기계적 힘의 주요 유형. 학교 백과사전 어떤 종류의 힘이 신체에 작용할 수 있나요?

뉴턴의 법칙

뉴턴의 제1법칙

다른 물체에 의해 영향을 받지 않거나 다른 힘의 작용이 보상되는 경우 물체가 속도를 변경하지 않고 유지하는 관성이라고 불리는 기준 시스템이 있습니다.

뉴턴의 II 법칙

물체의 가속도는 물체에 가해지는 합력에 정비례하고 물체의 질량에 반비례합니다.

뉴턴의 III 법칙

두 물체가 서로 작용하는 힘은 크기가 같고 방향이 반대입니다.

힘의 종류

탄성력물체의 모양이나 크기가 변할 때 물체에서 발생하는 힘이라고 합니다. 이는 신체가 압축되거나 늘어나거나 구부러지거나 뒤틀릴 때 발생합니다. 예를 들어, 압축으로 인해 스프링에 탄성력이 발생하여 벽돌에 작용합니다.
탄성력은 항상 신체의 모양이나 크기를 변화시키는 힘과 반대 방향으로 향합니다. 이 예에서는 떨어지는 벽돌이 스프링을 압축했습니다. 즉, 아래쪽으로 향하는 힘으로 스프링에 작용했습니다. 결과적으로 스프링에 반대 방향, 즉 위쪽으로 향하는 탄성력이 발생했습니다. 우리는 벽돌의 반동을 관찰함으로써 이를 확인할 수 있습니다.

훅의 법칙:변형된 몸체에서 발생하는 탄성력은 변형 벡터에 정비례하고 방향이 반대입니다.
여기서 k는 탄성 계수이고, L은 탄성 변형의 크기입니다.

중력의 힘으로세상의 모든 물체가 서로 끌어당기는 힘을 부릅니다(§ 2-a 참조). 중력의 한 유형은 중력, 즉 행성 근처에 있는 물체가 행성에 끌어당기는 힘입니다. 예를 들어, 화성에 배치된 로켓도 중력의 영향을 받습니다.

중력항상 행성의 중심을 향하고 있습니다. 그림은 지구가 아래쪽, 즉 행성의 중심을 향하는 힘으로 소년과 공을 끌어당긴다는 것을 보여줍니다. 보시다시피, 아래쪽 방향은 지구상의 장소에 따라 다릅니다. 이것은 다른 행성과 우주체에도 해당됩니다. § 3d에서 중력에 대해 더 자세히 연구하겠습니다.

마찰력한 물체가 다른 물체의 표면 위로 미끄러지는 것을 방지하는 힘이라고 합니다. 그림을 살펴보겠습니다. 자동차의 급제동에는 항상 "삐걱거리는 브레이크"가 동반됩니다. 이 소리는 아스팔트 위에서 타이어가 미끄러지면서 발생합니다. 이 경우 바퀴와 도로 사이에 마찰력이 작용하여 미끄러짐을 방지하므로 타이어의 마모가 심해집니다.
마찰력은 항상 문제의 몸체가 다른 몸체의 표면을 따라 미끄러지는 방향과 반대 방향으로 향합니다. 예를 들어, 자동차가 급제동을 하면 바퀴가 앞으로 미끄러지는데, 이는 도로에 작용하는 마찰력이 반대 방향, 즉 뒤로 향한다는 것을 의미합니다.
마찰력은 한 몸체가 다른 몸체의 표면 위로 미끄러질 때만 발생하는 것이 아닙니다. 정지 마찰력도 있습니다. 예를 들어, 신발을 신고 도로를 밀 때 신발이 미끄러지는 것을 관찰할 수 없습니다. 이 경우 정지 마찰력이 발생하여 앞으로 나아갈 수 있습니다. 이 힘이 없으면 우리는 예를 들어 얼음 위에서처럼 한 걸음도 내딛을 수 없습니다.

아르키메데스의 힘으로(또는 부력)은 액체나 기체가 그 안에 잠겨 있는 물체에 작용하여 밀어내는 힘입니다. 그림은 물고기가 내쉬는 공기 방울에 물이 작용하여 물고기를 표면으로 밀어내는 것을 보여줍니다. 물은 물고기와 돌에도 영향을 미치며 무게(돌이 바닥을 누르는 힘)를 줄입니다.

저항의 힘.액체나 기체 내에서 병진 운동하는 동안 물체에 작용하는 힘을 항력이라고 합니다.
저항력은 외부 환경에 대한 신체의 속도에 따라 달라지며 신체의 속도 벡터와 반대 방향으로 향합니다.
여기서 k는 매체에 대한 신체의 속도에 따른 비례 계수이고, V는 매체에 대한 신체의 속도 계수입니다.

중력 인력의 힘.
신체 간의 중력 상호 작용은 중력장을 통해 수행됩니다.
중력은 상호 작용하는 지점을 연결하는 하나의 직선을 따라 전달됩니다. 중앙세력이다.

만유인력의 법칙:
두 물질 지점 사이에는 지점 질량의 곱에 비례하고 두 지점 사이 거리의 제곱에 반비례하는 상호 인력이 있습니다.
여기서 G = 6.67 · 10^-11 (N m^2) / kg^2는 중력 상수, m1, m2는 물질 점의 중력 질량, R은 물질 점 사이의 거리입니다.
만유인력의 법칙은 균질한 구형체에도 유효합니다. 이 경우 R은 몸체의 무게 중심 사이의 거리입니다.

이 "힘의 유형" 수업에서 우리는 우리 주변에 작용하는 다양한 힘에 대해 알아보고, 이를 설명하고 문제를 해결하는 방법을 배웁니다. 동시에 여러 힘의 합력과 물체의 상호작용에 대해 알아봅니다.

신체는 상호작용하며, 이러한 상호작용은 신체의 움직임 여부와 방식에 영향을 미칩니다. 상호 작용력이 가속도를 결정합니다. 이 힘의 본질은 무엇입니까? 손으로 몸을 밀면 움직일 것입니다. 이러한 동작으로 모든 것이 명확합니다. 그러나 다른 많은 상호작용이 있습니다. 예를 들어, 손가락을 풀면 몸이 넘어질 것입니다. 몸은 물에 가라앉는 것보다 공중에서 더 빨리 떨어진다. 이는 신체에 어떤 힘이 작용하고 있음을 의미합니다. 몸은 테이블 위에 놓여 있고 그것을 누르며 상호 작용도 합니다. 물질은 구조적 입자로 구성됩니다. 이러한 입자는 어떻게든 서로 상호 작용합니다. 이 모든 것을 어떻게 고려하고 계산할지에 대한 의문이 생깁니다. "만약...?"이라는 질문에 답하고 현상을 예측해야 하기 때문입니다.

어떤 두 몸이라도 끌립니다. 끌어당김 현상을 중력이라고도 합니다. 우리는 지구가 물체를 끌어당긴다는 사실을 통해 이를 느낍니다. 무거운 것을 들어올릴 때 중력을 극복하고 물체가 떨어질 때 그 효과를 관찰합니다. 끌어당기는 힘은 물체의 질량과 물체 사이의 거리에 따라 달라집니다. 지구의 질량은 엄청나기 때문에 신체가 눈에 띄게 끌립니다. 선반 위에 있는 두 권의 책도 서로 끌리지만 질량이 작기 때문에 우리가 알아차리지 못할 정도로 약합니다.

달이 우리를 끌어당기는 걸까요? 그리고 태양? 예, 하지만 거리가 멀기 때문에 지구보다 훨씬 작습니다. 우리는 달의 인력을 스스로 느끼지 못하지만, 달과 태양의 인력으로 인해 밀물과 썰물이 일어납니다. 그리고 블랙홀은 질량이 너무 커서 빛을 끌어당기기까지 합니다. 지나가는 광선은 구부러집니다.

모든 신체는 매력을 느낍니다. 테이블 위에 누워있는 시체를 가져 갑시다. 그것은 지구에 끌리지만 제자리에 남아 있습니다. 휴식 상태를 유지하려면 신체에 작용하는 힘의 균형이 이루어져야 합니다. 이는 중력의 균형을 맞추는 힘이 있어야 함을 의미합니다. 이 경우 이는 테이블이 신체에 작용하는 힘입니다. 이 힘은 지상 반력(그림 1 참조).

동시에 몸이 테이블을 누른다. 몸이 어떻게 움직이는지 고려하면 테이블에 무슨 일이 일어나는지 신경 쓰지 않습니다. 그러나 테이블에 어떤 일이 일어날지 고려한다면 이 효과도 고려해야 합니다. 신체가 지지대 또는 서스펜션에 작용하는 힘을 호출합니다. 무게:

쌀. 1. 분동과 테이블의 상호작용

신체를 움직이려면 힘을 가해야 합니다. 여기에 관성이 있습니다. 테이블 위의 추를 움직이려고 하면 특정 한계까지 전혀 움직이지 않습니다. 이는 우리의 영향의 균형을 맞추는 특정 힘이 여기에서 발생한다는 것을 의미합니다. 그 힘 - 마찰력:

쌀. 2. 마찰력

우리가 역기를 들어 올릴 때도 비슷한 일이 일어납니다. 그것 역시 우리의 힘이 한계점을 초과할 때까지 처음에는 상승하지 않습니다. 여기서 이 한계점은 지구의 중력입니다.

테이블 대신 스프링이 있으면 압축되어 이 몸체에도 작용하게 됩니다. 본체는 테이블이나 스프링에 작용하여 구부러지고 분자가 이동하며(그림 3 참조), 분자가 이동하면 분자 사이에 반발력이 발생하여 추가 변형을 방지합니다.

쌀. 3. 반발력

차이점은 테이블의 변형이 너무 작아서 알아차리기 어려운 경우가 많고 스프링이나 탄성 밴드와 같이 일부 몸체는 훨씬 더 많이 변형된다는 것입니다. 더욱이 그러한 신체의 변형을 통해 그 안에서 발생한 힘을 판단할 수 있습니다. 이는 계산에 편리하므로 이 힘은 별도로 연구됩니다. 탄성력.

시체가 물 표면에 놓여지면 어떻게 될까요? 물 속에서는 많은 물체가 가벼워집니다. 이는 물체를 “들어 올리는” 힘이 있음을 의미합니다. 일부 신체의 경우 표면에 떠 다니는 것만으로도 충분합니다. 이것은 거품이나 나무 조각 또는 배입니다. 이 힘 덕분에 우리는 수영을 할 수 있습니다. 이 힘은 아르키메데스의 힘으로.

물론 이 분류는 매우 임의적이다. 지지반력과 탄성력의 성질은 동일하지만, 별도로 연구하는 것이 편리하다. 또는 이 경우를 생각해 보십시오. 추는 지지대 위에 놓여 있고 실에 의해 위쪽으로 당겨집니다. 무게는 지지대와 나사산 모두에 작용합니다. 이 힘 중 어느 것이 무게로 간주되고 두 번째 힘은 무엇입니까? 두 가지 힘, 그것이 무엇에 작용하는지 고려하고 이름에 관계없이 문제를 해결하는 것이 중요합니다. 대체로 원자의 상호작용만 있지만 편의상 여러 모델을 생각해 냈습니다.

실험을 수행할 수 있습니다. 두 개의 추를 실의 크로스바에 걸어 균형을 이루도록 합니다. 추 중 하나에 추를 가져오면 시스템이 회전합니다. 즉 추와 추가 서로 끌어당깁니다. 만유인력의 법칙이 적용됩니다.

중력의 법칙

아이작 뉴턴은 만유인력의 법칙을 공식화했습니다.

두 물체는 서로 끌어당기고, 끌어당기는 힘은 이들 물체의 질량에 정비례하고, 질량 중심 사이의 거리에 반비례합니다. 수학적으로 만유인력의 법칙은 다음과 같이 표현됩니다.

여기서 m(1,2)은 상호작용하는 물체의 질량이고, 아르 자형- 질량 중심 사이의 거리. 만유인력은 중력이라고도 하며 비례계수는 G만유인력의 법칙에서는 중력상수라고 부른다. 그것은 동일하다.

만유인력의 법칙은 모든 물체 사이의 인력을 계산하는 데 사용될 수 있습니다. 모니터 앞에 앉아 있다고 상상해 보세요. 모니터의 질량이 2kg이고 사람의 질량이 70kg이라고 가정하고 거리를 1m로 하면 공식에 따른 상호작용력은 가 됩니다. 이것은 너무 작아서 우리는 그러한 약한 상호 작용을 전혀 눈치 채지 못합니다. 공식에서 비례계수 G는 매우 작은 값인 를 취합니다. 땅에 못이 놓여 있고 거기에 자석을 가져오면 못은 행성보다 작은 자석에 더 강하게 끌릴 것입니다. 그러나 행성과 같은 두 천체의 상호 작용을 고려하면 공식에 거대한 질량을 대체해야 하며 먼 거리에도 불구하고 힘이 훨씬 더 커질 것입니다. 그리고 지구는 지구 표면 근처의 작은 물체의 움직임에 중요한 영향을 미칩니다.

중력물체가 지구에 끌리는 힘이다 . 물론 다른 행성도 중력 상호 작용을 시작하며 중력도 계산할 수 있습니다. 중력, 즉 중력은 상호작용하는 물체의 질량 중심을 연결하는 선분을 따라 전달됩니다. 우리는 지구 중심을 향한 방향을 "아래"라고 부르는 데 익숙합니다.

갈릴레오 갈릴레이는 실험적으로 확립했습니다. 지구 표면 근처의 모든 물체는 동일한 가속도로 떨어집니다. 중력만이 신체에 작용하는 경우를 생각해 봅시다. 이 힘은 뉴턴의 제2법칙에 따라 신체에 가속도를 부여합니다. 사실 우리가 신체의 질량을 늘리면 중력도 같은 양만큼 증가하며 공식을 통해 신체가 동일한 가속도로 움직일 것임을 알 수 있습니다. 동일한 가속도에는 더 많은 힘이 필요하며, 여기에 작용하는 것은 바로 더 큰 중력입니다. 이것을 중력가속도라고 합니다. 지구의 경우 약 9.8m/입니다.

이 가속도는 "라는 문자로 표시하는 것이 일반적입니다. g" 중력 자체는 가장 흔히 다음과 같이 지정됩니다. F 중력, 또는 간단히 Ft. 그리고 힘이 생성하는 가속도를 통해 힘 자체를 찾을 수 있습니다.

종이는 철보다 느리게 떨어지는 이유는 무엇입니까?

우리는 중력에 의해서만 작용하는 물체의 움직임을 고려했습니다. 이 힘은 모든 물체에 동일한 가속도를 부여합니다. 그러나 다른 세력의 행동을 항상 무시할 수는 없습니다. 예를 들어 특정 체형에서는 공기 저항력이 중요해집니다. 쇠공과 같은 질량의 구겨진 종이를 준비합니다. 종이에 가해지는 중력은 동일하지만 종이는 무시할 수 없는 공기 저항의 영향을 추가로 받기 때문에 종이가 다른 가속도로 움직입니다. 공기가 없는 공간에 철과 종이를 던지면 중력만이 몸에 작용하고 두 몸이 같은 가속도로 떨어지는 상황을 다시 생각해 볼 수 있습니다.

몸이 탁자 위에 놓여 있더라도 동일한 중력의 영향을 받으며, 질량에 중력 가속도를 곱한다는 공식을 사용하여 계산합니다. 몸이 움직이지 않을 때 가속도가 그것과 무슨 관련이 있는 것 같나요? 따라서 이것은 중력만 작용할 경우 신체가 움직이는 가속도입니다. 이 가속도에서 힘을 계산할 수 있으며 이는 동일합니다.

"지구의 여러 부분에서 자유낙하의 가속"

자유낙하 가속도인 "g"의 값은 약 9.8m/s 2 와 같은 일정한 값으로 일반적으로 받아들여지고 있습니다. 하지만 "우리 지구를 위해"라는 주의 사항이 있습니다. 다른 천체에도 중력이 작용하지만 자유 낙하 가속도는 우리와 다릅니다. 예를 들어 화성의 중력 가속도는 3.71m/s 2 에 불과합니다.
그러나 실제로 우리 행성에서도 이 가속도는 지구상의 다른 장소에서 다른 값을 갖게 됩니다.

알려진 숫자 9.8은 행성 전체의 평균값입니다. 아시다시피 우리 행성은 둥글지 않고 극이 약간 평평합니다. 그리고 이 극에서는 중력 가속도가 다른 위도보다 약간 더 큽니다. 극에서는 g = 9.832 m/s 2 , 적도에서는 - 9.78 m/s 2 입니다.

이것은 중력 가속도가 지구 중심까지의 거리에 달려 있다는 사실로 설명됩니다.

가속도를 찾을 수 있는 공식: (몸에 작용하는 중력을 이 몸의 질량으로 나눈 값) 중력 상호 작용의 힘: . R이 지구의 반경이고 물체가 표면 위의 높이 h에 있는 경우 는 지구 중심에서 물체까지의 거리입니다. 힘을 몸체의 질량으로 나누고 중력 가속도를 구합니다.

거리가 멀수록 중력으로 인한 가속도는 낮아집니다. 따라서 산에서는 지구 표면보다 적습니다.

몸에서 행성까지의 거리가 멀수록 중력이 약해지고 자유 낙하 가속도가 낮아집니다. 표면 근처에서 h가 0과 같다고 가정하면 g는 상수이고 와 같습니다. 여전히 "가까운" 것으로 간주할 수 있는 높이는 무엇이며, 더 이상 고려할 수 없는 높이는 무엇입니까? 정확성은 작업 목적에 따라 결정됩니다. 일부 문제의 경우 수백 킬로미터의 고도에서 g가 일정하다고 가정할 수 있습니다. 날아 다니는 비행기의 테이블 위에 누워있는 책을보고 있다면 중력 가속도가 수백 분의 1만큼 달라지는 것은 우리에게 그다지 중요하지 않습니다. 그리고 위성 발사를 계산하려면 더 큰 정확도가 필요합니다. 이 수백 분의 1은 생략할 수 없으며 적도와 극에서 지구 반경의 차이도 고려해야 합니다. 많은 작업의 경우 일반적인 값 또는 .

신체가 어떤 표면(지지대) 위에 놓여 있으면 중력과 지지대의 반력이 신체에 작용하여 균형을 이룹니다.

지면 반력- 지지대가 신체에 작용하는 힘입니다.

중력과 지면반력이 우리 몸에 가해지고 작용합니다. 고려된 예에서 몸체가 수평 표면에 있을 때 지지 반력은 중력과 동일하며 반대 방향, 즉 수직 위쪽으로 향합니다.

쌀. 4. 지면 반력

지면 반력은 일반적으로 문자 N으로 표시됩니다.

지지대는 몸체에 작용하고 몸체는 지지대(또는 스레드에 매달린 경우 스레드)에 작용합니다.

체중- 신체가 지지대나 서스펜션에 작용하는 힘입니다.

쌀. 5. 체중

몸체의 무게는 문자 "P"로 가장 자주 표시되며 모듈러스는 지지 반력과 같습니다(뉴턴의 세 번째 법칙에 따르면: 한 몸체가 다른 몸체에 작용하는 힘과 동일한 힘으로 두 번째 몸체) 첫 번째에 작용함): P=N.

물체가 수평면에 정지해 있으면 중력과 지지대의 반력에 의해 영향을 받습니다. 그들은 균형을 이루고 있습니다. 그러면 무게는 같습니다.

"체중"의 개념은 종종 체중과 혼동됩니다. 이것은 이미 구어체 연설의 표준이되었습니다 : "무게", "무게는 얼마입니까?", "저울". 무게는 신체가 작용하는 힘이고, 질량은 신체 자체의 특성이자 관성의 척도입니다. 확인하는 것은 쉽습니다. 저울 위에 서면 무게로 계산된 질량 값이 표시됩니다. 조금 점프하면 숫자가 변합니다. 그러나 질량은 변하지 않았습니다. 이것은 무게, 즉 우리가 저울 표면을 누르는 힘을 변화시켰습니다. 그리고 ISS에서 우주비행사는 저울에 전혀 압력을 가하지 않고 체중이 0이며 이 상태를 무중력이라고 합니다.

몸도 지구를 끌어당긴다. 그러나 이 힘은 거대한 지구의 움직임에 영향을 미치지 않으므로 고려되지 않는다. 지지대에 닿으면 신체는 자신의 무게로 지지대를 누르고, 몸체에 있는 지지대는 지지대의 반력으로 누르게 됩니다. 이것이 이 시스템의 두 번째 힘 쌍입니다. 특정 물체의 움직임을 설명할 경우 중력이나 지면 반력과 같이 물체에 작용하는 힘을 고려합니다.

일부 신체가 다른 신체에 대해 상대적으로 움직일 때 발생하는 힘, 즉 마찰력을 고려해 봅시다.

마찰력- 물체의 접촉 지점에서 발생하고 물체가 서로 상대적으로 움직이는 것을 방지하는 힘:

쌀. 6. 마찰력

공을 차면 공은 굴러가다가 잠시 후에 멈춥니다. 썰매는 아무리 높은 언덕을 미끄러져 내려와도 멈춰 섭니다.

두 가지 유형의 마찰을 고려해 봅시다. 첫 번째는 한 신체가 다른 신체의 표면 위로 미끄러지는 경우입니다. 예를 들어 산에서 썰매를 탈 때 이를 미끄럼 마찰이라고 합니다. 둘째, 한 몸체가 다른 몸체의 표면(예: 지면 위의 공) 위에서 굴러갈 때 이를 구름 마찰이라고 합니다.

마찰력을 지정하고 다음 공식으로 계산됩니다.

여기서 N은 우리가 이미 익숙하게 알고 있는 지지 반력이고 μ는 두 표면 사이의 마찰 계수입니다.

몸체가 서로 강하게 눌릴수록 마찰력은 더 커집니다. 즉, 마찰력은 지지대의 반력에 비례합니다.

마찰은 물질을 구성하는 입자들의 상호작용으로 인해 발생합니다. 표면은 완벽하게 매끄러울 수 없으며 항상 돌출부와 거칠기가 존재합니다. 표면의 돌출된 부분이 서로 닿아 신체의 움직임을 방해합니다. 이것이 매끄러운(광택된) 표면에서 움직이는 것이 거친 표면에서 움직이는 것보다 더 적은 힘을 필요로 하는 이유입니다.

연마할 때 마찰이 항상 감소합니까?

연마를 통해 두 표면의 상대적인 움직임을 방해하는 불규칙성의 수와 크기를 줄입니다. 이는 표면이 더 잘 연마될수록 서로 더 잘 미끄러지고 표면 사이의 마찰력이 적어진다는 것을 의미합니다. 마찰력이 0이 되도록 연마하는 것이 가능한가요? 어떤 시점에서는 불규칙성이 너무 미미해져서 거친 입자뿐만 아니라 두 표면의 수많은 입자가 접촉하게 되고 이러한 모든 입자가 상호 작용하여 움직임을 방해하게 됩니다. 표면을 연마할 때 마찰력이 감소하고 입자 간의 상호 작용 수가 증가하여 마찰력이 증가하는 한계가 있음이 밝혀졌습니다. 이것이 바로 우리가 때때로 너무 매끄러운 표면이 "서로 달라붙는" 것을 알아차리는 이유입니다.

동일한 재료로 만들어진 몸체의 경우 구름 마찰력은 미끄럼 마찰력보다 작습니다. 사람들은 이것을 오랫동안 알고 있었기 때문에 바퀴를 생각해 냈습니다.

그러나 마찰이 무엇이든 마찰력은 표면의 상대적 변위와 반대 방향으로 향합니다. 또한 신체가 닿는 선을 따라 향합니다.

"다양한 유형의 마찰"

존재하다 다른 유형마찰력.

예를 들어, 테이블 위에 무거운 책이 있습니다. 그것을 옮기려면 약간의 노력이 필요할 것입니다. 그리고 책을 너무 약하게 누르면 책이 움직이지 않습니다. 힘을 가하고 있는데 왜 가속이 없나요? 우리가 책을 미는 힘은 책의 하단 덮개와 테이블 사이의 마찰력에 의해 균형을 이룹니다. 이 마찰력은 고체가 움직이는 것을 방지합니다. 따라서 이를 정지 마찰력이라고 합니다.

정지 마찰력은 또한 아직 발생해야 하는 움직임에 반대되는 방향으로 작용합니다.

쌀. 7. 정지마찰력

무언가를 움직이려면 최대 정지 마찰력보다 더 큰 힘을 가해야 합니다.

액체나 기체가 움직일 때 이들 물질의 개별 층은 서로 상대적으로 움직입니다. 내부 또는 점성 마찰력이 그들 사이에 발생합니다.

낮은 유속에서 소용돌이가 없으면 유체는 여러 층으로 흐릅니다. 즉, 액체는 정신적으로 평행한 층으로 나눌 수 있으며, 각 층은 고유한 속도를 가지고 있습니다. 바로 아래에 위치한 레이어는 움직이지 않습니다. 다음 레이어는 고정된 레이어 위로 "미끄러집니다". 그런 다음 바닥에 비해 훨씬 더 빠른 속도를 가진 레이어가 이전 레이어 위로 미끄러지는 등의 작업을 수행합니다. (그림 8 참조). 따라서 액체의 더 빠른 층과 느린 층 사이에 점성 마찰력이 작용합니다. 이는 서로 다른 속도로 움직이는 액체 및 가스의 원자와 분자의 상호 작용으로 인해 발생합니다. 빠른 분자는 느린 분자와 충돌하여 속도가 느려집니다.

쌀. 8. 용기 벽 근처의 물 이동

물체가 갑자기 움직이는 이유는 무엇입니까?

무언가를 움직이려고 하면 정지 마찰력이 발생합니다. 우리가 가하는 힘 F의 균형을 맞추고 신체는 제자리에 유지됩니다. 더 큰 힘을 가할수록 정지 마찰력도 더 커집니다. 정지 마찰력은 무한정 증가할 수 없으며 한계가 있습니다. 몸체가 움직일 것입니다: 마찰력은 우리가 적용한 힘 F보다 작을 것입니다. 몸체가 움직일 때 슬라이딩 마찰력이 발생합니다. 최대 정지 마찰력보다 약간 작습니다. 즉, 변속 순간에 최대 정지 마찰력과 동일한 힘을 가하면 몸체가 움직이고 마찰력이 급격히 감소합니다. 균형을 위해 F 힘을 최대한 줄일 수 있습니다. 따라서 이 순간 일반적으로 저크가 발생합니다. 몸을 이동하고 들어 올리려면 나중에 움직이는 동안 필요한 것보다 더 많은 힘을 가합니다. 한 손가락으로 테이블 위의 책을 1mm 움직여 보세요. 처음에는 작동하지 않을 수 있으며, 저크 때문에 몇 센티미터 정도 움직일 것입니다.

액체나 기체, 특히 물 속에 잠겨 있는 모든 물체는 부력을 받습니다. 힘은 중력에 대항하여 위쪽으로 향합니다.

쌀. 9. 부력

이 힘을 발견한 고대 그리스의 물리학자와 수학자 이름을 따서 아르키메데스의 힘이라고 합니다.

아르키메데스의 힘부력이란 액체(기체)에 담긴 물체에 작용하는 부력으로, 물체가 밀어낸 액체(기체)의 무게와 같습니다. 일반적으로 Farchimeda 또는 Fa로 지정됩니다.

이를 계산하려면 공식을 사용하십시오.

여기서 ρ는 액체의 밀도, g는 중력 가속도, V는 물에 잠긴 부분의 부피입니다.

아르키메데스의 힘은 변위된 유체의 무게와 같습니다. 이것은 저울과 비슷합니다. 우리 몸의 균형추는 저울의 두 번째 팬에 있는 무게가 아니라 몸 주위의 물입니다.

정지된 물의 무게: . 대체된 물의 질량은 밀도와 부피를 통해 계산됩니다. 변위된 물의 부피는 그 안에 잠겨 있는 신체 부위의 부피와 같습니다. 모든 표현식을 대체하면:

중력 공식()에서 밀도를 통해 질량을 표현할 수도 있으며 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

어떤 몸이든 물에 담갔다가 풀어주자. 중력과 아르키메데스의 힘에 의해 작용합니다. 중력이 더 크면 몸이 아래쪽으로 움직이기 시작합니다. 몸이 물에 완전히 잠기면 중력과 아르키메데스 힘의 비교는 몸과 액체의 밀도의 비교로 귀결됩니다. 즉, 물체의 밀도가 액체의 밀도보다 클 때 물체는 가라앉습니다. 그리고 몸체의 밀도가 적다면 몸체는 표면 아래에서 나타날 때까지 떠 다닐 것입니다. 그러면 물에 잠긴 부분의 부피는 중력이 아르키메데스의 힘과 같아질 때까지 감소합니다. 그러면 몸은 표면에 평형 상태로 떠오를 것입니다.

마찬가지로 아르키메데스의 힘은 모든 액체와 기체, 특히 공기에서 작용합니다. 신체에 작용하는 중력에 비해 작다면 무시됩니다. 그러나 예를 들어 헬륨 풍선은 헬륨 밀도가 낮기 때문에 질량이 거의 없으므로 중력은 공기가 풍선을 미는 아르키메데스 힘보다 훨씬 작습니다. 이 경우 헬륨 풍선이 이륙하기 때문에 아르키메데스 힘이 고려됩니다.

탄성력- 신체가 변형되는 동안 발생하는 힘으로, 신체를 이전 크기와 모양으로 되돌리려는 경향이 있습니다.

쌀. 10. 탄성력

몸체를 더 많이 변형할수록 더 많은 힘을 가할수록 몸체는 변형에 더 많이 저항하게 됩니다. 즉, 탄성력이 발생하게 됩니다(그림 11 참조). 탄성력의 크기는 신체가 원래 상태에 비해 얼마나 늘어나거나 압축되었는지에 따라 달라집니다.

쌀. 11. 변형이 클수록 탄성력이 커집니다.

신체가 원래 상태로 돌아가는 작은 변형을 생각해 보겠습니다. 이러한 변형을 탄성이라고 합니다. 예를 들어 보겠습니다. 머리끈을 늘려서 3cm 더 길어지면 이를 절대 신율이라고 하며 일반적으로 Δx 또는 Δl로 씁니다.

탄성력 F exr을 표시하는 것이 편리하며 "훅의 법칙"을 표기한 공식을 사용하여 계산됩니다.

신체의 탄성 변형 중에 발생하는 탄성력은 변형의 크기에 비례합니다.

케이는 본체를 구성하는 재료의 강성 계수입니다. Δх변형 전과 후의 몸체 길이의 차이입니다().

그림 12. 탄성력

예를 들어, 탄성 밴드의 경우 3cm만큼 늘리려면 15N의 힘을 적용해야 합니다. 이 공식을 사용하여 힘 계수를 계산할 수 있습니다. 힘은 변형 방향과 반대 방향으로 작용합니다.

신체의 상호작용을 설명할 때 우리가 간과하는 것

본체를 포인트로 교체하자 - 모델을 소개하고 이를 머티리얼 포인트라고 부르자. 이 경우 우리는 신체에 힘이 가해지는 정확한 위치를 무시합니다. 도넛이 테이블 위에 놓여 있을 때 각 부분은 중력과 지지대의 반력에 의해 작용하지만 이를 점으로 대체하여 도넛에 작용하는 힘이 작용한다고 가정할 수 있습니다. 이러한 점은 힘이 신체에 정확히 적용되는 위치를 고려하지 않고 신체 전체의 움직임을 설명합니다.

모든 신체에는 무한한 수의 힘이 작용하므로 이를 모두 고려하는 것은 불가능합니다. 예를 들어, 어린이가 미끄럼틀 아래로 미끄러지고 있습니다. 달이 그 어린이에게 영향을 미치나요? 그것은 어떤 식으로든 영향을 미칩니다. 질량이 있고, 어느 정도 떨어진 곳에 위치합니다... 그러나 영향력이 너무 약해서 무시할 수 있습니다. 우주선의 비행 문제를 해결한다면, 물론 근처의 우주 물체가 우주선에 작용하는 힘을 고려해야 합니다. 우리는 종종 우리가 버리는 것, 즉 신체의 움직임에 필수적이라고 생각하는 것을 제외한 모든 것조차 알아차리지 못합니다. 썰매를 탄 어린이의 경우 이는 지구(중력) 및 표면(지면 반력 및 마찰력)과의 상호 작용입니다. 일부 문제는 신체에 미치는 일부 힘과 영향을 무시하라고 즉시 알려줍니다. 따라서 목표에 따라 필요한 모든 힘을 포함하여 우리에게 편리한 모델을 선택합니다. 측정 시 불필요한 부분도 폐기합니다. 집에서 학교까지의 거리를 측정하려면 킬로미터로 측정하고, 가까우면 미터로 측정합니다. 하지만 우리는 그것을 밀리미터 단위로 측정하지 않을 것입니다. 하지만 열쇠를 만들 때는 밀리미터 하나하나가 중요합니다. 이러한 한계는 숫자를 쓰는 정확성과 비교할 수 있습니다. 예를 들어 일반적인 문제의 Pi 숫자를 3.14로 간주합니다. 이것 정확한 값이지만 최대 정밀도가 필요하지 않으므로 반올림되었습니다. 결국 Pi = 3.14159라고 쓰면 답에서 소수점 세 번째 자리만 바뀌고 이것이 답의 1/1000이 됩니다. 따라서 계산의 정확성은 목적에 따라 달라집니다.

여러 가지 힘이 동시에 신체에 작용할 수 있습니다. 우리는 중요한 점을 고려하고 모든 힘이 여기에 적용된다고 믿습니다. 이 경우 신체에 대한 이러한 힘의 작용의 전반적인 결과는 하나의 작용으로 대체될 수 있습니다. 이 힘은 신체에 동일한 영향을 미치며 신체에 가해지는 모든 힘의 작용과 동일한 결과를 가져옵니다. 신체에 가해지는 모든 힘의 최종 효과를 보여줍니다. 이 힘을 합력이라고 하며 일반적으로 문자 R로 표시합니다.

하나의 직선을 따라 작용하는 힘을 생각해 봅시다. 두 개의 힘이 한 방향으로 작용하면 서로를 "도우며" 합산되고 그 결과는 와 같습니다. 그리고 그들이 반대라면 반대로 서로 "간섭"하고 그들의 행동은 차감됩니다. 힘이 동일하면 결과도 동일합니다.

우리는 반대 방향에 반대 기호를 할당합니다. 그리고 어떤 힘 앞에 마이너스를 넣어야 할까요?

쌀. 13. 반대 세력

각 특정 작업에 대해 긍정적으로 간주할 방향을 선택할 수 있으며, 그러면 아무리 많은 힘이 있더라도 방향에 따라 장점과 단점을 앞에 나열하고 합산하면 됩니다. 예를 들어 결과가 음수로 판명되면 선택한 방향과 반대로 향하고 그 반대도 마찬가지입니다.

기호 + 또는 -가 Hooke의 법칙 방향에 해당하는 모델을 적용해 보겠습니다. 탄성력은 변형의 반대 방향으로 향하므로 마이너스 기호를 넣어야 함을 의미합니다.

일

가속도 a = 0.8 m/s 2로 움직이는 엘리베이터에서 질량이 m = 50 kg인 사람의 무게를 구하십시오.

a) 위로; b) 아래로.

문제는 엘리베이터에 탄 사람의 가속된 움직임을 설명합니다. 이는 뉴턴의 두 번째 법칙을 따릅니다. 합력은 가속도를 생성합니다.

사람은 지구의 중력에 의해 작용하는데 이를 로 표시하고, 엘리베이터 바닥이 사람에게 작용하는 지지대의 반력을 로 표시하면 위쪽을 향하게 됩니다. 중력은 공식을 사용하여 쉽게 계산할 수 있습니다.

먼저 a) 부분을 풀어보겠습니다. 엘리베이터는 위쪽으로 가속됩니다.

이제 b) 부분을 풀어보겠습니다. 엘리베이터가 아래로 이동합니다.

방정식에서 ma 앞에 마이너스 기호를 넣습니다(가속도는 선택한 양의 방향을 향합니다). 적어보자:

문제가 해결되었습니다.

1. Sokolovich Yu.A., Bogdanova G.S. 물리학: 문제 해결의 예가 담긴 참고서입니다. - 2판, 개정판. -X.: Vesta: Ranok 출판사, 2005. - 464p.
2. Peryshkin A.V. 물리학 : 7학년 교과서. -M .: 2006.-192p.

1. 인터넷 포털 "files.school-collection.edu.ru"()
2. 인터넷 포털 "files.school-collection.edu.ru"()

숙제

1. 그 이유를 물리적인 관점에서 설명해보세요. 고대 이집트피라미드를 건설하는 동안, 즉 콘크리트 블록을 이동할 때 통나무가 사용되었습니다.
2. 일상생활에서 다양한 힘의 작용을 직접 관찰하고 몇 가지 예를 설명하세요.

강도의 일반적인 특성

인간의 모든 운동 활동은 중추의 조화로운 활동의 결과입니다. 신경계(CNS) 및 근골격계의 주변 부분, 특히 근골격계. 흥분성 자극은 운동 뉴런과 축삭을 통해 근육 섬유로 들어가는 중추 신경계에서 생성됩니다. 결과적으로 근육은 특정 힘으로 긴장되어 신체의 개별 부분이나 신체 전체가 공간에서 움직일 수 있습니다. 힘의 크기와 방향에 따라 운동의 속도와 성격이 달라집니다. 따라서 근력이 나타나지 않으면 사람은 운동 활동을 수행할 수 없습니다. 이러한 의미에서 힘은 다른 모든 물리적 특성(속도, 지구력 등)의 발현이 어느 정도 의존하는 필수 모터 특성입니다.

생리학에서 근력은 발달할 수 있는 최대 긴장으로 이해됩니다. 근육 긴장(힘)의 외부 표현은 뉴턴 단위로 측정됩니다.

신체 문화 이론에서"힘"의 개념은 특정 운동 과제를 해결하기 위한 인간 자발적 움직임의 질적 특성 중 하나를 표현합니다.

따라서:

힘- 이는 근육 긴장으로 인해 특정 저항을 극복하거나 이에 대응하는 능력입니다..

저항으로서중력, 지지대와 상호 작용할 때 지지대의 반응, 저항 환경, 물체 및 스포츠 장비의 무게, 자신의 신체 또는 링크 및 기타 신체의 관성력, 파트너의 저항 등

저항을 많이 극복할수록 그 사람은 더 강해진다.

운동 작업과 근골격계 작업의 성격에 따라 근육에 의해 가해지는 힘은 특정 특성을 갖게 되며, 이는 사람의 체력이 증가함에 따라 더욱 두드러집니다.

기본다양한 모터 활동에 특정한 권력의 발현 유형이다:

1) 실제 강도 품질(여기에는 "절대" 및 "상대" 강도의 개념이 포함됨)

2) 속도-강도 품질(여기에는 "속도" 및 "폭발성" 강도의 개념이 포함됨)

3) 근력 지구력.

힘의 유형을 식별하는 것은 다소 임의적입니다. 그 특이성에도 불구하고, 그것들은 발현과 발달 모두에서 특정한 방식으로 상호 연결되어 있습니다. 순수한 형태로는 극히 드물게 나타납니다. 일반적으로 이들은 모두 대부분의 인간 운동 활동의 구성 요소입니다.

· 인간의 절대적인 힘은이것은 가장 큰 저항을 극복하거나 자발적인 근육 긴장으로 이에 대응하는 그의 능력입니다.

사람이 운동의 외부 징후를 동반하지 않는 근육 긴장이나 느린 움직임에서 가장 큰 힘을 개발할 수 있다는 것은 흥미 롭습니다. 예를 들어 앙와위 자세에서 두 손으로 바벨 프레스를 할 때입니다. 외부의 큰 저항을 극복해야 할 때에는 절대적인 힘의 발현이 지배적이다.

예:

화강암 슬라브 리프팅 대회는 아이슬란드에서 인기가 높습니다. 1992년 이 나라 주민 I. 페루레나(I. Perurena)는 절대적인 힘을 보여주는 독특한 기록을 세웠습니다. 그는 무게가 315kg에 달하는 돌을 머리 위로 들어 올렸습니다.

체중이 다른 사람들의 근력을 비교하기 위해 상대 근력 지표가 사용됩니다.

· 상대적 강도 -이것은 사람이 체중 1kg당 가지고 있는 절대 근력의 양입니다.

공간에서 자신의 몸을 움직이는 운동 활동에서는 상대적인 힘이 매우 중요합니다. 자신의 체중 1kg당 힘이 클수록 공간에서 이동하거나 특정 자세를 유지하는 것이 더 쉬워집니다. 예를 들어, 체조 링("크로스")에서 팔을 옆으로 놓는 것은 해당 근육 그룹의 상대적 강도가 체중 1kg당 1kg에 가까운 운동선수만 수행할 수 있습니다. 상대 근력은 운동선수가 체중 카테고리로 구분되는 스포츠에서도 매우 중요합니다.

· 속도력 -가능한 한 빨리 적당한 저항을 극복하는 사람의 능력입니다. .

언뜻 보면 속도 강도는 속도와 힘의 복잡한 표현인 것처럼 보일 수 있습니다. 그러나 실제로 이것은 특정 범위의 외부 저항에서 여전히 특정 힘의 표현입니다. 이 범위는 과학자들에 의해 확립되었으며 특정 운동 동작에서 최대 힘의 15~20%에서 70% 범위입니다.

예:

사람이 최대 100kg의 무게를 들어 올릴 수 있다면 이 운동에서 속도 강도의 발현 범위는 15-70kg입니다.

사람이 엎드린 자세(팔굽혀펴기)에서 최대 40회의 팔 굴곡 및 확장을 수행할 수 있는 경우, 이동 속도의 증가에 따라 6~28회의 굴곡 및 확장을 수행할 수 있습니다. 엎드린 자세의 팔.

순환 운동에서 스프린트 거리에서 효과적인 운동 활동을 보장하려면 속도 강도가 지배적입니다. 특히, 달리기의 보폭은 다리 근육의 속도 강도 발달 수준에 따라 달라집니다.

예:

동일한 달리기 속도에서 자격을 갖춘 선수는 자격이 없는 선수보다 보폭이 더 길고, 동일한 자격을 갖춘 주자의 경우 보폭의 증가와 상당히 밀접한 관계에서 달리기 속도가 증가한다는 것이 입증되었습니다.

· 폭발적인 힘 -최소한의 시간에 최대의 노력을 기울이는 것은 사람의 능력입니다.

폭발적인 힘은 높은 근육 긴장력을 요구하는 운동 동작, 예를 들어 질주 시작, 점프, 던지기, 복싱의 타격 동작 등에서 매우 중요합니다. 폭발적인 근력이 가장 중요한 대부분의 신체 운동에서는 주요 운동 단계에서 폭발적인 근육 수축이 나타나기 전에 기계적 스트레칭이 선행됩니다. 예를 들어, 운동선수는 창이나 수류탄을 던지기 전에 힘차게 스윙을 합니다. 근육의 강렬한 기계적 스트레칭 직후 강력한 힘의 발현, 즉 열등한 작업에서 극복 작업으로의 신속한 전환을 "근육 반응성"이라고 합니다.

예:

세단뛰기, 장애물 달리기, 역도 운동 등의 결과와 반응 능력 사이에는 높은 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다.

· 근력 지구력적당한 외부 저항을 최대한 효율적으로 극복하는 사람의 능력입니다.

이는 근육 기능의 다양한 특성을 나타냅니다. 필요한 자세의 장기간 유지(예: 싸움에서 그립 잡기), 반복적으로 폭발적인 노력(예: 삼중 점프 훈련, 장대 높이뛰기), 주기적 작업 특정 강도(예: 수영, 카약) 등

대체로 근력 지구력을 지구력 유형 중 하나로 분류하는 것이 바람직하지만, 전문 문헌에서는 이 특성을 전통적으로 근력 유형으로 간주합니다.

에 따라 근육 운동 모드정적 힘과 동적 힘도 구별됩니다.

· 정적 힘근육이 긴장되고 신체, 신체 부위 또는 사람과 상호 작용하는 물체(예: 체중 유지)의 움직임이 없을 때 나타납니다.

· 동적 힘저항 극복이 신체 또는 공간에서의 개별 부분의 움직임(예: 역도)을 동반할 때 나타납니다.

'권력'이라는 단어는 너무 포괄적이어서 명확한 개념을 부여하는 것은 거의 불가능한 작업입니다. 근력부터 정신력까지의 다양성이 여기에 포함된 개념의 전체 스펙트럼을 포괄하지는 않습니다. 물리량으로 간주되는 힘은 명확하게 정의된 의미와 정의를 가지고 있습니다. 힘 공식은 수학적 모델, 즉 기본 매개변수에 대한 힘의 의존성을 지정합니다.

힘 연구의 역사에는 매개변수에 대한 의존성 결정과 의존성에 대한 실험적 증거가 포함됩니다.

물리학의 힘

힘은 신체의 상호 작용을 측정하는 척도입니다. 신체의 상호 작용은 신체의 속도 변화 또는 변형과 관련된 과정을 완전히 설명합니다.

물리량으로서 힘에는 측정 단위(SI 시스템 - 뉴턴)와 이를 측정하는 장치인 동력계가 있습니다. 힘 측정기의 작동 원리는 신체에 작용하는 힘과 동력계 스프링의 탄성력을 비교하는 것에 기초합니다.

1뉴턴의 힘은 1kg의 몸이 1초에 1m 속도를 변화시키는 영향을 받는 힘으로 간주됩니다.

정의된 강도:

• 행동 방향;
• 적용점;
• 모듈, 절대값.

상호작용을 설명할 때 이러한 매개변수를 명시해야 합니다.

자연 상호 작용의 유형: 중력, 전자기, 강함, 약함. 다양한 중력 만유인력(중력)은 질량이 있는 모든 물체를 둘러싼 중력장의 영향으로 인해 존재합니다. 중력장에 대한 연구는 아직 완료되지 않았습니다. 아직 해당 필드의 출처를 찾을 수 없습니다.

물질을 구성하는 원자의 전자기 상호 작용으로 인해 더 많은 힘이 발생합니다.

압력 힘

신체가 지구와 상호작용할 때 표면에 압력이 가해집니다. 힘의 형태는 P = mg이며 체질량(m)에 의해 결정됩니다. 중력가속도(g)는 지구의 위도에 따라 다른 값을 갖습니다.

수직 압력은 지지대에서 발생하는 탄성력과 크기가 같고 방향이 반대입니다. 힘의 공식은 신체의 움직임에 따라 달라집니다.

체중 변화

지구와의 상호 작용으로 인해 지지를 받는 신체의 작용을 종종 체중이라고 합니다. 흥미롭게도 체중의 양은 수직 방향의 움직임 가속도에 따라 달라집니다. 가속도 방향이 중력 가속도와 반대인 경우에는 무게가 증가합니다. 신체의 가속도가 자유 낙하 방향과 일치하면 신체의 무게가 감소합니다. 예를 들어, 상승하는 엘리베이터에 있을 때 상승이 시작될 때 사람은 한동안 체중 증가를 느낍니다. 질량이 변한다고 말할 필요는 없습니다. 동시에 우리는 "체중"과 "질량"의 개념을 분리합니다.

탄성력

신체의 모양이 변하면(변형) 신체를 원래 모양으로 되돌리려는 힘이 나타납니다. 이 힘에는 "탄성력"이라는 이름이 부여되었습니다. 이는 신체를 구성하는 입자의 전기적 상호 작용의 결과로 발생합니다.

가장 간단한 변형인 장력과 압축을 고려해 보겠습니다. 긴장은 신체의 선형 치수 증가, 압축 - 감소를 동반합니다. 이러한 과정을 특징짓는 양을 신체 신장이라고 합니다. "x"로 표시하겠습니다. 탄성력 공식은 신장과 직접적인 관련이 있습니다. 변형을 겪는 각 몸체에는 고유한 기하학적 및 물리적 매개변수가 있습니다. 변형에 대한 탄성 저항이 본체의 특성과 본체를 구성하는 재료에 미치는 영향은 탄성 계수, 즉 강성(k)에 의해 결정됩니다.

탄성 상호작용의 수학적 모델은 Hooke의 법칙으로 설명됩니다.

신체 변형 중에 발생하는 힘은 신체의 개별 부분의 변위 방향에 반대되며 신장률에 정비례합니다.

• F y = -kx(벡터 표기법).

"-" 기호는 변형 및 힘의 반대 방향을 나타냅니다.

스칼라 형식에는 음수 부호가 없습니다. F y = kx 형식의 공식을 갖는 탄성력은 탄성 변형에만 사용됩니다.

자기장과 전류의 상호 작용

직류에 대한 자기장이 미치는 영향에 대해 설명합니다. 이 경우 전류가 흐르는 도체에 자기장이 작용하는 힘을 암페어력이라고 합니다.

자기장의 상호 작용은 힘의 발현을 유발합니다. 공식 F = IBlsinα인 암페어의 힘은 (B), 도체의 활성 부분 길이(l), (I) 및 전류 방향과 자기 유도 사이의 각도에 따라 달라집니다. .

마지막 의존성 덕분에 도체가 회전하거나 전류의 방향이 바뀔 때 자기장의 작용 벡터가 바뀔 수 있다고 주장할 수 있습니다. 왼손 법칙을 사용하면 행동 방향을 설정할 수 있습니다. 자기 유도 벡터가 손바닥에 들어가는 방식으로 왼손을 배치하면 네 손가락이 도체의 전류를 따라 향하게 된 다음 90 ° 구부립니다. 무지자기장의 작용 방향을 보여줍니다.

인류는 예를 들어 전기 모터에서 이 효과를 적용할 수 있는 방법을 찾아냈습니다. 로터의 회전은 강력한 전자석에 의해 생성된 자기장에 의해 발생합니다. 힘 공식을 사용하면 엔진 출력 변경 가능성을 판단할 수 있습니다. 전류 또는 전계 강도가 증가하면 토크가 증가하여 모터 출력이 증가합니다.

입자 궤적

자기장과 전하의 상호 작용은 기본 입자 연구의 질량 분광기에서 널리 사용됩니다.

이 경우 장의 작용으로 인해 로렌츠 힘이라는 힘이 나타납니다. 특정 속도로 움직이는 하전 입자가 F = vBqsinα 형식의 공식인 자기장에 들어가면 입자가 원을 그리며 움직입니다.

이 수학적 모델에서 v는 전하가 q인 입자의 속도 계수이고, B는 자기장의 자기 유도이고, α는 속도 방향과 자기 유도 사이의 각도입니다.

힘과 속도가 서로 90 °의 각도로 향하기 때문에 입자는 원 (또는 원호)으로 이동합니다. 방향 변경 선형 속도가속 현상이 발생하게 됩니다.

위에서 논의한 왼손의 법칙은 로렌츠 힘을 연구할 때도 발생합니다. 즉, 자기 유도 벡터가 손바닥에 들어가는 방식으로 왼손을 배치하면 일직선으로 뻗은 네 손가락이 회전 속도를 따라 향하게 됩니다. 양전하를 띤 입자를 90° 구부린 후 엄지 손가락으로 힘의 방향을 나타냅니다.

플라즈마 문제

사이클로트론에서는 자기장과 물질의 상호 작용이 사용됩니다. 플라즈마 실험실 연구와 관련된 문제로 인해 플라즈마를 밀폐된 용기에 보관할 수 없습니다. High는 고온에서만 존재할 수 있습니다. 플라즈마는 자기장을 이용하여 가스를 고리 ​​형태로 비틀어 공간의 한 곳에 보관할 수 있습니다. 자기장을 사용하여 고온 플라즈마를 코드로 꼬아 제어하는 ​​방법도 연구할 수 있습니다.

자연 조건에서 이온화된 가스에 대한 자기장이 미치는 영향의 예는 오로라 보레알리스(Aurora Borealis)입니다. 이 장엄한 광경은 지구 표면 위 100km 고도의 북극권 위에서 관찰됩니다. 가스의 신비롭고 다채로운 빛은 20세기에만 설명될 수 있었습니다. 극 근처의 지구 자기장은 태양풍이 대기로 유입되는 것을 막을 수 없습니다. 자기 유도선을 따라 전달되는 가장 활동적인 방사선은 대기의 이온화를 유발합니다.

전하 이동과 관련된 현상

역사적으로 도체의 전류 흐름을 특징 짓는 주요 양을 전류 강도라고합니다. 이 개념이 물리학의 힘과 아무런 관련이 없다는 점이 흥미롭습니다. 도체 단면을 통해 단위 시간당 흐르는 전하를 포함하는 공식의 전류 강도는 다음과 같은 형식을 갖습니다.

• I = q/t, 여기서 t는 전하 q의 흐름 시간입니다.

실제로 전류는 충전량입니다. 측정 단위는 N이 아닌 암페어(A)입니다.

힘의 작용의 정의

물질에 가해지는 힘은 일의 수행을 동반합니다. 힘의 일은 힘과 힘의 작용 하에 전달된 변위, 힘의 방향과 변위 사이의 각도의 코사인의 곱과 수치적으로 동일한 물리량입니다.

필요한 힘의 일(공식 A = FSCosα)에는 힘의 크기가 포함됩니다.

신체의 작용에는 신체 속도의 변화 또는 변형이 수반되며, 이는 에너지의 동시 변화를 나타냅니다. 힘이 한 일은 크기에 직접적으로 의존합니다.