Semua kekuatan dan rumusnya. Kekuatan dan konsep yang terkait dengannya

Langganan
Bergabunglah dengan komunitas “koon.ru”!
Berhubungan dengan:

Christian) – salah satu dari “sembilan tingkatan malaikat.” Menurut klasifikasi Pseudo-Dionysius, Areopagite berada pada peringkat kelima, bersama dengan wilayah kekuasaan dan otoritas yang membentuk triad kedua.

Definisi yang luar biasa

Definisi tidak lengkap

MEMAKSA

non-mekanis, metafisik). Orientasi polikronik dari penyerapan laten, yang melengkapi struktur apa pun, dengan struktur itu sendiri. Bagi kesadaran subjektif, S. hanya dapat tampil sebagai virtualitas. Juga tidak ada kekuatan dalam tujuannya. S. selalu merupakan gejala terpotong atau terpotongnya keberadaan, suatu perubahan sifat mengisolasi suatu bagian dari keseluruhan.

Dengan demikian, kompleks gaya-waktu-gerak-struktur selalu merupakan hasil dari ketidaklengkapan dalam permeabilitas, ketidakmampuan memahami keseluruhan, pada batas suatu bagian dan pelengkapnya. Namun, S., dalam artiannya, adalah pengganti konseptual terbesar. Hal ini ternyata diwakili secara lokal oleh proyeksi beragam faktor.

Subjek tidak merasakan kekuatan psikis internal ini atau itu, tetapi bahkan dalam kasus yang paling ekstrim atau ekstrim - hanya tekanan dari "kekuatan". Pemanfaatan tekanan-tekanan ini dalam bentuk tindakan dan pengaruh juga menyisakan kekuatan-kekuatan baru yang tersembunyi.

Kita mungkin berpindah dari fenomena biasa ke fenomena mikro, nyata, tetapi berada di luar gambaran sehari-hari dan ilmiah yang biasa, tetapi transisi ke jenis mikromotoritas, mikrokinestetik apa pun tidak mungkin dilakukan.

Definisi remeh tentang kekuatan sebagai ukuran pengaruh secara heuristik tidak dapat diterima. Segala sesuatu yang berhubungan dengan energi muncul sebagai terobosan ketidakberadaan melalui sistem larangan tertentu, yang ditentukan oleh struktur suatu hal tertentu. Pada saat yang sama, terobosan itu sendiri disalurkan dengan cara tertentu. Pertanyaan ini diperumit oleh fakta bahwa struktur tidak dapat ada dalam kapasitas apa pun jika struktur tersebut belum merupakan suatu bentuk terobosan energi. Pada momen absolut hipotetis tertentu, tidak ada struktur - struktur tersebut hanyalah ciptaan sementara, dan seterusnya

tepi siklus adalah pengulangan inert.

Definisi yang luar biasa

Definisi tidak lengkap ↓

1. Hukum dinamika Newton

hukum atau aksioma gerak (sebagaimana dirumuskan oleh Newton sendiri dalam buku “Prinsip Matematika Filsafat Alam” tahun 1687): “I. Setiap benda terus dipertahankan dalam keadaan diam atau gerak seragam dan lurus sampai dan kecuali jika benda tersebut dipaksa oleh gaya yang diterapkan untuk mengubah keadaan ini. II. Perubahan momentum sebanding dengan gaya penggerak yang diterapkan dan terjadi dalam arah garis lurus di mana gaya tersebut bekerja. AKU AKU AKU. Suatu aksi selalu mempunyai reaksi yang sama besar dan berlawanan arah, sebaliknya interaksi dua benda satu sama lain adalah sama besar dan arahnya berlawanan.”

2. Apa itu kekuatan?

Gaya dicirikan oleh besaran dan arah. Gaya mencirikan tindakan benda lain pada benda tertentu. Akibat gaya yang bekerja pada suatu benda tidak hanya bergantung pada besar dan arahnya, tetapi juga pada titik penerapan gaya tersebut. Resultan adalah satu gaya, yang hasilnya akan sama dengan hasil kerja semua gaya nyata. Jika gaya-gaya tersebut searah, maka resultan gaya-gaya tersebut sama dengan jumlah gaya-gaya tersebut dan arahnya searah. Jika gaya-gaya tersebut arahnya berlawanan, maka resultannya sama dengan selisih gaya-gaya tersebut dan arahnya menuju gaya yang lebih besar.

Gravitasi dan berat badan

Gravitasi adalah gaya tarik suatu benda ke bumi karena gravitasi universal. Semua benda di Alam Semesta tertarik satu sama lain, dan semakin besar massanya serta semakin dekat lokasinya, semakin kuat daya tariknya.

Untuk menghitung gaya gravitasi, massa benda harus dikalikan dengan koefisien yang dilambangkan dengan huruf g, kira-kira sama dengan 9,8 N/kg. Jadi, gaya gravitasi dihitung dengan rumus

Berat benda adalah gaya yang digunakan benda untuk menekan suatu penyangga atau meregangkan suatu suspensi akibat gaya tarik-menarik ke bumi. Jika suatu benda tidak memiliki penyangga atau suspensi, maka benda tersebut tidak mempunyai bobot - ia berada dalam keadaan tanpa bobot.

Kekuatan elastis

Gaya elastis adalah gaya yang timbul di dalam suatu benda akibat deformasi dan mencegah terjadinya perubahan bentuk. Tergantung pada bagaimana bentuk benda berubah, beberapa jenis deformasi dibedakan, khususnya tegangan dan kompresi, tekukan, geser dan geser, dan torsi.

Semakin banyak bentuk suatu benda diubah, semakin besar pula gaya elastis yang dihasilkannya.

Dinamometer adalah alat untuk mengukur gaya: gaya yang diukur dibandingkan dengan gaya elastis yang timbul pada pegas dinamometer.

Gaya gesek

Gaya gesek statis adalah gaya yang menghalangi suatu benda untuk bergerak dari tempatnya.

Alasan terjadinya gesekan adalah karena setiap permukaan mempunyai ketidakteraturan yang saling berhubungan. Jika permukaannya dipoles, maka penyebab gesekannya adalah gaya interaksi molekul. Ketika suatu benda bergerak pada permukaan horizontal, gaya gesekan berlawanan dengan gerakan dan berbanding lurus dengan gaya gravitasi:

Gaya gesekan geser adalah gaya hambatan ketika suatu benda meluncur di atas permukaan benda lain. Gaya gesekan menggelinding adalah gaya hambatan ketika suatu benda menggelinding di atas permukaan benda lain; itu jauh lebih kecil dari gaya gesekan geser.

Jika gesekan berguna, maka gesekan akan ditingkatkan; jika berbahaya, kurangi.

3. UNDANG-UNDANG KONSERVASI

HUKUM KONSERVASI, hukum fisika yang menyatakan bahwa beberapa properti sistem tertutup tetap tidak berubah meskipun ada perubahan dalam sistem. Yang paling penting adalah hukum kekekalan materi dan energi. Hukum kekekalan materi menyatakan bahwa materi tidak diciptakan dan tidak dimusnahkan; Selama transformasi kimia, massa totalnya tetap tidak berubah. Jumlah total energi dalam sistem juga tidak berubah; energi hanya diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Kedua undang-undang ini hanya kurang lebih benar. Massa dan energi dapat diubah satu sama lain sesuai dengan persamaan E = ts 2. Hanya jumlah total massa dan energi ekuivalennya yang tidak berubah. Hukum kekekalan lainnya berkaitan dengan muatan listrik: ia juga tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan. Ketika diterapkan pada proses nuklir, hukum kekekalan dinyatakan dalam kenyataan bahwa muatan total, putaran, dan ANGKA KUANTUM lainnya dari partikel yang berinteraksi harus tetap sama untuk partikel yang dihasilkan dari interaksi tersebut. Dalam interaksi kuat, semua bilangan kuantum kekal. Dalam interaksi yang lemah, beberapa persyaratan undang-undang ini dilanggar, terutama yang berkaitan dengan PARITAS.

Hukum kekekalan energi dapat dijelaskan dengan menggunakan contoh bola bermassa 1 kg yang jatuh dari ketinggian 100 m, energi total awal bola adalah energi potensialnya. Ketika energi tersebut turun, energi potensial berangsur-angsur berkurang dan energi kinetik meningkat, namun jumlah energi totalnya tetap tidak berubah sehingga terjadi kekekalan energi. A - energi kinetik meningkat dari 0 ke maksimum: B - energi potensial berkurang dari maksimum ke nol; C adalah jumlah energi total, yang sama dengan jumlah energi kinetik dan potensial. Hukum kekekalan materi menyatakan bahwa selama reaksi kimia materi tidak diciptakan atau dimusnahkan. Fenomena ini dapat dibuktikan dengan menggunakan percobaan klasik dimana sebuah lilin yang menyala di bawah lonceng kaca ditimbang (A). Pada akhir percobaan, berat tutup dan isinya tetap sama seperti awal, meskipun lilin, yang sebagian besar terdiri dari karbon dan hidrogen, “menghilang”, karena produk reaksi yang mudah menguap (air dan karbon dioksida) dilepaskan darinya. Hanya setelah para ilmuwan mengakui prinsip kekekalan materi pada akhir abad ke-18 barulah pendekatan kuantitatif terhadap kimia menjadi mungkin.

Pekerjaan mekanis terjadi ketika suatu benda bergerak di bawah pengaruh gaya yang diterapkan padanya.

Usaha mekanik berbanding lurus dengan jarak yang ditempuh dan sebanding dengan gaya:

Kekuatan

Kecepatan melakukan pekerjaan di bidang teknologi ditandai dengan kekuatan.

Daya sama dengan perbandingan kerja dengan waktu pelaksanaannya:

Energi Ini adalah besaran fisika yang menunjukkan seberapa banyak kerja yang dapat dilakukan suatu benda. Energi diukur dalam joule.

Ketika usaha selesai, energi benda diukur. Usaha yang dilakukan sama dengan perubahan energi.

Energi potensial ditentukan oleh posisi relatif dari benda-benda atau bagian-bagian tubuh yang saling berinteraksi.

E p = F h = gmh.

Dimana g = 9,8 N/kg, m adalah berat badan (kg), h adalah tinggi badan (m).

Energi kinetik memiliki tubuh sebagai akibat dari gerakannya. Semakin besar massa dan kecepatan suatu benda maka semakin besar pula energi kinetiknya.

5. hukum dasar dinamika gerak rotasi

Momen kekuasaan

1. Momen gaya relatif terhadap sumbu rotasi, (1.1) dimana proyeksi gaya pada bidang yang tegak lurus sumbu rotasi, adalah lengan gaya (jarak terpendek dari sumbu rotasi ke garis aksi kekuatan).

2. Momen gaya terhadap suatu titik tetap O (asal). (1.2) Ditentukan oleh produk vektor dari vektor jari-jari yang ditarik dari titik O ke titik penerapan gaya oleh gaya ini; - vektor semu, arahnya bertepatan dengan arah gerak translasi sekrup kanan ketika itu berputar (“aturan gimlet”). Modulus momen gaya, (1.3) dimana adalah sudut antara vektor dan lengan gaya, jarak terpendek antara garis kerja gaya dan titik penerapan gaya.

momentum

1. Momentum momentum suatu benda yang berputar terhadap sumbu, (1.4) dimana adalah momen inersia benda, adalah kecepatan sudut. Momentum sudut suatu sistem adalah jumlah vektor momentum sudut semua benda dalam sistem: . (1.5)

2. Momentumnya poin materi dengan momentum relatif terhadap titik tetap O (asal). (1.6) Ditentukan oleh hasil kali vektor vektor jari-jari yang ditarik dari titik O ke titik material dengan vektor momentum; - vektor semu, arahnya berimpit dengan arah gerak translasi baling-baling kanan ketika berputar menjauh ( “aturan gimlet”). Modulus vektor momentum sudut, (1.7) dimana adalah sudut antara vektor dan merupakan lengan vektor terhadap titik O.

Momen inersia terhadap sumbu rotasi

1. Momen inersia suatu titik material, (1.8) dimana massa suatu titik adalah jaraknya dari sumbu rotasi.

2. Momen inersia suatu benda tegar diskrit, (1.9) dimana adalah unsur massa benda tegar; adalah jarak unsur tersebut dari sumbu rotasi; adalah jumlah unsur benda tersebut.

3. Momen inersia pada kasus distribusi massa kontinu (benda padat). (1.10) Jika bendanya homogen, mis. massa jenisnya sama di seluruh volume, maka digunakan persamaan (1.11), di mana dan adalah volume benda.

Jika suatu benda mengalami percepatan, maka ada sesuatu yang bekerja padanya. Bagaimana menemukan “sesuatu” ini? Misalnya, gaya apa yang bekerja pada benda di dekat permukaan bumi? Ini adalah gaya gravitasi yang diarahkan vertikal ke bawah, sebanding dengan massa benda dan untuk ketinggian yang jauh lebih kecil dari jari-jari bumi $(\large R)$, hampir tidak bergantung pada ketinggian; itu setara

$(\besar F = \dfrac (G \cdot m \cdot M)(R^2) = m \cdot g )$

$(\besar g = \dfrac (G \cdot M)(R^2) )$

yang disebut percepatan karena gravitasi. Pada arah horizontal benda akan bergerak dengan kecepatan tetap, namun pergerakan pada arah vertikal sesuai dengan hukum kedua Newton:

$(\besar m \cdot g = m \cdot \kiri (\dfrac (d^2 \cdot x)(d \cdot t^2) \kanan) )$

setelah berkontraksi $(\large m)$, kita menemukan bahwa percepatan dalam arah $(\large x)$ adalah konstan dan sama dengan $(\large g)$. Ini adalah gerak benda jatuh bebas yang terkenal, yang dijelaskan oleh persamaan

$(\v_x besar = v_0 + g \cdot t)$

$(\x besar = x_0 + x_0 \cdot t + \dfrac (1)(2) \cdot g \cdot t^2)$

Bagaimana kekuatan diukur?

Di semua buku teks dan buku pintar, merupakan kebiasaan untuk menyatakan gaya dalam satuan Newton, tetapi kecuali dalam model yang dioperasikan fisikawan, Newton tidak digunakan di mana pun. Hal ini sangat merepotkan.

Newton newton (N) adalah satuan turunan gaya dalam Satuan Sistem Internasional (SI).
Berdasarkan hukum kedua Newton, satuan newton didefinisikan sebagai gaya yang mengubah kecepatan suatu benda bermassa satu kilogram sebesar 1 meter per detik dalam satu detik searah gaya tersebut.

Jadi, 1 N = 1 kg m/s².

Gaya kilogram (kgf atau kg) adalah satuan gaya metrik gravitasi yang sama dengan gaya yang bekerja pada benda berbobot satu kilogram dalam medan gravitasi bumi. Oleh karena itu, menurut definisi, gaya kilogram sama dengan 9,80665 N. Gaya kilogram cocok karena nilainya sama dengan berat benda dengan berat 1 kg.
1 kgf = 9,80665 newton (kira-kira ≈ 10 N)
1 N ≈ 0,10197162 kgf ≈ 0,1 kgf

1 N = 1 kg x 1 m/s2.

Hukum gravitasi

Setiap benda di alam semesta tertarik satu sama lain dengan gaya yang sebanding dengan massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.

$(\F besar = G \cdot \dfrac (m \cdot M)(R^2))$

Kita dapat menambahkan bahwa setiap benda bereaksi terhadap gaya yang diterapkan padanya dengan percepatan searah gaya ini, yang besarnya berbanding terbalik dengan massa benda.

$(\large G)$ — konstanta gravitasi

$(\large M)$ — massa bumi

$(\large R)$ — radius bumi

$(\large G = 6,67 \cdot (10^(-11)) \left (\dfrac (m^3)(kg \cdot (detik)^2) \kanan) )$

$(\besar M = 5,97 \cdot (10^(24)) \kiri (kg \kanan) )$

$(\large R = 6,37 \cdot (10^(6)) \kiri (m \kanan) )$

Dalam kerangka mekanika klasik, interaksi gravitasi dijelaskan oleh hukum gravitasi universal Newton, yang menyatakan bahwa gaya tarik-menarik gravitasi antara dua benda bermassa $(\large m_1)$ dan $(\large m_2)$ dipisahkan oleh jarak $(\R besar)$ adalah

$(\F besar = -G \cdot \dfrac (m_1 \cdot m_2)(R^2))$

Di sini $(\large G)$ adalah konstanta gravitasi yang sama dengan $(\large 6.673 \cdot (10^(-11)) m^3 / \left (kg \cdot (detik)^2 \kanan) )$. Tanda minus berarti gaya yang bekerja pada benda uji selalu diarahkan sepanjang vektor jari-jari dari benda uji ke sumber medan gravitasi, yaitu. interaksi gravitasi selalu menimbulkan gaya tarik-menarik benda.
Medan gravitasi itu potensial. Artinya, Anda dapat memasukkan energi potensial tarikan gravitasi sepasang benda, dan energi ini tidak akan berubah setelah benda tersebut bergerak. lingkaran tertutup. Potensi medan gravitasi memerlukan hukum kekekalan jumlah energi kinetik dan energi potensial, yang, ketika mempelajari gerak benda dalam medan gravitasi, seringkali menyederhanakan penyelesaiannya secara signifikan.
Dalam kerangka mekanika Newton, interaksi gravitasi bersifat jangka panjang. Artinya, seberapa besar pun benda masif bergerak, di titik mana pun di ruang angkasa, potensi dan gaya gravitasi hanya bergantung pada posisi benda pada waktu tertentu.

Lebih berat - Lebih ringan

Berat suatu benda $(\large P)$ dinyatakan dengan hasil kali massa benda $(\large m)$ dan percepatan gravitasi $(\large g)$.

$(\P besar = m \cdot g)$

Bila di bumi badan menjadi lebih ringan (lebih sedikit menekan timbangan), hal ini disebabkan adanya penurunan massa. Di bulan, semuanya berbeda; penurunan berat disebabkan oleh perubahan faktor lain - $(\large g)$, karena percepatan gravitasi di permukaan bulan enam kali lebih kecil daripada di bumi.

massa bumi = $(\large 5,9736 \cdot (10^(24))\ kg )$

massa bulan = $(\besar 7,3477 \cdot (10^(22))\ kg )$

percepatan gravitasi bumi = $(\large 9,81\ m / c^2 )$

percepatan gravitasi di Bulan = $(\large 1,62 \ m / c^2 )$

Hasilnya, produk $(\large m \cdot g )$, dan karenanya beratnya, berkurang 6 kali lipat.

Namun tidak mungkin menggambarkan kedua fenomena ini dengan ungkapan yang sama “mempermudahnya”. Di bulan, benda-benda tidak menjadi lebih ringan, namun jatuh lebih lambat; mereka “kurang epilepsi”))).

Besaran vektor dan skalar

Besaran vektor (misalnya gaya yang diterapkan pada suatu benda), selain nilainya (modulus), juga dicirikan oleh arah. Besaran skalar (misalnya panjang) hanya dicirikan oleh nilainya. Semua hukum mekanika klasik dirumuskan untuk besaran vektor.

Gambar 1.

Pada Gambar. 1 ditampilkan berbagai pilihan letak vektor $( \large \overrightarrow(F))$ dan proyeksinya $( \large F_x)$ dan $( \large F_y)$ pada sumbu $( \large X)$ dan $( \large Y) $, masing-masing:

  • A. besaran $( \large F_x)$ dan $( \large F_y)$ bukan nol dan positif
  • B. besaran $( \large F_x)$ dan $( \large F_y)$ bukan nol, sedangkan $(\large F_y)$ adalah besaran positif, dan $(\large F_x)$ adalah negatif, karena vektor $(\large \overrightarrow(F))$ diarahkan ke arah yang berlawanan dengan arah sumbu $(\large X)$
  • C.$(\large F_y)$ adalah besaran positif bukan nol, $(\large F_x)$ sama dengan nol, karena vektor $(\large \overrightarrow(F))$ diarahkan tegak lurus terhadap sumbu $(\large X)$

Momen kekuasaan

Momen penuh kekuatan disebut perkalian vektor dari vektor jari-jari yang ditarik dari sumbu rotasi ke titik penerapan gaya dan vektor gaya tersebut. Itu. Menurut definisi klasik, momen gaya merupakan besaran vektor. Dalam kerangka masalah kita, definisi ini dapat disederhanakan sebagai berikut: momen gaya $(\large \overrightarrow(F))$ diterapkan pada suatu titik dengan koordinat $(\large x_F)$, relatif terhadap sumbu terletak di titik $(\large x_0 )$ adalah besaran skalar yang sama dengan hasil kali modulus gaya $(\large \overrightarrow(F))$ dan lengan gaya - $(\large \left | x_F - x_0 \right | )$. Dan tanda besaran skalar ini bergantung pada arah gaya: jika benda diputar searah jarum jam maka tandanya plus, jika berlawanan arah jarum jam maka tandanya minus.

Penting untuk dipahami bahwa kita dapat memilih sumbu secara sewenang-wenang - jika benda tidak berputar, maka jumlah momen gaya terhadap sumbu mana pun adalah nol. Catatan penting kedua adalah jika suatu gaya diterapkan pada suatu titik yang melalui suatu sumbu, maka momen gaya tersebut terhadap sumbu tersebut sama dengan nol (karena lengan gaya akan sama dengan nol).

Mari kita ilustrasikan hal di atas dengan contoh pada Gambar 2. Mari kita asumsikan bahwa sistem yang ditunjukkan pada Gambar. 2 berada dalam keadaan setimbang. Pertimbangkan dukungan di mana beban berada. Hal ini dipengaruhi oleh 3 gaya: $(\large \overrightarrow(N_1),\ \overrightarrow(N_2),\ \overrightarrow(N),)$ titik penerapan gaya-gaya ini A, DI DALAM Dan DENGAN masing-masing. Gambar tersebut juga mengandung gaya $(\large \overrightarrow(N_(1)^(gr)),\ \overrightarrow(N_2^(gr)))$. Gaya-gaya ini diterapkan pada beban, dan menurut hukum ke-3 Newton

$(\besar \overrightarrow(N_(1)) = - \overrightarrow(N_(1)^(gr)))$

$(\besar \overrightarrow(N_(2)) = - \overrightarrow(N_(2)^(gr)))$

Sekarang perhatikan syarat persamaan momen gaya-gaya yang bekerja pada tumpuan relatif terhadap sumbu yang melalui suatu titik A(dan, seperti yang kita sepakati sebelumnya, tegak lurus terhadap bidang menggambar):

$(\besar N \cdot l_1 - N_2 \cdot \kiri (l_1 +l_2 \kanan) = 0)$

Harap dicatat bahwa momen gaya $(\large \overrightarrow(N_1))$ tidak dimasukkan dalam persamaan, karena lengan gaya ini relatif terhadap sumbu yang dimaksud sama dengan $(\large 0)$. Jika karena alasan tertentu kita ingin memilih sumbu yang melalui titik tersebut DENGAN, maka syarat persamaan momen gaya akan terlihat seperti ini:

$(\besar N_1 \cdot l_1 - N_2 \cdot l_2 = 0)$

Dapat ditunjukkan bahwa, dari sudut pandang matematika, dua persamaan terakhir adalah ekuivalen.

Pusat gravitasi

Pusat gravitasi sistem mekanis adalah titik dimana momen gravitasi total yang bekerja pada sistem sama dengan nol.

Pusat massa

Titik pusat massa sangat luar biasa karena jika partikel-partikel yang membentuk suatu benda (tidak peduli apakah benda itu padat atau cair, gugusan bintang, atau yang lainnya) dipengaruhi oleh banyak sekali gaya (artinya hanya kekuatan luar, karena semua gaya dalam saling mengimbangi), maka gaya yang dihasilkan menyebabkan percepatan pada titik ini seolah-olah seluruh massa benda $(\large m)$ berada di dalamnya.

Posisi pusat massa ditentukan dengan persamaan:

$(\large R_(cm) = \frac(\jumlah m_i\, r_i)(\jumlah m_i))$

Ini adalah persamaan vektor, yaitu. sebenarnya, ada tiga persamaan - satu untuk masing-masing dari tiga arah. Namun pertimbangkan hanya arah $(\large x)$. Apa arti persamaan berikut?

$(\besar X_(cm) = \frac(\jumlah m_i\, x_i)(\jumlah m_i))$

Misalkan benda dibagi menjadi potongan-potongan kecil dengan massa yang sama $(\large m)$, dan massa total benda akan sama dengan jumlah potongan $(\large N)$ dikalikan massa satu potongan , misalnya 1 gram. Maka persamaan ini berarti Anda perlu mengambil koordinat $(\large x)$ dari semua bagian, menjumlahkannya, dan membagi hasilnya dengan jumlah bagian. Dengan kata lain, jika massa keping sama, maka $(\large X_(cm))$ hanyalah rata-rata aritmatika dari koordinat $(\large x)$ semua keping.

Massa dan kepadatan

Massa adalah besaran fisika fundamental. Massa mencirikan beberapa sifat suatu benda sekaligus dan dengan sendirinya memiliki sejumlah sifat penting.

  • Massa berfungsi sebagai ukuran zat yang terkandung dalam suatu benda.
  • Massa adalah ukuran kelembaman suatu benda. Inersia adalah sifat suatu benda untuk mempertahankan kecepatannya tidak berubah (dalam kerangka acuan inersia) ketika tidak ada pengaruh eksternal atau saling mengimbangi. Di hadapan pengaruh eksternal kelembaman suatu benda dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa kecepatannya tidak berubah secara instan, tetapi secara bertahap, dan semakin lambat, semakin besar inersia (yaitu massa) benda tersebut. Misalnya, jika bola bilyar dan sebuah bus bergerak dengan kecepatan yang sama dan direm dengan gaya yang sama, maka waktu yang dibutuhkan untuk menghentikan bola jauh lebih sedikit dibandingkan waktu menghentikan bus.
  • Massa benda adalah alasan tarikan gravitasi mereka satu sama lain (lihat bagian “Gravitasi”).
  • Massa suatu benda sama dengan jumlah massa bagian-bagiannya. Inilah yang disebut aditif massa. Aditivitas memungkinkan Anda menggunakan standar 1 kg untuk mengukur massa.
  • Massa suatu sistem benda yang terisolasi tidak berubah terhadap waktu (hukum kekekalan massa).
  • Massa suatu benda tidak bergantung pada kecepatan geraknya. Massa tidak berubah ketika berpindah dari satu kerangka acuan ke kerangka acuan lainnya.
  • Kepadatan benda homogen adalah perbandingan massa benda dengan volumenya:

$(\p besar = \dfrac (m)(V) )$

Massa jenis tidak bergantung pada sifat geometris benda (bentuk, volume) dan merupakan ciri substansi benda. Kepadatan berbagai zat disajikan dalam tabel referensi. Dianjurkan untuk mengingat massa jenis air: 1000 kg/m3.

hukum kedua dan ketiga Newton

Interaksi benda dapat digambarkan dengan menggunakan konsep gaya. Gaya adalah besaran vektor yang merupakan ukuran pengaruh suatu benda terhadap benda lain.
Sebagai vektor, gaya dicirikan oleh modulusnya ( nilai mutlak) dan arah dalam ruang. Selain itu, titik penerapan gaya juga penting: gaya yang sama dalam besaran dan arah, yang diterapkan pada titik-titik berbeda pada benda, dapat mempunyai efek yang berbeda. Jadi, jika Anda memegang tepi roda sepeda dan menariknya secara tangensial ke tepinya, roda tersebut akan mulai berputar. Jika Anda menarik sepanjang jari-jarinya, tidak akan ada rotasi.

hukum kedua Newton

Hasil kali massa benda dan vektor percepatan adalah resultan semua gaya yang diterapkan pada benda:

$(\besar m \cdot \overrightarrow(a) = \overrightarrow(F) )$

Hukum kedua Newton menghubungkan percepatan dan vektor gaya. Artinya pernyataan berikut ini benar.

  1. $(\large m \cdot a = F)$, dengan $(\large a)$ adalah modulus percepatan, $(\large F)$ adalah modulus gaya yang dihasilkan.
  2. Vektor percepatan mempunyai arah yang sama dengan vektor gaya resultan, karena massa benda bertanda positif.

hukum ketiga Newton

Dua benda bekerja satu sama lain dengan gaya yang sama besar dan berlawanan arah. Gaya-gaya ini mempunyai sifat fisik yang sama dan diarahkan sepanjang garis lurus yang menghubungkan titik-titik penerapannya.

Prinsip superposisi

Pengalaman menunjukkan bahwa jika beberapa benda lain bekerja pada suatu benda, maka gaya-gaya yang bersesuaian dijumlahkan sebagai vektor. Lebih tepatnya, prinsip superposisi adalah valid.
Prinsip superposisi gaya. Biarkan kekuatan bekerja pada tubuh$(\besar \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ Jika Anda menggantinya dengan satu kekuatan$(\large \overrightarrow(F) = \overrightarrow(F_1) + \overrightarrow(F_2) \ldots + \overrightarrow(F_n))$ , maka akibat dampaknya tidak akan berubah.
Gaya $(\large \overrightarrow(F))$ disebut yg dihasilkan memaksa $(\large \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ atau dihasilkan dengan paksa.

Pengangkut atau pengangkut? Tiga rahasia dan transportasi kargo internasional

Forwarder atau operator: siapa yang harus dipilih? Jika pengangkutnya baik dan pengirimnya buruk, maka yang pertama. Jika pengangkutnya buruk dan pengirimnya baik, maka pengangkutnya baik. Pilihan ini sederhana. Tapi bagaimana Anda bisa memutuskan kapan kedua kandidat itu bagus? Bagaimana cara memilih dari dua opsi yang tampaknya setara? Faktanya adalah bahwa pilihan-pilihan ini tidak setara.

Cerita horor transportasi internasional

ANTARA PALU DAN BUKIT.

Tidak mudah untuk hidup antara pelanggan transportasi dan pemilik muatan yang sangat licik dan ekonomis. Suatu hari kami menerima pesanan. Pengangkutan untuk tiga kopek, kondisi tambahan dalam dua lembar, koleksinya disebut.... Loading pada hari Rabu. Mobil itu berada di tempatnya pada hari Selasa, dan saat makan siang hari berikutnya gudang mulai perlahan-lahan memasukkan ke dalam trailer segala sesuatu yang telah dikumpulkan oleh pengirim barang Anda untuk pelanggan penerimanya.

TEMPAT YANG TERPESAN - PTO KOZLOVICHY.

Menurut legenda dan pengalaman, setiap orang yang mengangkut barang dari Eropa melalui jalan darat tahu betapa buruknya tempat VET Kozlovichi, Bea Cukai Brest. Betapa kacaunya petugas bea cukai Belarusia, mereka mencari-cari kesalahan dengan segala cara dan mengenakan harga selangit. Dan itu benar. Tapi tidak semua...

PADA TAHUN BARU KAMI MEMBAWA SUSU BUBUK.

Memuat dengan kargo kelompok di gudang konsolidasi di Jerman. Salah satu muatannya adalah susu bubuk dari Itali yang pengirimannya dipesan oleh Forwarder.... Contoh klasik karya seorang forwarder-“transmitter” (dia tidak mendalami apapun, dia hanya mengirimkan sepanjang rantai).

Dokumen untuk transportasi internasional

Angkutan barang melalui jalan raya internasional sangat terorganisir dan birokratis, sehingga banyak dokumen terpadu yang digunakan untuk melaksanakan angkutan barang melalui jalan raya internasional. Tidak masalah apakah itu pengangkut bea cukai atau pengangkut biasa - dia tidak akan bepergian tanpa dokumen. Meskipun hal ini tidak terlalu menarik, kami mencoba menjelaskan secara sederhana tujuan dari dokumen-dokumen ini dan makna yang dimilikinya. Mereka mencontohkan pengisian TIR, CMR, T1, EX1, Invoice, Packing List...

Perhitungan beban gandar untuk angkutan barang jalan raya

Tujuannya untuk mempelajari kemungkinan terjadinya redistribusi beban pada gandar traktor dan semi trailer ketika letak muatan di semi trailer berubah. Dan menerapkan pengetahuan ini dalam praktik.

Dalam sistem yang kita pertimbangkan ada 3 objek: traktor $(T)$, semi-trailer $(\large ((p.p.)))$ dan beban $(\large (gr))$. Semua variabel yang terkait dengan masing-masing objek ini akan ditandai dengan superskrip $T$, $(\large (p.p.))$ dan $(\large (gr))$ masing-masing. Misalnya, berat tara traktor akan dinotasikan sebagai $m^(T)$.

Mengapa Anda tidak makan agari lalat? Petugas bea cukai menghela nafas sedih.

Apa yang terjadi di pasar transportasi jalan internasional? Layanan Bea Cukai Federal Federasi Rusia telah melarang penerbitan TIR Carnets tanpa jaminan tambahan selama beberapa tahun distrik federal. Dan dia memberitahukan hal itu mulai 1 Desember tahun ini dan akan sepenuhnya mengakhiri kontrak dengan IRU karena tidak patuh Serikat Pabean dan membuat klaim keuangan yang tidak kekanak-kanakan.
IRU menanggapi: “Penjelasan Layanan Bea Cukai Federal Rusia mengenai dugaan utang ASMAP sebesar 20 miliar rubel adalah fiksi total, karena semua klaim TIR lama telah diselesaikan sepenuhnya..... Apa yang kita lakukan , operator umum, menurut Anda?

Faktor Penyimpanan Berat dan volume muatan saat menghitung biaya transportasi

Perhitungan biaya pengangkutan tergantung pada berat dan volume muatan. Untuk transportasi laut, volume paling sering menentukan, untuk transportasi udara - berat. Untuk angkutan barang melalui jalan darat, indikator yang kompleks sangatlah penting. Parameter perhitungan mana yang akan dipilih dalam kasus tertentu bergantung pada berat jenis kargo (Faktor Penyimpanan) .

Ada sejumlah hukum yang menjadi ciri proses fisik selama pergerakan mekanis suatu benda.

Hukum dasar gaya dalam fisika berikut ini dibedakan:

  • hukum gravitasi;
  • hukum gravitasi universal;
  • hukum gaya gesekan;
  • hukum gaya elastis;
  • hukum Newton.

Hukum gravitasi

Catatan 1

Gravitasi merupakan salah satu manifestasi aksi gaya gravitasi.

Gravitasi direpresentasikan sebagai gaya yang bekerja pada suatu benda dari sisi planet dan memberinya percepatan akibat gravitasi.

Jatuh bebas dapat dianggap dalam bentuk $mg = G\frac(mM)(r^2)$, yang darinya kita memperoleh rumus percepatan jatuh bebas:

$g = G\frac(M)(r^2)$.

Rumus untuk menentukan gravitasi akan terlihat seperti ini:

$(\overline(F))_g = m\overline(g)$

Gravitasi memiliki vektor distribusi tertentu. Itu selalu diarahkan secara vertikal ke bawah, yaitu menuju pusat planet. Tubuh terus-menerus terkena gravitasi dan ini berarti ia jatuh bebas.

Lintasan pergerakan di bawah pengaruh gravitasi bergantung pada:

  • modul kecepatan awal benda;
  • arah kecepatan tubuh.

Seseorang menghadapi fenomena fisik ini setiap hari.

Gravitasi juga dapat direpresentasikan sebagai rumus $P = mg$. Saat berakselerasi karena gravitasi, besaran tambahan juga diperhitungkan.

Jika kita memperhatikan hukum gravitasi universal yang dirumuskan oleh Isaac Newton, semua benda mempunyai massa tertentu. Mereka tertarik satu sama lain dengan kekuatan. Ini akan disebut gaya gravitasi.

$F = G\frac(m_1m_2)(r^2)$

Gaya ini berbanding lurus dengan hasil kali massa dua benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.

$G = 6.7\cdot (10)^(-11)\ (H\cdot m^2)/((kg)^2\ )$, dengan $G$ adalah konstanta gravitasi dan sesuai dengan sistem internasional Nilai konstanta pengukuran SI.

Definisi 1

Berat adalah gaya yang digunakan suatu benda di permukaan planet setelah terjadinya gravitasi.

Dalam kasus di mana benda diam atau bergerak beraturan sepanjang permukaan horizontal, maka beratnya akan sama dengan gaya reaksi tumpuan dan nilainya akan bertepatan dengan besarnya gaya gravitasi:

Pada gerak dipercepat beraturan secara vertikal, berat akan berbeda dengan gravitasi berdasarkan vektor percepatan. Ketika vektor percepatan diarahkan ke arah yang berlawanan, terjadi kondisi kelebihan beban. Jika benda dan tumpuan bergerak dengan percepatan $a = g$, maka beratnya akan sama dengan nol. Keadaan tanpa bobot disebut keadaan tanpa bobot.

Kekuatan medan gravitasi dihitung sebagai berikut:

$g = \frac(F)(m)$

Besaran $F$ adalah gaya gravitasi yang bekerja pada suatu titik material bermassa $m$.

Jenazah ditempatkan pada titik tertentu di lapangan.

Energi potensial interaksi gravitasi dua titik material bermassa $m_1$ dan $m_2$ harus berada pada jarak $r$ satu sama lain.

Potensi medan gravitasi dapat dicari dengan menggunakan rumus:

$\varphi = \Pi / m$

Di sini $П$ adalah energi potensial suatu titik material bermassa $m$. Itu ditempatkan pada titik tertentu di lapangan.

Hukum gesekan

Catatan 2

Gaya gesekan timbul selama gerakan dan diarahkan melawan geseran benda.

Gaya gesekan statis akan sebanding dengan reaksi normal. Gaya gesekan statis tidak bergantung pada bentuk dan ukuran permukaan gesekan. Koefisien gesekan statis bergantung pada bahan benda yang bersentuhan dan menghasilkan gaya gesekan. Namun hukum gesekan belum bisa dikatakan stabil dan akurat, karena berbagai penyimpangan sering terlihat pada hasil penelitian.

Penulisan tradisional gaya gesekan melibatkan penggunaan koefisien gesekan ($\eta$), $N$ adalah gaya tekanan normal.

Dibedakan pula gaya gesek luar, gaya gesek gelinding, gaya gesek geser, gaya gesek viskos dan jenis-jenis gesekan lainnya.

Hukum Gaya Elastis

Gaya elastis sama dengan kekakuan benda, yang dikalikan dengan besar deformasi:

$F = k \cdot \Delta l$

Dalam rumus gaya klasik kami untuk mencari gaya elastis, tempat utama ditempati oleh nilai kekakuan benda ($k$) dan deformasi benda ($\Delta l$). Satuan gaya adalah newton (N).

Rumus serupa dapat menggambarkan kasus deformasi yang paling sederhana. Hal ini biasa disebut hukum Hooke. Dinyatakan bahwa jika ada yang mencoba dengan cara yang dapat diakses merusak bentuk benda, maka gaya elastis akan cenderung mengembalikan bentuk benda ke bentuk semula.

Untuk pemahaman dan proses yang tepat deskripsi fenomena fisik memperkenalkan konsep tambahan. Koefisien elastisitas menunjukkan ketergantungan pada:

  • sifat material;
  • ukuran batang.

Secara khusus, ketergantungan pada ukuran batang atau luas dibedakan persilangan dan panjang. Maka koefisien elastisitas benda ditulis dalam bentuk:

$k = \frac(ES)(L)$

Dalam rumus ini, besaran $E$ adalah modulus elastisitas jenis pertama. Ini juga disebut modulus Young. Dia merenung karakteristik mekanis bahan tertentu.

Saat melakukan perhitungan batang lurus, hukum Hooke ditulis dalam bentuk relatif:

$\Delta l = \frac(FL)(ES)$

Perlu dicatat bahwa penerapan hukum Hooke hanya akan efektif untuk deformasi yang relatif kecil. Jika batas proporsionalitas terlampaui, maka hubungan antara regangan dan tegangan menjadi nonlinier. Untuk beberapa media, hukum Hooke tidak dapat diterapkan bahkan untuk deformasi kecil sekalipun.

Lihat juga "Portal Fisik"

Gaya dicirikan sebagai besaran vektor modul , arah Dan "titik" aplikasi kekuatan. Pada parameter terakhir, konsep gaya sebagai vektor dalam fisika berbeda dengan konsep vektor dalam aljabar vektor, di mana vektor yang besar dan arahnya sama, terlepas dari titik penerapannya, dianggap sebagai vektor yang sama. Dalam fisika, vektor-vektor ini disebut vektor bebas.Dalam mekanika, gagasan tentang vektor-vektor berpasangan sangat umum, yang permulaannya tetap pada suatu titik tertentu dalam ruang atau dapat terletak pada suatu garis yang melanjutkan arah vektor tersebut. (vektor geser). .

Konsep tersebut juga digunakan garis kekuatan, yang menyatakan garis lurus yang melalui titik penerapan gaya yang dilalui gaya tersebut.

Dimensi gaya adalah LMT −2, satuan besaran dalam Sistem Satuan Internasional (SI) adalah newton (N, N), dalam sistem CGS adalah dyne.

Sejarah konsep

Konsep gaya digunakan oleh para ilmuwan kuno dalam karya mereka tentang statika dan gerak. Ia mempelajari gaya dalam proses membangun mekanisme sederhana pada abad ke-3. SM e. Archimedes. Gagasan Aristoteles tentang kekuatan, yang melibatkan inkonsistensi mendasar, bertahan selama beberapa abad. Perbedaan ini dihilangkan pada abad ke-17. Isaac Newton, menggunakan metode matematika untuk menggambarkan gaya. Mekanika Newton tetap diterima secara umum selama hampir tiga ratus tahun. Pada awal abad ke-20. Albert Einstein menunjukkan dalam teori relativitas bahwa mekanika Newton hanya benar pada kecepatan gerak dan massa benda yang relatif rendah dalam sistem, sehingga memperjelas prinsip dasar kinematika dan dinamika serta menjelaskan beberapa sifat baru ruang-waktu.

Mekanika Newton

Isaac Newton mulai mendeskripsikan gerak benda menggunakan konsep inersia dan gaya. Setelah melakukan ini, dia secara bersamaan menetapkan apa pun gerakan mekanis mematuhi hukum konservasi umum. Di Newton ia menerbitkan karyanya yang terkenal “,” di mana ia menguraikan tiga hukum dasar mekanika klasik (hukum Newton yang terkenal).

hukum pertama Newton

Misalnya, hukum mekanika diterapkan dengan cara yang persis sama di bagian belakang truk ketika truk tersebut melaju di sepanjang bagian jalan lurus dengan kecepatan konstan dan ketika truk tersebut berhenti. Seseorang dapat melempar bola secara vertikal ke atas dan menangkapnya setelah beberapa waktu di tempat yang sama, terlepas dari apakah truk tersebut bergerak beraturan dan lurus atau diam. Baginya, bola terbang dalam garis lurus. Namun, bagi pengamat luar di lapangan, lintasan bola terlihat seperti parabola. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa bola bergerak relatif terhadap tanah selama penerbangannya tidak hanya secara vertikal, tetapi juga secara horizontal secara inersia searah dengan pergerakan truk. Bagi seseorang yang berada di belakang truk, tidak menjadi masalah apakah truk tersebut sedang bergerak di jalan raya atau Dunia bergerak dengan kecepatan tetap ke arah berlawanan sementara truk diam. Dengan demikian, keadaan diam dan gerak lurus beraturan secara fisika tidak dapat dibedakan satu sama lain.

hukum kedua Newton

Menurut definisi momentum:

di mana massa, adalah kecepatan.

Jika massa suatu titik material tidak berubah, maka turunan massa terhadap waktu adalah nol, dan persamaannya berbentuk:

hukum ketiga Newton

Untuk dua benda apa pun (sebut saja benda 1 dan benda 2), hukum ketiga Newton menyatakan bahwa gaya kerja benda 1 pada benda 2 disertai dengan munculnya gaya yang sama besarnya, tetapi berlawanan arah, yang bekerja pada benda tersebut. 1 dari badan 2. Secara matematis hukumnya ditulis seperti ini:

Hukum ini berarti bahwa gaya selalu terjadi dalam pasangan aksi-reaksi. Jika benda 1 dan benda 2 berada dalam sistem yang sama, maka gaya total dalam sistem akibat interaksi benda-benda tersebut adalah nol:

Artinya dalam sistem tertutup tidak ada ketidakseimbangan kekuatan internal. Hal ini mengarah pada fakta bahwa pusat massa suatu sistem tertutup (yaitu, sistem yang tidak dipengaruhi oleh gaya luar) tidak dapat bergerak dengan percepatan. Masing-masing bagian sistem dapat mengalami percepatan, tetapi hanya sedemikian rupa sehingga sistem secara keseluruhan tetap dalam keadaan diam atau gerak linier beraturan. Namun, jika gaya luar bekerja pada sistem, pusat massanya akan mulai bergerak dengan percepatan yang sebanding dengan gaya resultan luar dan berbanding terbalik dengan massa sistem.

Interaksi Mendasar

Semua kekuatan di alam didasarkan pada empat jenis interaksi mendasar. Kecepatan rambat maksimum semua jenis interaksi sama dengan kecepatan cahaya dalam ruang hampa. Gaya elektromagnetik bekerja antara benda bermuatan listrik, gaya gravitasi bekerja antara benda masif. Kuat dan lemah hanya muncul pada jarak yang sangat pendek, keduanya bertanggung jawab atas munculnya interaksi antar partikel subatom, termasuk nukleon yang menyusun inti atom.

Intensitas interaksi kuat dan lemah diukur dalam satuan energi(elektron volt), bukan satuan kekuatan, dan oleh karena itu penerapan istilah "kekuatan" pada mereka dijelaskan oleh tradisi yang diambil dari zaman kuno untuk menjelaskan fenomena apa pun di dunia sekitar dengan aksi "kekuatan" yang spesifik untuk setiap fenomena.

Konsep gaya tidak dapat diterapkan pada fenomena dunia subatom. Ini adalah konsep dari gudang fisika klasik, terkait (walaupun hanya secara tidak sadar) dengan gagasan Newton tentang gaya yang bekerja pada jarak jauh. Dalam fisika subatom, gaya-gaya seperti itu sudah tidak ada lagi: gaya-gaya tersebut digantikan oleh interaksi antar partikel yang terjadi melalui medan, yaitu beberapa partikel lainnya. Oleh karena itu, fisikawan energi tinggi menghindari penggunaan kata tersebut memaksa, menggantinya dengan kata interaksi.

Setiap jenis interaksi disebabkan oleh pertukaran pembawa interaksi yang sesuai: gravitasi - pertukaran graviton (keberadaannya belum dikonfirmasi secara eksperimental), elektromagnetik - foton virtual, lemah - boson vektor, kuat - gluon (dan pada jarak jauh - meson) . Saat ini, gaya elektromagnetik dan gaya lemah digabungkan menjadi gaya elektrolemah yang lebih mendasar. Upaya sedang dilakukan untuk menggabungkan keempat interaksi mendasar menjadi satu (yang disebut teori terpadu besar).

Seluruh keragaman kekuatan yang terwujud di alam, pada prinsipnya, dapat direduksi menjadi empat interaksi mendasar ini. Misalnya, gesekan adalah manifestasi gaya elektromagnetik yang bekerja antara atom-atom dari dua permukaan yang bersentuhan dan prinsip pengecualian Pauli, yang mencegah atom-atom menembus area satu sama lain. Gaya yang dihasilkan oleh deformasi pegas, yang dijelaskan oleh hukum Hooke, juga merupakan hasil gaya elektromagnetik antar partikel dan prinsip pengecualian Pauli, yang memaksa atom-atom kisi kristal suatu zat berada di dekat posisi kesetimbangan. .

Namun, dalam praktiknya, hal ini tidak hanya tidak tepat, tetapi juga tidak mungkin dilakukan dalam kondisi masalah, pertimbangan yang begitu rinci tentang masalah aksi kekuatan.

Gravitasi

Gravitasi ( gravitasi) - interaksi universal antara semua jenis materi. Dalam kerangka mekanika klasik dijelaskan oleh hukum gravitasi universal yang dirumuskan oleh Isaac Newton dalam karyanya “Prinsip Matematika Filsafat Alam”. Newton memperoleh besarnya percepatan pergerakan Bulan mengelilingi Bumi, dengan asumsi dalam perhitungan bahwa gaya gravitasi berkurang berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari benda gravitasi. Selain itu, ia juga menetapkan bahwa percepatan yang disebabkan oleh gaya tarik-menarik suatu benda terhadap benda lain sebanding dengan hasil kali massa benda-benda tersebut. Berdasarkan dua kesimpulan tersebut, maka dirumuskan hukum gravitasi: setiap partikel material tertarik satu sama lain dengan gaya yang berbanding lurus dengan hasil kali massa ( dan ) dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya:

Berikut adalah konstanta gravitasi, yang nilainya pertama kali diperoleh dalam eksperimennya oleh Henry Cavendish. Dengan menggunakan hukum ini, Anda dapat memperoleh rumus untuk menghitung gaya gravitasi benda yang bentuknya berubah-ubah. Teori gravitasi Newton dengan baik menggambarkan pergerakan planet-planet di tata surya dan banyak benda langit lainnya. Namun, hal ini didasarkan pada konsep aksi jangka panjang, yang bertentangan dengan teori relativitas. Oleh karena itu, teori gravitasi klasik tidak dapat diterapkan untuk menggambarkan gerak benda yang bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya, medan gravitasi benda yang sangat masif (misalnya lubang hitam), serta medan gravitasi variabel yang diciptakan olehnya. memindahkan benda pada jarak yang jauh darinya.

Interaksi elektromagnetik

Medan elektrostatis (bidang muatan stasioner)

Perkembangan ilmu fisika setelah Newton menambahkan tiga besaran pokok (panjang, massa, waktu) muatan listrik dengan dimensi C. Namun, berdasarkan persyaratan praktis berdasarkan kenyamanan pengukuran, sering digunakan sebagai pengganti muatan listrik dengan dimensi I, dan SAYA = CT − 1 . Satuan besaran muatan adalah coulomb, dan satuan kuat arus adalah ampere.

Karena muatan, dengan demikian, tidak ada secara independen dari benda yang membawanya, interaksi listrik benda memanifestasikan dirinya dalam bentuk gaya yang sama seperti yang dipertimbangkan dalam mekanika, yang menyebabkan percepatan. Sehubungan dengan interaksi elektrostatis dua “muatan titik” dalam ruang hampa, digunakan hukum Coulomb:

dimana adalah jarak antar muatan, dan ε 0 ≈ 8.854187817·10 −12 F/m. Dalam zat homogen (isotropik) dalam sistem ini, gaya interaksi berkurang sebesar ε kali, di mana ε adalah konstanta dielektrik medium.

Arah gayanya berimpit dengan garis penghubungnya biaya poin. Secara grafis, medan elektrostatis biasanya digambarkan dalam bentuk gambar saluran listrik, yang merupakan lintasan imajiner yang dilalui oleh partikel bermuatan tanpa massa. Garis-garis ini dimulai pada satu muatan dan berakhir pada muatan lainnya.

Medan elektromagnetik (medan arus searah)

Adanya Medan gaya diakui pada Abad Pertengahan oleh orang Cina, yang menggunakan "batu cinta" - magnet, sebagai prototipe kompas magnet. Secara grafis, medan magnet biasanya digambarkan dalam bentuk garis-garis gaya tertutup, yang kerapatannya (sama seperti pada kasus medan elektrostatis) menentukan intensitasnya. Secara historis secara visual visualisasi medan magnet adalah serbuk besi yang dituangkan, misalnya, ke selembar kertas yang diletakkan di atas magnet.

Jenis kekuatan yang diturunkan

Kekuatan elastis- gaya yang timbul selama deformasi suatu benda dan melawan deformasi ini. Dalam kasus deformasi elastis, ini adalah potensi. Gaya elastis bersifat elektromagnetik, yang merupakan manifestasi makroskopis dari interaksi antarmolekul. Gaya elastis berlawanan arah dengan perpindahan, tegak lurus permukaan. Vektor gaya berlawanan dengan arah perpindahan molekul.

Gaya gesek- kekuatan yang terjadi ketika gerakan relatif benda padat dan menangkal gerakan ini. Mengacu pada kekuatan disipatif. Gaya gesekan bersifat elektromagnetik, yang merupakan manifestasi makroskopis dari interaksi antarmolekul. Vektor gaya gesekan arahnya berlawanan dengan vektor kecepatan.

Kekuatan resistensi sedang- gaya yang terjadi ketika benda padat bergerak dalam media cair atau gas. Mengacu pada kekuatan disipatif. Gaya hambatan bersifat elektromagnetik, yang merupakan manifestasi makroskopis dari interaksi antarmolekul. Vektor gaya tarik berlawanan arah dengan vektor kecepatan.

Gaya reaksi tanah normal- gaya elastis yang bekerja dari tumpuan pada benda. Diarahkan tegak lurus terhadap permukaan penyangga.

Gaya tegangan permukaan- gaya yang timbul pada permukaan antarmuka fase. Ia memiliki sifat elektromagnetik, menjadi manifestasi makroskopis dari interaksi antarmolekul. Gaya tarik diarahkan secara tangensial ke antarmuka; timbul sebagai akibat tarikan tak terkompensasi dari molekul-molekul yang terletak pada batas fasa oleh molekul-molekul yang tidak terletak pada batas fasa.

Tekanan osmotik

pasukan Van der Waals- gaya antarmolekul elektromagnetik yang timbul selama polarisasi molekul dan pembentukan dipol. Gaya Van der Waals berkurang dengan cepat seiring bertambahnya jarak.

Gaya inersia- gaya fiktif yang diperkenalkan dalam sistem referensi non-inersia sehingga hukum kedua Newton terpenuhi di dalamnya. Khususnya, dalam kerangka acuan yang berhubungan dengan benda yang dipercepat secara seragam, gaya inersia diarahkan berlawanan dengan percepatan. Untuk memudahkan, gaya sentrifugal dan gaya Coriolis dapat dipisahkan dari gaya inersia total.

Yg dihasilkan

Saat menghitung percepatan suatu benda, semua gaya yang bekerja padanya digantikan oleh satu gaya, yang disebut resultan. Ini adalah jumlah geometris dari semua gaya yang bekerja pada suatu benda. Terlebih lagi, aksi masing-masing gaya tidak bergantung pada aksi gaya lainnya, yaitu, setiap gaya memberikan percepatan yang sama pada benda seperti yang akan diberikannya jika tidak ada aksi gaya lain. Pernyataan ini disebut asas kemandirian kerja gaya-gaya (asas superposisi).

Lihat juga

Sumber

  • Grigoriev V.I., Myakishev G.Ya.- “Kekuatan di alam”
  • Landau, LD, Lifshits, E.M. Mekanika - Edisi ke-5, stereotip. - M.: Fizmatlit, 2004. - 224 hal. - (“Fisika Teoritis”, Volume I). - .

Catatan

  1. Glosarium. Observatorium Bumi. NASA. - “Gaya adalah setiap faktor eksternal yang menyebabkan perubahan pergerakan suatu benda bebas atau terjadinya tegangan internal pada suatu benda diam.”(Bahasa inggris)
  2. Bronshtein I. N. Semendyaev K. A. Buku Pegangan Matematika. M.: Penerbitan "Sains" Kantor redaksi referensi literatur fisika dan matematika, 1964.
  3. Feynman, RP, Leighton, RB, Sands, M. Kuliah Fisika, Vol 1 - Addison-Wesley, 1963.(Bahasa inggris)

Kembali

×
Bergabunglah dengan komunitas “koon.ru”!
Berhubungan dengan:
Saya sudah berlangganan komunitas “koon.ru”