Четыре фундаментальных взаимодействия. Силы в природе. Гравитационные силы — Гипермаркет знаний

В природе существует четыре типа сил: гравитационные, электромагнитные, ядерные и слабые.

Гравитационные силы, или силы тяготения, действуют между всеми телами. Но эти силы заметны, если хотя бы одно из тел имеет размеры, соизмеримые с размерами планет. Силы притяжения между обычными телами настолько малы, что ими можно пренебречь. Поэтому гравитационными можно считать силы взаимодействия между планетами, а также между планетами и Солнцем или другими телами, имеющими очень большую массу. Это могут быть звёзды, спутники планет и т.п.

Электромагнитные силы действуют между телами, имеющими электрический заряд.

Ядерные силы (сильные) являются самыми мощными в природе. Они действуют внутри ядер атомов на расстояниях 10 -13 см.

Слабые силы , как и ядерные, действуют на малых расстояниях порядка 10 -15 см. В результате их действия происходят процессы внутри ядра.

Механика рассматривает гравитационные силы, силы упругости и силы трения.

Гравитационные силы

Гравитация описывается законом всемирного тяготения. Этот закон был изложен Ньютоном в середине XVII в. в работе «Математические начала натуральной философии».

Гравитацией называют силу тяготения, с которой любые материальные частицы притягиваются друг у другу.

Сила, с которой материальные частицы притягиваются друг к другу, прямо пропорциональна произведению их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними .

G – гравитационная постоянная, численно равная модулю силы тяготения, с которой тело, имеющее единичную массу, действует на тело, имеющее такую же единичную массу и находящееся на единичном расстоянии от него.

G = 6,67384(80)·10 −11 м 3 ·с −2 ·кг −1 , или Н·м²·кг −2 .

На поверхности Земли сила гравитации (сила тяготения) проявляется в виде силы тяжести .

Мы видим, что любой предмет, брошенный в горизонтальном направлении, всё равно падает вниз. Падает вниз также и любой предмет, подброшенный вверх. Происходит это под действием силы тяжести, которая действует на любое материальное тело, находящееся вблизи поверхности Земли. Сила тяжести действует на тела и на поверхности других астрономических тел. Эта сила всегда направлена вертикально вниз.

Под действием силы тяжести тело движется к поверхности планеты с ускорением, которое называется ускорением свободного падения .

Ускорение свободного падения на поверхности Земли обозначается буквой g .

F t = mg ,

следовательно,

g = F t / m

g = 9, 81 м/с 2 на полюсах Земли, а на экваторе g = 9,78 м/с 2 .

При решении простых физических задач величину g принято считать равной 9,8 м/с 2 .

Классическая теория тяготения применима только для тел, имеющих скорость намного ниже скорости света.

Силы упругости

Силами упругости называются силы, которые возникают в теле в результате деформации, вызывающей изменение его формы или объёма. Эти силы всегда стремятся вернуть тело в его первоначальное положение.

При деформации происходит смещение частиц тела. Сила упругости направлена в сторону, противоположную направлению смещения частиц. Если деформация прекращается, сила упругости исчезает.

Английский физик Роберт Гук, современник Ньютона, открыл закон, устанавливающий связь между силой упругости и деформацией тела.

При деформации тела возникает сила упругости, прямо пропорциональная удлинению тела, и имеющая направление, противоположное перемещению частиц при деформации.

F = k ∆ l ,

где к – жёсткость тела, или коэффициент упругости;

∆ l – величина деформации, показывающая величину удлинения тела под воздействием сил упругости.

Закон Гука действует для упругих деформаций, когда удлинение тела мало, а тело восстанавливает свои первоначальные размеры после того, как исчезают силы, вызвавшие эту деформацию.

Если деформация велика, и тело не возвращается в свою исходную форму, закон Гука не применяется. При очень больших деформациях происходит разрушение тела.

Силы трения

Сила трения возникает, когда одно тело движется по поверхности другого. Она имеет электромагнитную природу. Это следствие взаимодействия между атомами и молекулами соприкасающихся тел. Направление силы трения противоположно направлению движения.

Различают сухое и жидкое трение. Сухим называют трение, если между телами нет жидкой или газообразной прослойки.

Отличительная особенность сухого трения – трение покоя, которое возникает при относительном покое тел.

Величина силы трения покоя всегда равна величине внешней силы и направлена в противоположную сторону. Сила трения покоя препятствует движению тела.

В свою очередь, сухое трение разделяется на трение скольжения и трение качения .

Если величина внешней силы превышает величину силы трения, то в этом случае появится проскальзывание, и одно из контактирующих тел начнёт поступательно перемещаться относительно другого тела. А сила трения будет называться силой трения скольжения . Её направление будет противоположно направлению скольжения.

Сила трения скольжения зависит от силы, с которой тела давят друг на друга, от состояния трущихся поверхностей, от скорости движения, но не зависит от площади соприкосновения.

Сила трения скольжения одного тела по поверхности другого вычисляется по формуле:

F тр. = k · N ,

где k – коэффициент трения скольжения;

N – сила нормальной реакции, действующая на тело со стороны поверхности.

Сила трения качения возникает между телом, которое перекатывается по поверхности, и самой поверхностью. Такие силы появляются, например, при соприкосновении шин автомобиля с дорожным покрытием.

Величина силы трения качения вычисляется по формуле

где F t – сила трения качения;

f – коэффициент трения качения;

R – радиус катящегося тела;

N – прижимающая сила.

Опорные конспекты и разноуровневые задания. Физика 7 класс. Марон А.Е.

СПб.: 2016. - 9 6 с. СПб.: 2009. - 9 6 с.

Пособие содержит комплект опорных конспектов и разноуровневых заданий, составленных в соответствии с действующим учебником физики и с новым стандартом образования. Опорные конспекты в виде схематических блоков учебной информации (формул, рисунков, символов и т.д.) охватывают все основные темы курса физики 7 класса и представляют собой целостную структуру. Оптимальный вариант обучения, когда учитель систематически их применяет в своей работе при изложении нового материала, в ходе опроса, в процессе систематизации знаний.

Формат: pdf (2016, 96с.)

Размер: 10 Мб

Скачать: drive.google

Формат: pdf (2009, 96с.)

Размер: 4,7 Мб

Скачать: drive.google

ОГЛАВЛЕНИЕ (2016, 96с.)
 Предисловие 3
Опорные конспекты
ОК-7.1 Введение 4
ОК-7.2 Физические величины и их измерение 5
ОК-7.3 Цена деления измерительных приборов 6
ОК-7.4 Основные этапы развития физики 7
ОК-7.5 Строение вещества 8
ОК-7.6 Броуновское движение. Диффузия 9
ОК-7.7 Взаимодействие молекул 10
ОК-7.8 Агрегатные состояния вещества 11
ОК-7.9 Механическое движение 12
ОК-7.10 Равномерное и неравномерное движение 13
ОК-7.11 Инерция 14
ОК-7.12 Взаимодействие тел 15
ОК-7.13 Масса тела 15
ОК-7.14 Плотность вещества 16
ОК-7.15 Сила 17
ОК-7.16 Явление тяготения. Сила тяжести 18
ОК-7.17 Сила тяжести на других планетах 19
ОК-7.18 Сила упругости. Закон Гука 20
ОК-7.19 Вес тела 21
ОК-7.20 Сложение сил 21
ОК-7.21 Сила трения 22
ОК-7.22 Давление 23
ОК-7.23 Давление газа 24
ОК-7.24 Закон Паскаля 25
ОК-7.25 Давление в жидкости и газе 25
ОК-7.26 Сообщающиеся сосуды 26
ОК-7.27 Атмосферное давление 27
ОК-7.28 Измерение атмосферного давления 27
ОК-7.29 Гидравлическая машина 28
ОК-7.30 Выталкивающая сила 29
ОК-7.31 Закон Архимеда 30
ОК-7.32 Плавание тел 31
ОК-7.33 Плавание судов 31
ОК-7.34 Воздухоплавание 31
ОК-7.35 Механическая работа 32
ОК-7.36 Мощность 32
ОК-7.37 Простые механизмы 33
ОК-7.38 Рычаг 33
ОК-7.39 Блок 34
ОК-7.40 «Золотое правило» механики 34
ОК-7.41 Центр тяжести тела 35
ОК-7.42 Условия равновесия тела 36
ОК-7.43 Энергия 37
Разноуровневые задания
РЗ-7.1. Механическое движение (расчетные задачи) 38
РЗ-7.2. Механическое движение (графические задачи) 42
РЗ-7.3. Плотность вещества 49
РЗ-7.4. Силы в природе 51
РЗ-7.5. Давление твердых тел 53
РЗ-7.6. Давление жидкостей и газов 58
РЗ-7.7. Архимедова сила 66
РЗ-7.8. Механическая работа 72
РЗ-7.9. Мощность 76
РЗ-7.10. Простые механизмы. КПД механизмов. Энергия 79
Ответы 85
Таблицы физических величин 91

Разноуровневые задания, составленные или взятые из различных источников, подобраны по степени усложнения: простые (задания уровня «А»), средние (задания уровня «В») и повышенной сложности (задания уровня «С»). Учащиеся самостоятельно или с помощью учителя выбирают группу заданий в зависимости от собственной подготовки и способностей. По мере овладения знаниями они могут перейти к решению более сложных заданий.
Внутри каждого уровня задания выделяются в блоки (в тексте пособия они отделены друг от друга чертой). За один урок, включая домашнее задание, учащиеся должны научиться решать задания из одного блока (5-6 задач), одно - два из которых учитель письменно проверяет на уроке.
Пособие предназначено для 7 класса общеобразовательных учебных заведений и может быть использовано при повторении пройденного материала.

Процессуальный ум. Руководство по установлению связи с Умом Бога Минделл Арнольд

Четыре физические силы

Четыре физические силы

В сегодняшней физике известно четыре вида сил или силовых полей. Давайте рассмотрим их по очереди и попробуем предположить, какие виды психологических переживаний, аналогий и метафор могли бы быть связаны с этими физическими полями. Это поможет нам понять, каким образом силовые поля физики могут быть аспектами процессуального ума.

Электромагнетизм: Электромагнитное поле позволяет магниту поднимать со стола металлическую скрепку. Как я говорил ранее, это поле в некоторых отношениях соответствует повседневному чувству притяжения или отталкивания, предваряемому заигрываниями. Вы чувствуете, что вас привлекают или отталкивают определенные виды людей, когда между вами происходит достаточно заигрываний!

Сильная ядерная сила. Это поле обладает большой силой на коротких расстояниях и может удерживать вместе протоны в ядрах атомов. Представьте себе ядро атома. Протоны заряжены положительно, а нейтроны не имеют заряда. Какая же сила удерживает эти протоны вместе и не дает им отталкивать друг друга, как обычно делают частицы с одинаковым (положительным или отрицательным) зарядом? Сегодня эту силу называют «сильной ядерной силой» (или «сильным взаимодействием». – Прим. пер.). Ее присутствие чувствуется только на коротких расстояниях, только внутри крохотных ядер, но она так мощна, что при нарушении сильного взаимодействия в атомах высвобождается атомная энергия. Нам всем следует знать о сильном взаимодействии. Это важная политическая сила! Как мы знаем, она обладает способностью высвобождать огромное количество энергии из атомных бомб и ядерных реакторов. Знание о сильном взаимодействии – это вопрос жизни, смерти и политики для всех нас на нашей маленькой планете.

Что может быть аналогом сильного взаимодействия в психологии? Это сила, удерживающая вместе наш центр, наше ядро, наш личный миф. В вашем процессуальном уме «сильное взаимодействие» удерживает вместе такие вещи, которые, как вы обычно думали, должны отталкивать друг друга. В любом случае, устанавливая связь с направлением и смыслом своей жизни, вы получаете почти бесконечную энергию. Отвергая эту глубинную суть, вы становитесь подавленным из-за отсутствия энергии. «Сильное взаимодействие» нашего личного мифа или организационного центра может вызывать нас к жизни. Личные мифы подобны ядрам атомов. Устанавливая связь с ними, вы находите энергию и страсть всей жизни. Точно так же, устанавливая связь с основной, подлинной природой кого-либо, вы создаете почти неразрывные узы. Именно поэтому «разрыв» бывает таким бурным! Мифическая сила, заключенная в ядре отношений и организаций может быть удивительной (или разрушительной).

Фукушима Роши, создающий каллиграфию

Слабая ядерная сила . Еще одна ядерная сила, слабая сила (или слабое взаимодействие) не так хорошо понята, как сильное взаимодействие. В стандартной модели физики частиц считается, что слабая ядерная сила, подобно всем другим силам, создается обменом крохотными частицами. Наиболее изученный эффект слабого взаимодействия – это радиоактивный бета-распад атомных ядер с испусканием электронов. Слабое взаимодействие названо так потому, что он в 10 13 раз слабее сильного взаимодействия.

Слабая сила напоминает мне о небольшом порыве ветра, которого достаточно, чтобы вызвать лавину, когда снег почти свисает с обрыва. Точно так же, слабая сила может высвобождать излучение в неустойчивых ядрах.

Психологические аналогии слабой силы имеют место, когда вы находитесь в незавершенной или неустойчивой ситуации. Например, когда вы чувствуете раздражение, маленький «порыв» может заставить вас обезуметь и вызвать вокруг себя «лавины». Если вы уже в дурном настроении, один (маленький слабый) чей-нибудь косой взгляд может вызывать катастрофу! С другой стороны, если вы пребываете в спокойном состоянии процессуального ума, эта маленькая сила способна высвободить внезапное великолепие творчества. Помните свое пребывание в состояниях процессуального ума? В этой глубокой медитации крохотное почти-ничто может порождать новые творческие идеи.

Дзэнские каллиграфы работают со слабой силой. Они сидят в состоянии «не-ума», или «му-шин», а потом вдруг берут свое перо и создают прекрасную каллиграфию. Так работает эта слабая ядерная сила! См. фотографию нашего друга Фукуши-мы Роши, создающего каллиграфию после медитации. Сперва он медитирует, а потом позволяет своему сознанию Дзэн (или тому, что он называет своим «творческим умом») творить. Это работает слабая сила!

Дао тоже может быть слабой силой. Согласно Дао Дэ Цзин, Дао – это «ничто». Оно очень мало. Ву-Вей, или недеяние, означает следование Дао, или непринужденное действие. Маленькое заигрывание вызывает невероятное излучение, и если вы следуете ему, то становитесь почти «радиоактивным».

Тяготение (гравитация). Это силовое поле очень отличается от трех других физических сил. Теория относительности объясняет, что гравитация происходит от изгибания и искривления пространства-времени. Подумайте о своем матрасе. Если вы сидите на матрасе без одеял или простыней и роняете на него мячик, он, скорее всего, покатится к наиболее вдавленной части матраса, там, где его касается ваше тело. Этот матрас дает нам способ говорить о пространстве-времени – четырехмерном пространстве вселенной. Согласно Эйнштейну, пространство-время нашей вселенной вогнуто, наподобие того матраса, и получающаяся кривизна заставляет вещи катиться определенным образом. То, что мы считаем земным притяжением, с точки зрения теории относительности обусловлено кривизной пространства-времени вокруг земли.

Хотя тяготение и кривизна пространства-времени имеют смысл, когда вы наблюдаете видимую вселенную, эти представления – пока – мало пригодны в квантовом мире, поскольку пространство-время представляет собой континуум, наподобие того, каким мог бы быть гигантский резиновый матрас. Однако пространства квантового мира больше похожи на кусочки резины размером с песчинку. Эти два варианта пространства очень различны! Это одна из причин, почему так трудно объединить теорию относительности и квантовую теорию.

Большинство людей не слишком задумываются о тяготении, если только они не космонавты или не беспокоятся о своем весе и не должны вставать на весы. Возможно, первая и последняя битва, которая у нас когда-либо была, связана с тяготением. Мы никогда не можем победить в битве с тяготением. Материальная часть нас всегда тянется к земле. В психологии тяготение соответствует чувству земли, ощущению общности, чувству, что все притягивает все остальное – даже вещи, которые по нашему мнению должны быть противоположностями. Тяготение организует или удерживает вместе всю вселенную; оно связывает воедино галактики и даже частицы. Однако, поскольку тяготение так невероятно слабо, это самая слабая из всех сил, достаточно маленького магнита, чтобы поднять скрепку для бумаги со стола, где бы она в ином случае оставалась вследствие тяготения.

Мне очень нравится тяготение. По-моему, это самая тонкая из всех сил. Тяготение – это то «почти ничто», которое тянет нас туда или сюда, которая заставляет нас чувствовать себя тяжелыми; однако, несмотря на свою тонкую природу, оно обладает бесконечным дальнодействием (как и электромагнитная сила). Оно воздействует на вещи, находящиеся на другом конце вселенной, и скрепляет нас воедино. Во многих отношениях, процессуальный ум очень близок к природе тяготения. Например, процессуальный ум, как и тяготение, обладает бесконечным дальнодействием – он может быть и очень близким к нашему осознанию, и очень далеким от него. Нас может «трогать», когда мы видим великих вождей, объединяющих людей осмысленным образом. Тяготение всеобъемлюще: оно явно притягивает всю материю, все фигуры и не создает полярностей. Оно включает в себя все свои части и векторы. Это единственное поле, для которого сегодня нет известной виртуальной частицы, хотя поиски гипотетического «гравитона» продолжаются. На нашем современном уровне знания тяготение представляет собой поле, обусловленное или совпадающее с формой вселенной, нашего общего дома. Оно аналогично «атмосфере» или «ауре» наших главнейших верований, равно как и наших околосмертных и духовных переживаний.

Из книги Капитал автора Маркс Карл

Из книги Философский словарь разума, материи, морали [фрагменты] автора Рассел Бертран

58. Законы физические Законы, запечатленные в дифференциальных уравнениях, вероятно могут быть точными, но мы не можем об этом знать. Все, что мы можем знать эмпирически, является приблизительным и подвержено исключениям; про точные законы, которые приняты в физике,

Из книги НИЧЕГО ОБЫЧНОГО автора Миллмэн Дэн

ФИЗИЧЕСКИЕ УПРАЖНЕНИЯ: ОПЫТ ДВИЖЕНИЯ Питание имеет очень большое значение для здоровья, однако важность физических упражнений еще более высока. Пааво Айрола, признанный авторитет, посвятивший свою жизнь исследованиям в области питания и диеты, однажды сказал, что

Из книги Диалектика мифа автора Лосев Алексей Федорович

Осознанные физические упражнения В отличие от большинства видов спорта, спортивных игр и атлетики, осознанные упражнения представляют собой уравновешенные комплексные движения, специально предназначенные для общего оздоровления тела, разума и чувств. Осознанные

Из книги Капитал автора Маркс Карл

d) материя как принцип реальности, физические теории; d) В последнее время материалисты прибегли просто к подлогу. Они объявили материю не чем иным, как 5) принципом реальности, а материализм просто учением об объективности вещей и мира. Но тут остается только развести

Из книги Космическая философия автора Циолковский Константин Эдуардович

Из книги Тени разума [В поисках науки о сознании] автора Пенроуз Роджер

Основные физические гипотезы Притяжение разных родов, энергия, сложность, скорость и упругостьВселенная состоит из точек, взаимно влияющих друг на друга силою тяготения. Общий закон его неизвестен. Известно только, что с уменьшением между ними расстояния притяжение

Из книги Том 25, ч.1 автора Энгельс Фридрих

4.1. Разум и физические законы Все мы (как телом, так и разумом) принадлежим Вселенной, которая беспрекословно подчиняется - причем с чрезвычайно высокой точностью - невероятно хитроумным и повсеместно применимым математическим законам. В рамках современного научного

Из книги Философия в систематическом изложении (сборник) автора Коллектив авторов

Из книги Осмысление процессов автора Тевосян Михаил

III. Экономия в производстве двигательной силы, на передаче силы и на постройках В своем октябрьском отчете за 1852 г. Л. Хорнер цитирует письмо известного инженера Джемса Несмита из Патрикрофта, изобретателя парового молота; в письме этом, между прочим, говорится:«Публика

Из книги Марксистская философия в XIX веке. Книга первая (От возникновения марксистской философии до ее развития в 50-х – 60 годах XIX века) автора

III. Физические науки В иерархии наук рядом с кинематикой выступает механика; возникает вопрос: какое понятие здесь было решающим? Исследуя состав науки в этом направлении, мы находим два главных понятия: силу и массу, вокруг которых исторически развилась механика.

Из книги Мораль XXI века автора Салас Соммэр Дарио

Глава 1 Материя. Химические и физические свойства вещества. Качества и способности. Живые и неживые формы жизни Часы доказывают существование часовщика, а вселенная существование Бога. Франсуа Вольтер «Наше знание похоже на шар: чем больше он становится, тем больше у

Из книги Сокровенный смысл жизни. Том 3 автора Ливрага Хорхе Анхель

Деятельность как опредмечивание и распредмечивание. Производительные силы как силы человека Способ бытия производственного отношения – это его непрерывное воспроизводство в процессе совокупной человеческой деятельности как предметно-преобразующей и

Из книги Процессуальный ум. Руководство по установлению связи с Умом Бога автора Минделл Арнольд

Экспериментальные подтверждения того, что некоторые нарушения морали вызывают негативные физические последствия Эти эксперименты преследуют исключительно этические цели, показывая в свете новых концепций, изложенных в этой книге, как некоторые нарушения морали могут

Из книги автора

Из книги автора

Четыре силы и их виртуальные частицы Давайте сосредоточимся на TOE физики, так называемой «единой теории поля» и подумаем о силах и полях. В сегодняшней физике есть повседневная реальность, состоящая из пространства, времени и объектов. Внутри объектов имеются различные

Одним из величайших достижений физики за последние два тысячелетия стало выделение и определение четырех видов взаимодействия, которые правят вселенной. Все они могут быть описаны на языке полей, которым мы обязаны Фарадею. К несчастью, однако, ни один из четырех видов не обладает в полной мере свойствами силовых полей, описанных в боль­шинстве фантастических произведений. Перечислим эти виды взаимодействия.

1. Гравитация. Безмолвная сила, не позволяющая нашим ногам оторваться от опоры. Она не дает рассы­паться Земле и звездам, помогает сохранить целост­ность Солнечной системы и Галактики. Без гравитации вращение планеты вышвырнуло бы нас с Земли в космос со скоростью 1000 миль в час. Проблема в том, что свойства гравитации в точности противо­положны свойствам фантастических силовых полей. Гравитация - сила притяжения, а не отталкивания; она чрезвычайно слаба - относительно, разумеется; она работает на громадных, астрономических расстоя­ниях. Другими словами, являет собой почти полную противоположность плоскому, тонкому, непроницае­мому барьеру, который можно встретить едва ли не в любом фантастическом романе или фильме. К приме­ру, перышко к полу притягивает целая планета - Зем­ля, но мы легко можем преодолеть притяжение Земли и поднять перышко одним пальцем. Воздействие одного нашего пальца способно преодолеть силу притяжения целой планеты, которая весит больше шести триллио­нов килограммов.

2. Электромагнетизм (ЭМ). Сила, освещающая наши города. Лазеры, радио, телевидение, современная электроника, компьютеры, Интернет, электричество, магнетизм - все это следствия проявления электро­магнитного взаимодействия. Возможно, это самая по­лезная сила, которую удалось обуздать человечеству на протяжении всей его истории. В отличие от гравитации она может работать и на притяжение, и на отталкива­ние. Однако и она не годится на роль силового поля по нескольким причинам. Во-первых, ее можно легко нейтрализовать. К примеру, пластик или любой другой непроводящий материал без труда проникнет в мощ­ное электрическое или магнитное поле. Кусок пласти­ка, брошенный в магнитное поле, свободно пролетит его насквозь. Во-вторых, электромагнетизм действует на больших расстояниях, его непросто сосредоточить в плоскости. Законы ЭМ-взаимодействия описываются уравнениями Джеймса Клерка Максвелла, и похоже, силовые поля не являются решением этих уравнений.

3 и 4. Сильные и слабые ядерные взаимодействия. Слабое взаимодействие - это сила радиоактивно­го распада, та, что разогревает радиоактивное ядро Земли. Эта сила стоит за извержениями вулканов, зем­летрясениями и дрейфом континентальных плит. Силь­ное взаимодействие не дает рассыпаться ядрам атомов; оно обеспечивает энергией солнце и звезды и отвечает за освещение Вселенной. Проблема в том, что ядерное взаимодействие работает только на очень маленьких расстояниях, в основном в пределах атомного ядра. Оно так прочно связано со свойствами самого ядра, что управлять им чрезвычайно трудно. В настоящее время нам известно только два способа влиять на это взаимо­действие: мы можем разбить субатомную частицу на части в ускорителе или взорвать атомную бомбу.

Хотя защитные поля в научной фантастике и не подчиня­ются известным законам физики, все же существуют лазейки, которые в будущем, вероятно, сделают создание силового поля возможным. Во-первых, существует, возможно, пятый вид фун­даментального взаимодействия, который никому до сих пор не удалось увидеть в лаборатории. Может оказаться, к примеру, что это взаимодействие работает только на расстояниях от не­скольких дюймов до фута - а не на астрономических расстоя­ниях. (Правда, первые попытки обнаружить пятый вид взаимо­действия дали отрицательные результаты.)

Во-вторых, нам, возможно, удастся заставить плазму ими­тировать некоторые свойства силового поля. Плазма - это «четвертое состояние вещества». Три первые, привычные нам состояния вещества, - твердое, жидкое и газообразное; тем не менее самой распространенной формой вещества во вселенной является плазма: газ, состоящий из ионизированных атомов. Атомы в плазме не связаны между собой и лишены электро­нов, а потому обладают электрическим зарядом. Ими можно без труда управлять при помощи электрического и магнитного полей.

Видимое вещество вселенной существует по большей ча­сти в форме различного рода плазмы; из нее образованы солн­це, звезды и межзвездный газ. В обычной жизни мы почти не сталкиваемся с плазмой, потому что на Земле это явление редкое; тем не менее плазму можно увидеть. Для этого доста­точно взглянуть на молнию, солнце или экран плазменного телевизора.

Причиной изменения движения: появления ускорения у тел является сила. Силы возникают при взаимодействии тел друг с другом. Но какие существуют виды взаимодействий и много ли их?

На первый взгляд может показаться, что различных видов воздействий тел друг на друга, а следовательно, и различных видов сил существует очень много. Ускорение можно сообщить телу, толкнув или потянув его рукой; с ускорением плывёт корабль, когда дует попутный ветер; с ускорением движется любое тело, падающее на Землю; натянув и отпустив тетиву лука, мы сообщаем ускорение стреле. Во всех рассмотренных случаях действуют силы, и все они кажутся совершенно различными. А можно назвать ещё и другие силы. Все знают о существовании электрических и магнитных сил, о силе прилива и отлива, о силе землетрясений и ураганов.

Но действительно ли в природе существует так много разных сил?

Если мы говорим о механическом движении тел, то здесь мы встречаемся только с тремя видами сил: сила тяготения, сила упругости и сила трения. К ним сводятся, все рассмотренные выше силы. Силы упругости, тяготения и трения являются проявлением сил всемирного тяготения и электромагнитных сил природы. Получается, что в природе из указанных существует только две силы.

Электромагнитные силы. Между наэлектризованными телами действует особая сила, которая называется электрической силой, которая может быть как силой притяжения, так и силой отталкивания. В природе существуют заряды двух видов: положительные и отрицательные. Два тела с различными зарядами притягиваются, а тела с одноимёнными зарядами отталкиваются.

Электрические заряды обладают одним особенным свойством: когда заряды движутся, между ними, кроме электрической силы, возникает и другая – магнитная сила.

Магнитная и электрическая силы тесно связаны друг с другом и действуют одновременно. А так как чаще всего приходится иметь дело с движущимися зарядами, то действующие между ними силы нельзя разграничить. И эти силы называют электромагнитными силами.

Как же возникает «электрический заряд», который может быть у тела, а может и не быть?

Все тела состоят из молекул и атомов. Атомы состоят ещё из более мелких частиц – атомного ядра и электронов. Они, ядра и электроны, обладают определёнными электрическими зарядами. Ядро имеет положительный заряд, а электроны – отрицательный.

В нормальных условиях атом не имеет заряда – он нейтрален, потому что суммарный отрицательный заряд электронов равен положительному заряду ядра. И тела, которые состоят их таких нейтральных атомов, электрически нейтральны. Между такими телами практически нет электрических сил взаимодействия.

Но в одном и том же жидком (или твёрдом) теле соседние атомы настолько близко расположены один к другому, что силы взаимодействия между зарядами, из которых они состоят, весьма значительны.

Силы взаимодействия атомов зависят от расстояний между ними. Силы взаимодействия между атомами способны изменять своё направление при изменении расстояния между ними. Если расстояние между атомами очень мало, то они отталкиваются друг от друга. Но если расстояние между ними увеличить, то атомы начинают притягиваться. При некотором расстоянии между атомами силы их взаимодействия становятся равными нули. Естественно, что на таких расстояниях атомы и располагаются друг относительно друга. Отметим, что расстояния эти очень малы, и приблизительно равны размерам самих атомов.

сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.

Рекомендуем почитать