Pasukan Formula. Kekuatan - rumus (Fisika)

Kata "kuasa" adalah begitu meluas bahwa memberinya konsep yang jelas - tugas yang hampir mustahil. Berbagai kekuatan otot untuk kekuatan pikiran tidak mencakup seluruh spektrum tertanam dalam ide-idenya. Kekuatan, dianggap sebagai kuantitas fisik yang memiliki makna yang jelas dan definisi. Rumus mendefinisikan model matematika kekuasaan: kekuatan versus parameter utama.

Sejarah kekuatan penelitian meliputi definisi tergantung pada parameter dan bukti eksperimental ketergantungan.

Kekuatan dalam Fisika

Kekuatan - ukuran interaksi tubuh. badan tindakan timbal balik satu sama lain benar-benar menggambarkan proses yang terkait dengan perubahan kecepatan atau deformasi dari tubuh.

Sebagai kuantitas fisik memiliki unit daya (dalam sistem SI - Newton) dan perangkat untuk pengukuran nya - dynamometer. Prinsip dinamometer operasi didasarkan pada perbandingan gaya yang bekerja pada tubuh dengan kekuatan elastis dari musim semi dinamometer.

Untuk gaya 1 gaya newton diadopsi, di bawah pengaruh berat badan 1 kg perubahan kecepatan dari 1 m selama 1 detik.

Kekuatan sebagai jumlah vektor didefinisikan oleh:

• arah tindakan;
• titik aplikasi;
• modul, nilai absolut.

Menggambarkan interaksi selalu menunjukkan parameter ini.

Jenis interaksi alami: gravitasi, elektromagnetik, kuat, lemah. Gravitasi kekuatan (gaya gravitasi dengan beragam - gaya gravitasi) ada karena pengaruh medan gravitasi sekitarnya massa tubuh memiliki apapun. Bidang studi gravitasi belum selesai. Menemukan sumber lapangan belum mungkin.

Sejumlah besar pasukan timbul dari interaksi elektromagnetik dari atom-atom yang membentuk substansi.

kekuatan tekanan

Ketika bereaksi dengan tubuh bumi tekanannya di permukaan. Kekuatan tekanan, formula adalah dalam bentuk: P = mg, yang didefinisikan oleh massa tubuh (m). Percepatan gravitasi (g) memiliki nilai yang berbeda di lintang yang berbeda dari Bumi.

Kekuatan tekanan vertikal sama besarnya dan berlawanan berlaku elastis arah yang timbul dalam dukungan. Pasukan Formula sehingga bervariasi dengan gerakan tubuh.

Perubahan berat badan

Aksi tubuh pada dukungan karena interaksi dengan Bumi lebih sering disebut sebagai berat tubuh. Menariknya, nilai berat badan tergantung pada percepatan gerak dalam arah vertikal. Dalam kasus di mana arah yang berlawanan untuk percepatan jatuh akselerasi bebas, berat badan terjadi. Jika percepatan tubuh bertepatan dengan arah gravitasi, berat badan berkurang. Misalnya, sementara di lift, di awal pemulihan seseorang merasa berat badan untuk beberapa waktu. Berargumen bahwa massa berubah, tidak perlu. Pada saat yang sama kita berbagi konsep "berat badan" dan "massa".

kekuatan elastis

Ketika perubahan bentuk tubuh (deformasi) ada kekuatan yang cenderung untuk kembali tubuh ke bentuk aslinya. Gaya ini diberi nama "kekuatan elastis". Hal ini muncul karena interaksi listrik dari partikel-partikel yang membentuk tubuh.

Pertimbangkan strain sederhana: ketegangan dan kompresi. Peregangan disertai dengan peningkatan dimensi linear dari tubuh, kompresi - mengurangi mereka. Kuantitas karakteristik proses yang disebut tubuh elongasi. Menunjukkan nya "x". Formula kekuatan elastis secara langsung berhubungan dengan elongasi. Setiap deformasi tubuh menjalani memiliki parameter geometris dan fisik sendiri. Ketergantungan perlawanan deformasi elastis dari tubuh dan sifat bahan dari mana itu dibuat ditentukan oleh koefisien elastis disebut kekakuan (k).

model matematika dari interaksi elastis digambarkan oleh hukum Hooke.

Gaya yang dihasilkan oleh deformasi tubuh, diarahkan melawan arah perpindahan dari bagian-bagian individu dari tubuh berbanding lurus dengan elongasi:

• F _y = -kx (dalam notasi vektor).

Tanda "-" menunjukkan arah yang berlawanan deformasi dan kekuatan.

Dalam bentuk skalar, tanda negatif tidak ada. Kekuatan ulet, formula yang memiliki bentuk F _y = kx berikut, hanya digunakan selama deformasi elastis.

Interaksi medan magnet dengan arus

Pengaruh medan magnet pada arus searah digambarkan oleh hukum Ampere. The kekuatan yang bertindak medan magnet pada konduktor arus tercatat ditempatkan di dalamnya, disebut gaya Ampere.

Interaksi medan magnet dengan muatan listrik yang bergerak menyebabkan manifestasi kekuatan. Ampere rumus yang memiliki bentuk F = IBlsinα, tergantung pada medan induksi magnet (B), bagian panjang aktif konduktor (l), saat ini (I) dalam konduktor dan sudut antara arah arus dan induksi magnetik.

Berkat ketergantungan terbaru dapat dikatakan bahwa tindakan vektor medan magnet dapat berubah ketika memutar konduktor atau perubahan saat ini arah. Aturan tangan kiri memungkinkan Anda untuk mengatur arah tindakan. Jika lengan kiri diposisikan sehingga vektor induksi magnetik termasuk dalam telapak tangan, empat jari diarahkan saat ini di konduktor, lalu membungkuk dengan 90 ^° jempol akan menunjukkan arah medan magnet.

Penggunaan pengaruh manusia ini ditemukan, misalnya, dalam motor listrik. Rotasi rotor yang disebabkan oleh medan magnet yang diciptakan oleh elektromagnet kuat. rumus kekuatan memberikan indikasi kemungkinan perubahan tenaga mesin. Dengan peningkatan ampere atau besarnya medan torsi meningkat, yang mengarah ke peningkatan tenaga mesin.

The lintasan partikel

Interaksi medan magnet dengan muatan banyak digunakan dalam massa-spektrograf dalam studi partikel elementer.

Aksi di bidang ini menyebabkan kekuatan, disebut gaya Lorentz. Ketika disuntikkan ke dalam medan magnet bergerak dengan kecepatan tertentu partikel bermuatan gaya Lorentz, formula yang memiliki bentuk F = vBqsinα, menyebabkan gerakan partikel di sepanjang keliling.

Dalam model matematika ini v - kecepatan modul partikel, muatan listrik yang - q, - medan induksi magnetik, α - sudut antara kecepatan dan induksi magnetik.

Sebuah partikel bergerak dalam lingkaran (atau busur lingkaran), karena kekuatan dan kecepatan diarahkan pada sudut 90 ^° satu sama lain. Mengubah arah kecepatan linear menyebabkan percepatan.

Aturan tangan kiri, yang dibahas di atas, terjadi pada studi tentang gaya Lorentz, jika lengan kiri diposisikan sehingga vektor induksi magnetik termasuk dalam telapak tangan, empat jari memperpanjang di garis telah dikirim ke kecepatan partikel bermuatan positif, lalu membungkuk dengan 90 ^° ibu jari menunjukkan arah gaya.

masalah plasma

Interaksi medan magnet dan zat yang digunakan dalam cyclotron. Masalah yang terkait dengan studi laboratorium plasma tidak memungkinkan untuk tetap di pembuluh tertutup. Sangat gas terionisasi dapat hanya ada pada suhu tinggi. Mempertahankan plasma di ruang lokasi tunggal adalah mungkin dengan cara medan magnet, gas berputar membentuk cincin. Dikontrol Reaksi termonuklir dapat dipelajari sebagai suhu tinggi plasma kabel berputar dengan cara medan magnet.

Contoh dari medan magnet in vivo untuk gas terionisasi - Aurora. pemandangan megah ini diamati di Lingkaran Kutub Utara pada ketinggian 100 km di atas permukaan bumi. Misterius gas bercahaya warna-warni dapat dijelaskan hanya pada abad kedua puluh. medan magnet bumi di dekat kutub tidak dapat mencegah penetrasi angin matahari di atmosfer. Radiasi yang paling aktif diarahkan sepanjang garis induksi magnetik, menyebabkan ionisasi atmosfer.

Fenomena yang terkait dengan biaya gerak

Secara historis, kuantitas utama karakteristik aliran arus di konduktor, yang disebut saat ini. Menariknya, konsep ini tidak ada hubungannya dengan kekuatan tidak fisika. Ampere, rumus yang terdiri dari biaya yang mengalir per satuan waktu melalui penampang konduktor, memiliki bentuk:

• I = q / t, di mana t - waktu aliran muatan q.

Bahkan, kekuatan saat ini - jumlah biaya. Satuan ukuran itu adalah Ampere (A), tidak seperti N.

Penentuan tenaga kerja

Sebuah gaya pada bahan disertai dengan kinerja kerja. angkatan kerja - kuantitas fisik yang secara numerik sama dengan produk dari gaya kali jarak tempuh di bawah pengaruhnya, dan cosinus dari sudut antara arah gaya dan perpindahan.

Disukai kekuatan bekerja, formula adalah dari bentuk A = FScosα, termasuk jumlah angkatan.

Tindakan tubuh disertai dengan perubahan dalam kecepatan tubuh atau deformasi, menunjukkan perubahan simultan energi. Angkatan kerja secara langsung tergantung pada ukuran.