлениях микромира, так и в космических масштабах, однако пока какого-либо другого типа фундаментального взаимодействия не обнаружено

5. Силы тяготения и электрические силы. Какие силовые поля называются потенциальными?

Силами тяготения мы называем результат гравитационных взаимодействий, которые описываются весьма простымзаконом всемирного тяготения, открытымНьютоном:

Материальные точки притягиваются друг к другу с силами, пропорциональными произведению их масс и обратно пропорциональными квадрату расстояния между ними:

Коэффициент пропорциональности G называется гравитационной постоянной. Она характеризует интенсивность гравитационного взаимодействия (численно равна силе притяжения двух точечных масс по 1 кг, находящихся на расстоянии 1 м друг от друга) и является одной из основных физических констант. В единицах системы СИ ее величина равна:

G = 6,673·10^-11H·м²/кг²= 6,673·10^-11м³/(кг·с²)

F = mg => g = G*M/r^2, где M - масса земли, а r - ее радиус

Формула дает только величину силы взаимодействия двух точечных тел. На самом деле речь идет о двух силах, с которыми по третьему закону Ньютонадействуют тела друг на друга, они равны по величине и направлены навстречу друг к другу по прямой, соединяющей эти тела. Такие силы называютсяцентральными.

Можно показать, что однородные тела, имеющую сферическуюформу (даже если их размеры не малы по сравнению с расстоянием между ними), так же притягиваются с силами, определяемыми формулой, в этом случаеr– это расстояние между центрами сфер.

Потенциальные силовые поля - работа сил поля по замкнутому контуру равна нулю.

Сила, удерживающая атомы, и химические силы, скрепляющие между собой молекулы, — все это силы электрические, действующие там, где число зарядов неодинаково или где промежутки между ними малы.

Взаимодействие электрических зарядов похоже на гравитационное взаимодействие.Они притягиваются (разноименные, - и +) и отталкиваются (одноименные) по закону Кулона

, где, q1, q2 - заряды, r - расстояние между ними

6. Силы упругости. Деформации, их виды.

Силы упругости возникают при деформациях тел. Деформация - это изменение формы и размеров тела. К деформациям относятся растяжение, сжатие, кручение, сдвиг и изгиб.

Деформации бывают упругими и пластическими. Упругая деформация полностью исчезает после прекращения действия вызывающих её внешних сил, так что тело полностью восстанавливает форму и размеры. Пластическая деформация сохраняется (быть может, частично) после снятия внешней нагрузки, и тело уже не возвращается к прежним размерам и форме.

По характеру приложенной к телу нагрузки виды деформации подразделяют следующим образом:

· Деформация растяжения;

· Деформация сжатия;

· Деформация сдвига (или среза);

· Деформация при кручении;

· Деформация при изгибе.

Частицы тела (молекулы или атомы) взаимодействуют друг с другом силами притяжения и отталкивания, имеющими электромагнитное происхождение (это силы, действующие между ядрами и электронами соседних атомов). Силы взаимодействия зависят от расстояний между частицами. Если деформации нет, то силы притяжения компенсируются силами отталкивания. При деформации изменяются расстояния между частицами, и баланс сил взаимодействия нарушается.

Сила упругости - это сила, возникающая при упругой деформации тела и направленная в сторону, противоположную смещению частиц тела в процессе деформации.

Сила упругости равна жёсткости тела, умноженной на величину деформации.

F = k * дельта l

Здесь F – сила упругости, k – жёсткость тела, дельта l – деформация тела. Единица измерения силы – Н (ньютон).

Сила упругости:

1. действует между соседними слоями деформированного тела и приложена к каждому слою;

2. действует со стороны деформированного тела на соприкасающееся с ним тело, вызывающее деформацию, и приложена в месте контакта данных тел перпендикулярно их поверхностям (типичный пример — сила реакции опоры).

Силы, возникающие при пластических деформациях, не относятся к силам упругости. Эти силы зависят не от величины деформации, а от скорости её возникновения.