Физика. Понятия и определения.

 

 

 

 

 

 

 

Что такое сила?

Если тело ускоряется то на него что-то действует. А как найти это «что-то»? Например, что за силы действуют на тело вблизи поверхности земли? Это — сила тяжести, направленная вертикально вниз, пропорциональная массе тела и для высот, много меньших, чем радиус земли ${\large R}$, почти независящая от высоты; она равна

${\large F = \dfrac {G  \cdot m \cdot M}{R^2} = m \cdot g }$

где

${\large g = \dfrac {G  \cdot M}{R^2} }$

 

так называемое ускорение силы тяжести. В горизонтальном направлении тело будет двигаться с постоянной скоростью, однако движение в вертикальном направлении по второму закону Ньютона:

 

${\large m \cdot g = m \cdot \left ( \dfrac {d^2 \cdot x}{d \cdot t^2} \right ) }$

 

после сокращения ${\large m}$ получаем, что ускорение в направлении ${\large x}$ постоянно и равно ${\large g}$. Это хорошо известное движение свободно падающего тела, которое описывается уравнениями

${\large v_x = v_0 + g \cdot t}$

${\large x = x_0 + x_0 \cdot t  + \dfrac {1}{2} \cdot g \cdot t^2}$

 

 

В чем сила измеряется?

Во всех учебниках и умных книжках, силу принято выражать в Ньютонах, но кроме как в моделях которыми оперируют физики ньютоны ни где не применяются. Это крайне неудобно.

Ньютон newton (Н) — производная единица измерения силы в Международной системе единиц (СИ).
Исходя из второго закона Ньютона, единица ньютон определяется как сила, изменяющая за одну секунду скорость тела массой один килограмм на 1 метр в секунду в направлении действия силы.

Таким образом, 1 Н = 1 кг·м/с².   

Килограмм-сила (кгс или кГ) — гравитационная метрическая единица силы, равная силе, которая действует на тело массой один килограмм в гравитационном поле земли. Поэтому по определению килограмм-сила равна 9,80665 Н. Килограмм-сила удобна тем, что её величина равна весу тела массой в 1 кг.
1 кгс = 9,80665 ньютонов (примерно ≈ 10 Н)
1 Н ≈ 0,10197162 кгс ≈ 0,1 кгс

1 Н = 1 кг x 1м/с2.

 

 

 

Закон тяготения

Каждый объект Вселенной притягивается к любому другому объекту с силой, пропорциональной их массам и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними.

${\large F = G  \cdot \dfrac {m \cdot M}{R^2}}$

 

Добавить можно, что любое тело реагирует на приложенную к нему силу ускорением в направлении этой силы, по величине обратно пропорциональным массе тела.

 ${\large G}$ — гравитационная постоянная

 ${\large M}$ — масса земли

 ${\large R}$ — радиус земли

 

${\large G = 6,67 \cdot {10^{-11}} \left ( \dfrac {m^3}{kg \cdot {sec}^2} \right ) }$

${\large M = 5,97 \cdot {10^{24}} \left ( kg \right ) }$

${\large R = 6,37 \cdot {10^{6}} \left ( m \right ) }$

 

В рамках классической механики, гравитационное взаимодействие описывается законом всемирного тяготения Ньютона, согласно которому сила гравитационного притяжения между двумя телами массы ${\large m_1}$ и ${\large m_2}$, разделённых расстоянием ${\large R}$ есть

${\large F = -G  \cdot \dfrac {m_1 \cdot m_2}{R^2}}$

Здесь ${\large G}$ — гравитационная постоянная, равная ${\large 6,673 \cdot {10^{-11}} m^3 / \left ( kg \cdot {sec}^2 \right ) }$. Знак минус означает, что сила, действующая на пробное тело, всегда направлена по радиус-вектору от пробного тела к источнику гравитационного поля, т.е. гравитационное взаимодействие приводит всегда к притяжению тел.
Поле тяжести потенциально. Это значит, что можно ввести потенциальную энергию гравитационного притяжения пары тел, и эта энергия не изменится после перемещения тел по замкнутому контуру. Потенциальность поля тяжести влечёт за собой закон сохранения суммы кинетической и потенциальной энергии, что при изучении движения тел в поле тяжести часто существенно упрощает решение.
В рамках ньютоновской механики гравитационное взаимодействие является дальнодействующим. Это означает, что как бы массивное тело ни двигалось, в любой точке пространства гравитационный потенциал и сила зависят только от положения тела в данный момент времени.

 

 

Тяжелее — Легче

Вес тела ${\large P}$ выражается произведением его массы ${\large m}$ на ускорение силы тяжести ${\large g}$.

${\large P = m \cdot g}$

 

Когда на земле тело становится легче (слабее давит на весы), это происходит от уменьшения массы. На луне все не так, уменьшение веса вызвано изменением другого множителя — ${\large g}$, так как ускорение силы тяжести на поверхности луны в шесть раз меньше чем на земле.

 

масса земли = ${\large 5,9736 \cdot {10^{24}}\ kg }$

масса луны = ${\large 7,3477 \cdot {10^{22}}\ kg }$ 

 

ускорение свободного падения на Земле = ${\large 9,81\ m / c^2 }$ 

ускорение свободного падения на Луне = ${\large 1,62 \ m / c^2 }$ 

 

В результате произведение ${\large m \cdot g }$, а следовательно и вес уменьшаются в 6 раз.

Но нельзя обозначить оба эти явления одним и тем же выражением «сделать легче». На луне тела становятся не легче, а лишь менее стремительно падают они «менее падучи»))).

 

 

Векторные и скалярные величины

Векторная величина (например сила, приложенная к телу), помимо значения (модуля), характеризуется также направлением. Скалярная же величина (например, длина) характеризуется только значением. Все классические законы механики сформулированы для векторных величин.

 

 Рисунок 1.

 

На рис. 1 изображены различные варианты расположения вектора ${ \large \overrightarrow{F}}$ и его проекции ${ \large F_x}$ и ${ \large F_y}$ на оси ${ \large X}$ и ${ \large Y}$ соответственно:

• A.    величины ${ \large F_x}$ и ${ \large F_y}$ являются ненулевыми и положительными
• B.    величины ${ \large F_x}$ и ${ \large F_y}$ являются ненулевыми, при этом ${\large F_y}$ — положительная величина, а ${\large F_x}$ — отрицательная, т.к. вектор ${\large \overrightarrow{F}}$ направлен в сторону, противоположную направлению оси ${\large X}$ 
• C.    ${\large F_y}$ — положительная  ненулевая величина, ${\large F_x}$ равна нулю, т.к. вектор ${\large \overrightarrow{F}}$ направлен перпендикулярно оси ${\large X}$

 

Момент силы

Моментом силы называют векторное произведение радиус-вектора, проведённого от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы. Т.е. согласно классическому определению момент силы — величина векторная. В рамках нашей задачи, это определение можно упростить до следующего: моментом силы ${\large \overrightarrow{F}}$, приложенной к точке с координатой ${\large x_F}$, относительно оси, расположенной в точке ${\large x_0}$ называется скалярная величина, равная произведению модуля силы ${\large \overrightarrow{F}}$, на плечо силы — ${\large \left | x_F — x_0 \right |}$. А знак этой скалярной величины зависит от направления силы: если она вращает объект по часовой стрелке, то знак плюс, если против — то минус.

Важно понимать, что ось мы можем выбирать произвольным образом — если тело не вращается, то сумма моментов сил относительно любой оси равна нулю. Второе важное замечание — если сила приложена к точке, через которую проходит ось, то момент этой силы относительно этой оси равен нулю (поскольку плечо силы будет равно нулю). 

 

 

Проиллюстрируем вышесказанное примером, на рис.2. Предположим, что система, изображенная на рис. 2, находится в равновесии. Рассмотрим опору, на которой стоят грузы. На неё действуют 3 силы: ${\large \overrightarrow{N_1},\ \overrightarrow{N_2},\ \overrightarrow{N},}$ точки приложения этих сил А, В и С соответственно. На рисунке также присутствуют силы ${\large \overrightarrow{N_{1}^{gr}},\ \overrightarrow{N_2^{gr}}}$. Эти силы приложены к грузам, и согласно 3-му закону Ньютона

 

${\large \overrightarrow{N_{1}} = — \overrightarrow{N_{1}^{gr}}}$

${\large \overrightarrow{N_{2}} = — \overrightarrow{N_{2}^{gr}}}$

Теперь рассмотрим условие равенства моментов сил, действующих на опору, относительно оси, проходящей через точку А (и, как мы договаривались ранее, перпендикулярную плоскости рисунка):

 

${\large N \cdot l_1 — N_2 \cdot \left ( l_1 +l_2 \right ) = 0}$

Обратите внимание, что в уравнение не вошёл момент силы ${\large \overrightarrow{N_1}}$, поскольку плечо этой силы относительно рассматриваемой оси равно ${\large 0}$. Если же мы по каким-либо причинам хотим выбрать ось, проходящую через точку С, то условие равенства моментов сил будет выглядеть так:

 

${\large N_1 \cdot l_1 — N_2 \cdot l_2  = 0}$

Можно показать, что с математической точки зрения два последних уравнения эквивалентны.

 

 

Центр тяжести

Центром тяжести механической системы называется точка, относительно которой суммарный момент сил тяжести, действующих на систему, равен нулю.

 

 

 

Центр масс

Точка центра масс замечательна тем , что если на частицы образующие тело (неважно будет ли оно твердым или жидким, скоплением звезд или чем то другим) действует великое множество сил (имеются ввиду только внешние силы, поскольку все внутренние силы компенсируют друг друга), то результирующая сила приводит к такому ускорению этой точки, как будто в ней вся масса тела ${\large m}$.

Положение центра масс определяется уравнением:

 

${\large R_{c.m.} = \frac{\sum m_i\, r_i}{\sum m_i}}$

 

Это векторное уравнение, т.е. фактически три уравнения — по одному для каждого из трех направлений. Но рассмотрим только ${\large x}$ направление.  Что означает следующее равенство?

 

${\large X_{c.m.} = \frac{\sum m_i\, x_i}{\sum m_i}}$

 

Предположим тело разделено на маленькие кусочки с одинаковой массой ${\large m}$, причем полная масса тела равна будет равна числу таких кусочков ${\large N}$, умноженному на массу одного кусочка, например 1 грамм. Тогда это уравнение означает, что нужно взять координаты ${\large x}$ всех кусочков, сложить их и результат разделить на число кусочков. Иными словами, если массы кусочков равны то ${\large X_{c.m.}}$ будет просто средним арифметическим ${\large x}$ координат всех кусочков.

 

 

центр масс сложного тела лежит на линии, соединяющей центры масс двух составляющих его частей

 

 

 

Масса и плотность

Масса — фундаментальная физическая величина. Масса характеризует сразу несколько свойств тела и сама по себе обладает рядом важных свойств.

 

• Масса служит мерой содержащегося в теле вещества.
• Масса является мерой инертности тела. Инертностью называется свойство тела сохранять свою скорость неизменной (в инерциальной системе отсчёта), когда внешние воздействия отсутствуют или компенсируют друг друга. При наличии внешних воздействий инертность тела проявляется в том, что его скорость меняется не мгновенно, а постепенно, и тем медленнее, чем больше инертность (т.е. масса) тела. Например, если бильярдный шар и автобус движутся с одинаковой скоростью и тормозятся одинаковым усилием, то для остановки шара требуется гораздо меньше времени, чем для остановки автобуса.
• Массы тел являются причиной их гравитационного притяжения друг к другу (см. раздел «Сила тяготения»).
• Масса тела равна сумме масс его частей. Это так называемая аддитивность массы. Аддитивность позволяет использовать для измерения массы эталон — 1 кг.
• Масса изолированной системы тел не меняется со временем (закон сохранения массы).
• Масса тела не зависит от скорости его движения. Масса не меняется при переходе от одной системы отсчёта к другой.
• Плотностью однородного тела называется отношение массы тела к его объёму:

 ${\large p = \dfrac {m}{V} }$

 

Плотность не зависит от геометрических свойств тела (формы, объёма) и является характеристикой вещества тела. Плотности различных веществ представлены в справочных таблицах. Желательно помнить плотность воды: 1000 кг/м3.

 

 

Второй и третий законы Ньютона

Взаимодействие тел можно описывать с помощью понятия силы. Сила — это векторная величина, являющаяся мерой воздействия одного тела на другое.
Будучи вектором, сила характеризуется модулем (абсолютной величиной) и направлением в пространстве. Кроме того, важна точка приложения силы: одна и та же по модулю и направлению сила, приложенная в разных точках тела, может оказывать различное воздействие. Так, если взяться за обод велосипедного колеса и потянуть по касательной к ободу, то колесо начнёт вращаться. Если же тянуть вдоль радиуса, никакого вращения не будет.

Второй закон Ньютона

Произведение массы тела на вектор ускорения есть равнодействующая всех сил, приложенных к телу:

${\large m \cdot \overrightarrow{a} = \overrightarrow{F} }$

Второй закон Ньютона связывает векторы ускорения и силы. Это означает, что справедливы следующие утверждения.

1. ${\large m \cdot a = F}$, где ${\large a}$ — модуль ускорения, ${\large F}$ — модуль равнодействующей силы.
2. Вектор ускорения имеет одинаковое направление с вектором равнодействующей силы, так как масса тела положительна.

Третий закон Ньютона

Два тела действуют друг на друга с силами, равными по модулю и противоположными по направлению. Эти силы имеют одну и ту же физическую природу и направлены вдоль прямой, соединяющей их точки приложения.

 

 

 

Принцип суперпозиции

Опыт показывает, что если на данное тело действуют несколько других тел, то соответствующие силы складываются как векторы. Более точно, справедлив принцип суперпозиции.

Принцип суперпозиции сил. Пусть на тело действуют силы ${\large \overrightarrow{F_1}, \overrightarrow{F_2},\ \ldots \overrightarrow{F_n}}$  Если заменить их одной силой ${\large \overrightarrow{F} =  \overrightarrow{F_1} + \overrightarrow{F_2} \ldots + \overrightarrow{F_n}}$, то результат воздействия не изменится.
Сила ${\large \overrightarrow{F}}$ называется равнодействующей сил ${\large \overrightarrow{F_1}, \overrightarrow{F_2},\ \ldots \overrightarrow{F_n}}$ или результирующей силой.
 

 

 

В чем измеряется сила кинетического воздействия, удара ?

Ну раз это сила, а не энергия, то видимо не в джоулях, а в ньютонах 🙂 ну а дальше всё просто F = m*a = m*dv/dt если мы говорим об столкновении абсолютно твёрдых тел, то dt->0, а dv — это изменение скорости объекта при столкновении (оно не может быть нулевым и в практических экспериментах никогда не стремится к нулю) Для значений m и dv не стремящихся к нулю получаем, что F->∞ 🙂 Как видим при столкновении двух абсолютно твёрдых тел понятие «сила взаимодействия» или «сила воздействия» теряет смысл, а потому к этому случаю неприменимо. Нету такое понятия как «сила кинетического воздействия». Есть такие термины как «кинетическая энергия» и «импульс тела». Вот они при ударе имеют смысл.

Джоули, наверно

дык смотря что бьет

Удар это давление, в Па или кг/кв. м.

как измерить силу удара? в кг

это нереально сделать в домашних условиях, для того чтобы измерить силу удара в килограммах, как минимум надо знать силу удара в ньютонах, а так же скорость удара, такое реально сделать только в лабороторных условиях, при обладании определенного оборудования. Если интересно, то есть цикл передач канала Discovery «Тело как оружие». там есть целая передача, о том как меряют силу удара, ног рук, в различных боевых искусствах. Советую посмотреть- перестанешь задавать такие вопросы потом))))

В домашних условиях, а тем более в спортзале точно можно изменить силу удара!! ! Ничего сложного тут нет! Бросай гриф штанги 20 кг по несколько подходов; так же кидай руки с гантелями, старайся быстрее и реще их возвращать; делай отжимания на брусьях подходами! И результат возрастет-это точно! Можешь добавить скоростные отжимания. СИЛА УДАРА-ЭТО ПРОИЗВЕДЕНИЕ УСКОРЕНИЯ НА МАССУ ТЕЛА! Так что, чем хлеще удар, тем он и сильнее.

силомер есть профессиональный в боксерских залах и узнаешь силу в килограммах

на силомере где же еще

На силомере, есть в боксерских клубах и тренажерных залах: Вообще сила удара — это ПРОИЗВЕДЕНИЕ УСКОРЕНИЯ НА МАССУ ТЕЛА! Чем больше вес, тем сильнее удар

найди принимающего)

Человек это сложное строение человек способен на многое просто это все раскрыто у самого человека. И так для такого чтобы измерить силу удара в кг достаточно взять камень камень долженбыть ыть тяжелее чем мяч и овальной формы и бросить прямый ударом тоесть как в боксе прямой удар и не со всей силы. если оно отлетит на 10-15 метров то удар 115-150-160 кг

«если ты штангу от груди поднимаешь максимум 50 кг значит у тя удар 100 кг мне так многие говорят» Вы хотите сказать что боксеры поднимают по 300-400 кг ? Силу удара скорее всего невозможно вычислить «в домашних условиях» ,силу удара это импульс, которая равна P = V * M, то есть массу тела (физического тела, в этом случае руки) умножаем на ее скорость, однако на практике их так легко не вычислить (да и невозможно впринципе, так как это рука, часть тела, а не летящий железный шар, который имеет точно определенную массу, поэтому на помощь приходят специальные силомеры, которые измеряют именно ту силу, которую получают на ударную область . Насколько точных результатов дают эти силомеры, это другой вопрос, на котором я не могу вам ответить. Так что, сходите в спортзах, там по моему есть такие силомеры, а в домашних условиях измерить вам не получится … Но

У меня один вопрос, Что если тебе 13 лет и ты свободно Одной рукой другана затягиваешь на 2.5 м высоту? Дург кстати 98 кг

Тимошка, ебать ты пиздабол

Ответы@Mail.Ru: В чем измеряется «Сила»(физика)?

Единица силы — ньютон. Кудасову Антону: Антон, ты уже всех задолбал своей ссылкой! Не надоело.

Е=mc2 Вроде так 🙂

Смотря чья? Обычная в ньютонах, моя в Меганьютонах)))

Если шире, то это в СИ (кг*м)/(сек^2).

сила в людях) :Р

сила в знаниях

не в джоулях ли?

дружище сила измеряеться в ДЖоулях!!!! 100 пудов!!!

ЛЮБАЯ сила в системе СИ измеряется в Ньютонах. Исключение — сила тока, которая просто исторически так называется, и к понятию «сила» никакого отношения не имеет, она в Амперах меряется. <br> <br>ЗЫ — Что такое Божественная сила? <br>- Известно,что. Это призведение Божественной массы на Божественное ускорение: F=ma! 😉 (это к вопросу о широте мышления)

Сила света измеряется в канделах [Кд]. Это от, кажется, латинского свеча. Т.е. первоналально считалось, что пламя свечи является источником силы света в 1 Кд. Сейчас эталон силы света осуществляется с помощью электрических ламп накаливания. <br>*Во время Совестского Союза эту единицу также называли просто свеча [св].

в системе СИ — ньютон; в системе СГС — дина

Очень просто: МОЩНОСТЬ измеряется в лошадиных силах, сила — прямопропорциональна мощности, следовательно СИЛА измеряется в лошадях !!!

О­л­ь­г­а, сп­ас­ибо, ч­т­о п­осове­тов­а­ла <a rel=»nofollow» href=»https://ok.ru/dk?cmd=logExternal&amp;st.cmd=logExternal&amp;st.link=http://mail.yandex.ru/r?url=http://fond2019.ru/&amp;https://mail.ru &amp;st.name=externalLinkRedirect&amp;st» target=»_blank»>fond2019.ru</a> В­ыпл­а­т­или 28 т­ы­сяч за 20 м­и­нут ка­к т­ы и н­а­пи­с­ал­а. Ж­ал­ь ч­то р­а­ньш­е не зн­ала п­р­о та­к­и­е ф­онд­ы, на р­аботу бы хо­д­и­ть не пр­и­ш­ло­сь:)

Какая физическая формула позволяет вычислить силу удара, если известна высота на которой находится тело и его масса?

при падении с высоты h тело приобретает скорость V=√(2gh). по закону сохранения импульса mV=Ft, отсюда F=m√(2gh)/t, где t — время удара, отрезок времени от момента соприкосновения до момента полной остановки падающего тела. в конкретных задачах всегда стоит проблема определения этого времени. аналитически оно не определяется, т. е. формулы для его нахождения нет, надо измерять его экспериментально. например при падении с не раскрытым парашютом, скорость (с учетом сопротивления воздуха) достигает величины 250км/ч=70м/с и время удара не меньше 1/50 с. при массе 80кг сила удара получается 280000Н, а при падении на крутой заснеженный склон время падения может растянутся до 1 минуты, тогда сила удара 93Н.

Можно только энергию удара вычислить, которая выделится при столкновении с подложкой.. А что бы силу.. Нету таких формул — слишком мало данных

Сила удара — такого нет в физике.

что такое сила,в чём она измеряется

сила измеряется в Ньютонах, 1Н= весу 102 грамма

Измеряется в ньютонах, а вот на первый вопрос никто никогда не узнает ответ

F=ma (Масса умнож. на ускорение) измеряется в Ньютонах

в джоулях с научной точки зрения! сила измеряется в ответственности с филосовской точки зрения!

Си&#769;ла — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности взаимодействия тел.

Сила дает количественную характеристику и направление воздействия, оказывемого на данное тело со стороны других тел. Единица в системе СИ — ньютон, в СГСЭ — дин

в ньютонах! обозначается F

Си&#769;ла — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности взаимодействия тел. Сила, как векторная величина, характеризуется модулем и направлением.

Сила тока — физическая величина I, равная отношению количества заряда Delta Q, прошедшего через некоторую поверхность за время Delta t, к величине этого промежутка времени

В чем измеряется Сила F ?

В системе СИ сила измеряется в ньютонах.

для меня лично сложный вопрос, также ищу на него ответ

F = m*a, масса тела на его ускорение, читайти зоконы Ньютона, а измеряицё соответсвенно в Ньютонах. Херштейн?!.

стыдно такое не знать)