3. Сили в природі. Сили в механіці.

Сучасна фізика широкий клас сил зводить до наступних фундаментальних типів взаємодій.

Гравітаційна взаємодія – універсальна взаємодія, всі тіла притягуються.

Електромагнітна взаємодія – взаємодія електричних зарядів.

Сильна взаємодія – особлива взаємодія між елементарними частинками загальною назвою адрони (від грецького – сильний). До адронів відносяться протони і нейтрони.

Слабка́ взаємодія. Взаємодія названа слабкою, оскільки напруженість відповідного їй поля в 1013 менша, ніж у полів, що утримують разом ядерні частинки.

В механіці розглядаються окремі прояви взаємодії тіл, не розглядаючи природи їх взаємодії. Наприклад, сили тертя та пружності є результатом електромагнітної взаємодії частинок, з яких складаються тіла.

4. Сили тертя.

Якщо одне тіло ковзає по поверхні другого тіла, то сила, яка виникає при відносному русі таких тіл, називається силою тертя ковзання. Сила тертя ковзання не залежить від площі поверхонь, які дотикаються і пропорційна величині сили нормального тиску, з якою притискаються поверхні.

(2.6.4.)

де – коефіцієнт тертя ковзання.

При коченні тіло завжди буде робити заглиблення і допалати це заглиблення, що зумовлює тертя кочення яке менше тертя ковзання. Сила тертя кочення пропорційна силі нормального тиску і обернено пропорційна радіусу тіла, що котиться

, (2.6.5)

де – коефіцієнт тертя кочення, одиниці вимірювання якого .

5. Сили пружності.

Під дією прикладених сил всі тіла деформуються. Якщо після припинення дії сили тіло приймає початкову форму і розміри, то така деформація називається пружною.

Сила пружності пропорційна деформації (зміщенню ), має напрям, протилежний деформації і залежність сили пружності від деформації описується відомим законом Гука

, (2.6.6)

де – коефіцієнт пропорційності, який називається коефіцієнтом жорсткості, вимірюється в Н/м. Цей коефіцієнт чисельно дорівнює силі, необхідній для деформації даного тіла (пружини) на одиницю довжини (1м).

6. Закони Кеплера.

Німецький астроном Іоаган Кеплер, вивчаючи рух планет, встановив три фундаментальні закони руху планет, з яких безпосередньо випливає закон всесвітнього тяжіння.

1. Планети рухаються по еліпсах, в одному з фокусів яких знаходиться Сонце (рис.2.4.2).

2. Радіус-вектор – відрізок прямої лінії, що з'єднує Сонце з планетою – описує за однакові проміжки часу однакові площі.

3. Квадрати періодів обертання планет навколо Сонця відносяться як куби великих піввісей їх орбіт..

. (2.6.6)