Взаимодействие тел в разных условиях
Взаимодействие тел может происходить в различных условиях и средах, что может оказывать влияние на характер и результаты этого взаимодействия.
Одним из факторов, влияющих на взаимодействие тел, является среда, в которой они находятся. Например, сопротивление воздуха может замедлять движение тел и изменять их траекторию. Это особенно заметно при движении объектов с большой скоростью, например, при падении метеоритов в атмосферу Земли.
Также взаимодействие тел может иметь особенности на других планетах и спутниках. Например, гравитация на Луне или Марсе отличается от гравитации на Земле, что может влиять на движение тел и их поведение.
Электромагнитные явления также могут проявляться по-разному в различных средах. Например, свет может преломляться при прохождении через оптические материалы, что приводит к изменению его направления и скорости.
Изучение взаимодействия тел в разных условиях позволяет лучше понять физические законы и принципы, а также применить их в различных областях науки и техники. Например, знание о взаимодействии тел в разных средах помогает инженерам разрабатывать более эффективные и безопасные конструкции и устройства.
Глава 2. Взаимодействие тел§ 19. Взаимодействие тел
Вам уже известно, что при неравномерном движении скорость тела меняется с течением времени. Изменение скорости тела происходит под действием другого тела.
Проделаем опыт. К тележке прикрепим упругую пластинку. Затем изогнём её и свяжем нитью. Тележка относительно стола находится в покое (рис. 42, а). Придёт ли тележка в движение, если упругая пластинка выпрямится?
Чтобы проверить это, пережжём нить. Пластинка выпрямится. Тележка же остаётся на прежнем месте (рис. 42, б).
Рис. 42. Скорость тележки в отсутствие взаимодействия не изменяется
Изменим условия опыта: вплотную к согнутой пластинке поставим ещё одну такую же тележку (рис. 43, а). Вновь пережжём нить. После этого обе тележки приходят в движение относительно стола. Они разъезжаются в разные стороны (рис. 43, б).
Рис. 43. Изменение скорости движения тележек при взаимодействии
Чтобы изменить скорость тележки, понадобилось второе тело. Опыт показал, что скорость тела меняется только в результате действия на него другого тела (второй тележки). В нашем опыте мы наблюдали, что в движение пришла и вторая тележка. Обе стали двигаться относительно стола.
Тележки действуют друг на друга, т. е. они взаимодействуют. Значит, действие одного тела на другое не может быть односторонним, оба тела действуют друг на друга, т. е. взаимодействуют.
Мы рассмотрели самый простой случай взаимодействия двух тел, когда оба тела (тележки) до взаимодействия находились в покое относительно стола и относительно друг друга.
Также пуля находится в покое относительно ружья перед выстрелом. При взаимодействии (во время выстрела) пуля и ружьё движутся в разные стороны. Движение ружья ощущается как отдача.
Примеров изменения скорости тел в результате взаимодействия можно привести очень много. Если человек, сидящий в лодке, отталкивает от себя другую лодку, то обе лодки, приобретая скорость, приходят в движение (рис. 44).
Рис. 44. Изменение скорости лодок в результате взаимодействия
Если же человек прыгает с лодки на берег, то лодка отходит в сторону, противоположную прыжку (рис. 45). Человек подействовал на лодку. В свою очередь, и лодка действует на человека. Он приобретает скорость, которая направлена к берегу.
Рис. 45. Взаимодействие человека и лодки
Итак, в результате взаимодействия оба тела могут изменить свою скорость.
Вопросы:
1. Какие опыты показывают, что тела приходят в движение при взаимодействии с другими телами?
2. Какие примеры показывают, что при взаимодействии меняются скорости обоих тел?
3. Опишите явление взаимодействия тел на примере выстрела из ружья (винтовки).
Предыдущая страницаСледующая страница
Пример взаимодействия тел
На рисунке 1 изображен солдат, лежащий в засаде с винтовкой. Пока он не выстрелил, все тела находятся в состоянии покоя: солдат неподвижен, пуля и ружье покоятся.
Рисунок 1. Демонстрация отдачи оружия при выстреле
Когда солдат нажимает на курок, происходит выстрел. Пуля вылетает в одну сторону, но вот что происходит с ружьем? Оно тоже приходит в движение. Его движение ощущается как отдача. То есть во время выстрела ружье и пуля взаимодействуют друг с другом — движутся в разные стороны.
Именно поэтому существует правильная техника стрельбы. При несоблюдении правил стрелок может получить травму вследствие удара прикладом ружья о плечо.
Электромагнитное взаимодействие
Электромагнитное взаимодействие – это сила, которая действует между заряженными частицами и токами. Оно является одним из основных типов взаимодействия в физике и играет важную роль во многих явлениях и процессах.
Основным законом, описывающим электромагнитное взаимодействие, является закон Кулона. Закон Кулона утверждает, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для расчета электростатической силы выглядит следующим образом:
F = k * (q1 * q2) / r^2
где F – электростатическая сила, k – электростатическая постоянная, q1 и q2 – заряды частиц, r – расстояние между ними.
Электромагнитное взаимодействие также включает в себя магнитное взаимодействие. Магнитное поле создается движущимися зарядами и магнитными материалами. Заряды, движущиеся в магнитном поле, ощущают силу Лоренца, которая направлена перпендикулярно к направлению движения и магнитному полю.
Электромагнитное взаимодействие играет ключевую роль во многих явлениях и процессах, таких как электрические цепи, электромагнитные волны, электромагнитная индукция и электромагнитные поля. Оно также определяет свойства и поведение атомов, молекул и материалов в целом.
Презентация на тему: » ИНЕРЦИЯ Доклад по физике Гусевой Анастасии. Взаимодействие тел Повседневный наш опыт показывает, что скорость тела может изменяться при действии на него.» — Транскрипт:
1
ИНЕРЦИЯ Доклад по физике Гусевой Анастасии
2
Взаимодействие тел Повседневный наш опыт показывает, что скорость тела может изменяться при действии на него другого тела. Например, лежащий на земле мяч может двигать тогда, когда на него налетит другой мяч или по нему ударят ногой. Но если на мяч не действуют другие тела, то он сам собой не изменит скорость, не начнёт двигаться. Повседневный наш опыт показывает, что скорость тела может изменяться при действии на него другого тела. Например, лежащий на земле мяч может двигать тогда, когда на него налетит другой мяч или по нему ударят ногой. Но если на мяч не действуют другие тела, то он сам собой не изменит скорость, не начнёт двигаться. Уменьшение скорости движения и остановка тела тоже не происходят сами собой, а вызываются действие других тел. Изменение направления скорости также происходит под действием какого-либо тела. Брошенный мяч меняет направление движения при ударе о стенку. Уменьшение скорости движения и остановка тела тоже не происходят сами собой, а вызываются действие других тел. Изменение направления скорости также происходит под действием какого-либо тела. Брошенный мяч меняет направление движения при ударе о стенку. Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел называется инерцией. Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел называется инерцией.
3
Галилея Галилей в инерция Итальянский учёный Галилей, на основе большого количества опытов, сделал вывод: если на тело не действуют другие тела, то оно либо находится в покое, либо движется прямолинейно и равномерно. То есть, если у нас есть два физических тела, то мы не можем сказать, что если одно из них действует на другое, то второе не действует на первое. Следовательно, действие тела на другое тело не может быть односторонним. Оба тела действуют друг на друга — они взаимодействуют. У нас с вами есть возможность проделать опыт, аналогичный тому, который делал Галилей. Итальянский учёный Галилей, на основе большого количества опытов, сделал вывод: если на тело не действуют другие тела, то оно либо находится в покое, либо движется прямолинейно и равномерно. То есть, если у нас есть два физических тела, то мы не можем сказать, что если одно из них действует на другое, то второе не действует на первое. Следовательно, действие тела на другое тело не может быть односторонним. Оба тела действуют друг на друга — они взаимодействуют. У нас с вами есть возможность проделать опыт, аналогичный тому, который делал Галилей.
4
Тело движется, если на него действуют другие тела. Мы рассуждаем как выдающийся философ Древней Греции Аристотель. Жил он в 6 веке до нашей эры и утверждал: «Все, что находится в движении, движется благодаря воздействию другого. Без действия нет движения». В 17 веке Галилео Галилей, используя опыт, как способ получения знаний, пришел к иному суждению. С уменьшением трения шар катится дальше. А если бы трения не было совсем, то как бы тогда двигался шар? Шар совершал бы равномерное и прямолинейное движение. Что вы можете сказать о скорости тел, если на них не действуют другие тела? Да. Эти тела движутся с постоянной скоростью. Именно так Галилей сформулировал закон инерции. Инерция в переводе с латинского- бездеятельность или бездействие. Более точную формулировку инерции дал И. Ньютон в своем первом законе.
5
Тест. 1. Что такое инерция? Г. Свойство тел сохранять скорость. У. Явление сохранения скорости тела при отсутствии действия на него других тел. В. Изменение скорости тела под действием других тел. 2. Что произойдет с бруском, если резко дернуть за нить? С. Упадет назад. Д. Упадет вперед Е. Останется неподвижным. 3. В каком случае наблюдается явление инерции? А. Камень падает на дно ущелья. П. Пыль выбивают из ковра. Н. Мяч отскочил от стенки после удара.
Первый закон Ньютона
Галилео Галилей
Исаак Ньютон
Формулировка закона инерции
Когда тело движется по горизонтальной поверхности, не встречая никакого сопротивления движению, то его движение — равномерно, и продолжалось бы постоянно, если бы плоскость простиралась в пространстве без конца.
Всякое тело продолжает удерживаться в своем состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока и поскольку оно не принуждается приложенными силами изменить это состояние.
Инерция — это физическое явление, при котором тело сохраняет свою скорость постоянной или покоится, если на него не действуют другие тела.
Инерция – это физическое явление сохранения скорости тела постоянной, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.
Варианты формулировки не противоречат друг другу и говорят, по сути, об одном и том же, просто разными словами — выбирайте ту, что вам нравится больше.
Ньютоновская формулировка закона инерции по-другому называется первым законом Ньютона:
Существуют такие системы отсчета, относительно которых тело сохраняет свою скорость постоянной, в том числе равной нулю, если действие на него других сил отсутствует или скомпенсировано.
Первый закон Ньютона
, если v=const
R — результирующая сила, сумма всех сил, действующих на тело
const — постоянная величина
А вы небось уже подумали, что мы про первый закон Ньютона забыли и сразу перескочили ко второму. Все в порядке — первый тоже на месте.
Системы отсчета: инерциальные и неинерциальные
Чтобы описать движение, нам нужны три штуки:
- тело отсчета, относительно которого определяем местоположение других тел;
- система координат: в школьном курсе мы используем прямоугольную декартову систему координат;
- часы, чтобы измерять время.
В совокупности эти три опции образуют систему отсчета:
- Инерциальная система отсчета — система отсчёта, в которой все тела движутся прямолинейно и равномерно, либо покоятся.
- Неинерциальная система отсчета — система отсчёта, движущаяся с ускорением.
Рассмотрим разницу между этими системами отсчета на примере задачи.
Аэростат — летательный аппарат на картиночке ниже — движется равномерно и прямолинейно параллельно горизонтальной дороге, по которой равноускоренно движется автомобиль.
Выберите правильное утверждение:
Система отсчёта, связанная с аэростатом, является инерциальной, а система отсчёта, связанная с автомобилем, инерциальной не является.
Система отсчёта, связанная с автомобилем, является инерциальной, а система отсчёта, связанная с аэростатом, инерциальной не является.
Система отсчёта, связанная с любым из этих тел, является инерциальной.
Система отсчёта, связанная с любым из этих тел, не является инерциальной.
Решение:
Система отсчёта, связанная с землёй, инерциальна. Да, планета движется и вращается, но для всех процессов вблизи планеты этим можно пренебречь. Во всех задачах систему отсчета, связанную с землей можно считать инерциальной.
Поскольку система отсчёта, связанная с землёй инерциальна, любая другая система, которая движется относительно земли равномерно и прямолинейно или покоится — по первому закону Ньютона тоже инерциальна.
Движение аэростата удовлетворяет этому условию, так как оно равномерное и прямолинейное, а равноускоренное движение автомобиля — нет. Аэростат — инерциальная система отсчёта, а автомобиль — неинерциальная.
Ответ: 1.
Сила реакции опоры
Представим очень тяжелый предмет, лежащий на столе. Стол прогибается под тяжестью предмета. Но согласно стол воздействует на предмет с точно такой же силой, что и предмет на стол. Сила направлена противоположно силе, с которой предмет давит на стол. То есть вверх. Эта сила называется реакцией опоры. Название силы «говорит» реагирует опора. Эта сила возникает всегда, когда есть воздействие на опору. Природа ее возникновения на молекулярном уровне. Предмет как бы деформировал привычное положение и связи молекул (внутри стола), они, в свою очередь, стремятся вернуться в свое первоначальное состояние, «сопротивляются».
Абсолютно любое тело, даже очень легкое (например,карандаш, лежащий на столе), на микроуровне деформирует опору. Поэтому возникает реакция опоры.
Специальной формулы для нахождения этой силы нет. Обозначают ее буквой , но эта сила просто отдельный вид силы упругости, поэтому она может быть обозначена и как
Сила приложена в точке соприкосновения предмета с опорой. Направлена перпендикулярно опоре.
Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра
Классическая физика
Дадим определение взаимодействию – это воздействие тел или полей друг на друга, которое ведет к изменению их состояния. Человек, перемещая предмет, прикладывает к нему силу. При этом, согласно третьему закону Ньютона, то же действие оказывает и предмет на человека.
Рис. 1. Третий закон Ньютона.
До 20-го века ученые говорили о механическом (как в примере выше), тепловом и электромагнитном взаимодействии. Со становлением представлений о структуре материи стало ясно, что механическое и тепловое взаимодействие – суть электромагнитное, ибо молекулы, обладая магнитными и электрическими параметрами, отталкивают и притягивают друг друга. Тем не менее, это еще никак не сказалось на уравнениях физики.
Важным прорывом стало осознание того, что все тела взаимодействуют посредством силовых полей. Теория дальнодействия, правившая до конца 19-го века, утверждала, что взаимодействие передается мгновенно на любые расстояния. Но после успешного экспериментального доказательства электродинамики ученые вновь вернулись к близкодействию. Только теперь теория эфира, как среды, в которой распространяется воздействие, была отвергнута.
Измерение силы
Динамометр – прибор для измерения силы. Однако мало знать только указанное на нем числовое значение. Важным для точного определения интенсивности действия является также его направление и точка приложения силы.
Примером этого заключения может стать продолговатый брусок, установленный вертикально на ровную поверхность. При незначительном воздействии на этот предмет в нижней его части происходит легкое скольжение. Если же действие подобной силы применить по отношению к верхней части, брусок может просто опрокинуться. Направление падения зависит от направленности толчка. Таким образом, сила – это и направление, а также скорость изменения состояния движения тела.
С помощью графического метода допускается проведение различных математических действий с силами, составляющими в целом равнодействующую силу. Например, в одной точке тела прилагаются две действующие в одном направлении силы, условно обозначаемые 2Н и СН. Вместе они составляют силу, которая действует в одном с ними направлении. Таким образом, значение последней равняется сумме значений первых двух. В свою очередь, вектор общей силы имеет длину, составленную из длин обоих векторов.
В то же время возможен случай, при котором прилагаемые к телу силы в одной и той же точке действуют противоположно. Значит, вместо них можно использовать одну силу, которая движется в направлении более интенсивной силы. Ее значение в таком случае будет выступать в качестве разницы между значениями двух (большей и меньшей) сил. Подобным же образом измеряется и длина векторов всех трех воздействий на тело
Инерция – явление, характеризующее способность тел сохранять постоянную скорость без воздействия на них других тел. Особенность этого явления заключается в том, что оно может проявляться как изменение скорости тела в течение определенного времени. Инерция не поддается измерению, а только наблюдению или воспроизведению. Первооткрывателем подобного явления стал Галилео Галилей – известный ученый эпохи Возрождения.
Законы Ньютона как основа классической механики.
Сформулированные
И.Ньютоном три закона движения в принципе позволяют решить основную задачу
механики, т.е. по известным начальному положению и скорости тела определить его
положение и скорость в произвольный момент времени.
Первый закон
Ньютона постулирует существование инерциальных систем отсчета.
Второй закон
Ньютона утверждает, что в инерциальных системах ускорение тела пропорционально
приложенной силе, физической величине, являющейся количественной мерой
взаимодействия. Величину силы, характеризующей взаимодействие тел, можно
определить, например, по деформации упругого тела, дополнительно введенного в
систему так, что взаимодействие с ним полностью компенсирует исходное.
Коэффициент пропорциональности между силой и ускорением называют массой тела:
(1) F=ma
Под действием
одинаковых сил тела с большей массой приобретают меньшие ускорения. Массивные
тела при взаимодействии в меньшей степени меняют свои скорости, “стремясь
сохранить естественное движение по инерции”. Иногда говорят, что масса является
мерой инертности тел (рис. 4_1).
К классическим
свойствам массы следует отнести 1) ее положительность (тела приобретают
ускорения в направлении приложенных сил), 2) аддитивность (масса тела равна
сумме масс его частей), 3) независимость массы от характера движения (напр. от
скорости).
Третий закон
утверждает, что взаимодействия оба объекта испытывают действия сил, причем эти
силы равны по величине и противоположно направлены.
Типы
фундаментальных взаимодействий. Попытки классификации взаимодействий привели к
идее выделения минимального набора фундаментальных взаимодействий, при помощи
которых можно объяснить все наблюдаемые явления. По мере развития
естествознания этот набор менялся. В ходе экспериментальных исследований
периодически обнаруживались новые явления природы, не укладывающиеся в принятый
фундаментальный набор, что приводило к его расширению (например, открытие
структуры ядра потребовало введения ядерных сил). Теоретические же осмысление,
вцелом стремящееся к единому, максимально экономному описанию наблюдаемого
многообразия, неоднократно приволило к “великим объединениям” внешне совершенно
несхожих явлений природы (ньютон понял, что падение яблока и движение планет
вокруг Солнца являются результатами проявления гравитационных взаимодействий,
Эйнштейн установил единую природу электрических и магнитных взаимодействий,
Бутлеров опроверг утверждения о различной природе органических и неорганических
веществ).
В настоящее
время принят набор из четырех типов фундаментальных взаимодействий:
гравитационные, электромагнитные, сильное и слабые ядерные. Все остальные,
известные на сегодняшний день, могут быть сведены к суперпозиции перечисленных.
Гравитационные
взаимодействия обусловлены наличием у тел массы и являются самыми слабыми из
фундаментального набора. Они доминируют на расстояниях космических масштабов (в
мега-мире).
Электромагнитные
взаимодействия обусловлены специфическим свойством ряда элементарных частиц,
называемым электрическим зарядом. Играют доминирующую роль в макро мире и
микромире вплоть на расстояниях, превосходящих характерные размеры атомных
ядер.
Ядерные
взаимодействия играют доминирующую роль в ядерных процессах и проявляются лишь
на расстояниях, сравнимых с размером ядра, где классическое описание заведомо
неприменимо.
В настоящее
время стали весьма популярны рассуждения о биополе, при помощи которого
“объясняется” ряд не очень надежно установленных на эксперименте явлений
природы, связанных с биологическими объектами. Серьезное отношение к понятию
биополя зависит от того, какой конкретный смысл. Вкладывается в этот термин.
Если понятие биополя используется для описания взаимодействий с участием
биологических объектов, сводящихся к четырем фундаментальным, такой подход не
вызывает принципиальных возражений, хотя введение нового понятия для описания
“старых” явлений противоречит общепринятой в естествознании тенденции к
минимизации теоретического описания. Если же под биополем понимается новый тип
фундаментальных взаимодействий, проявляющийся на макроскопическом уровне
(возможности существования которого априорно, очевидно, отрицать бессмысленно),
то для столь далеко идущих выводов необходимы очень серьезные теоретические и
экспериментальные обоснования, сделанные на языке и методами современного
естествознания, которые до настоящего времени представлены не были.
Основные принципы взаимодействия тел
В физике существуют основные принципы, которые описывают взаимодействие тел. Эти принципы позволяют понять и объяснить движение и изменение состояния тел.
Принципы Ньютона и законы движения
Одним из основных принципов взаимодействия тел являются законы Ньютона. Исаак Ньютон сформулировал три закона, которые описывают движение тел и действие сил на них.
Первый закон Ньютона, или закон инерции, гласит, что тело остается в покое или продолжает равномерное прямолинейное движение, пока на него не действует внешняя сила.
Второй закон Ньютона устанавливает связь между силой, массой тела и его ускорением. Формула второго закона выглядит следующим образом: F = ma, где F – сила, m – масса тела, a – ускорение.
Третий закон Ньютона гласит, что каждое действие сопровождается противодействием равной силы, направленной в противоположную сторону. Этот закон известен как закон взаимодействия.
Инерция и масса тела
Инерция – это свойство тела сохранять свое состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Масса тела является мерой его инерции. Чем больше масса тела, тем больше сила требуется для изменения его состояния движения.
Силы, действующие на тела
На тела могут действовать различные силы, которые вызывают изменение их состояния движения или формы. Некоторые из основных сил, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, включают гравитационную силу, электромагнитные силы, силы трения и силы упругости.
Гравитационная сила – это сила притяжения между телами, которая зависит от их массы и расстояния между ними. Электромагнитные силы включают силы притяжения и отталкивания между заряженными частицами, а также силы, действующие на проводники в магнитном поле.
Силы трения возникают при движении тела по поверхности и противодействуют его движению. Силы упругости возникают при деформации тела и стремятся вернуть его в исходное состояние.
Что понимается под сильным и слабым взаимодействием тел
Каждое из описанных выше взаимодействий происходит при участии частиц, которые по сути являются переносчиками. В частности, фотоны – переносчики электромагнитного свойства, глюоны – сильного, векторные бозоны – слабого, а гравитоны – гравитационного взаимодействия.
На рисунке представлена модель элементарных частиц в стандартном формате.
Сегодня доказано, что взаимодействия электромагнитного и слабого характера – один и тот же процесс, который в 1967 году был назван электрослабым (ученые С.Вайнберг и А. Салам).
Основываясь на этом, ученые определяют три вида фундаментальных взаимодействий: гравитационное, сильное и электрослабое.
Характеризуя сильное и слабое взаимодействия, ученые не говорят об абсолютной силе либо слабости. Имеется ввиду, возможно ли, например, при взаимодействии расколоть предмет либо не упустить тело. Научная трактовка исходит из понимания квантовой теории поля, а также тех математических выражений, которые используются при изучении элементарных частиц и сил.
В процессах слабого взаимодействия участвуют нейтрино, что обуславливает высокую проникающую способность и возможность обмена энергией, массой, зарядом, а также квантовыми числами. Оно ответственно за бета-распад атомных ядер, а также распады элементарных частиц незначительной интенсивности. В то же время оно сильнее, чем гравитационное.
Характеризуется коротким действием. Его можно заметить на расстояниях, величина которых в тысячу раз меньше, чем величина протона.
Интенсивность такого взаимодействия ниже, чем, например, при электромагнетизме. Если взаимодействующие частицы имеют энергию в пределах 1 ГэВ, скорость протекания процессов при взаимодействии на 11 порядков ниже, чем в электромагнитной природе.
Следовательно, физика элементарных частиц характеризуется очень медленными процессами (физический термин – слабые).
Еще одним показателем сравнения сильного и слабого взаимодействия является длина свободного пробега частиц внутри вещества. Если для остановки движущегося адрона путем сильного взаимодействия можно использовать железный лист толщиной несколько см, то для нейтрино не создаст препятствия железо толщиной несколько световых лет.
Есть еще одно характерное свойство слабого взаимодействия – очень незначительный радиус действия. Величина составляет 0,000000000002 микрон. Данная величина в тысячу раз меньше, чем величина ядра, поэтому слабое взаимодействие более интенсивно, чем гравитационное.
Описываемый процесс важен для осуществления ядерных реакций во внутрисолнечной среде. Следовательно, благодаря им, мы получаем солнечное тепло.
Насколько интенсивен слабый процесс взаимодействия, зависит от величины энергии у частиц, вступающих в него. Такая же закономерность характерна для сильного взаимодействия.
Важен факт, что при слабом взаимодействии не является справедливым закон сохранения четности: закономерности, характерные для слабых процессов, видоизменяются, если происходит зеркальное отражение всей системы.
Сильное взаимодействие было описано в 1911 году. Его открытием физика обязана Э.Резерфорду, который сделал это в одно время с доказательствами существования атомного ядра. При таких процессах «работают» глюоны. Протон и нейтрон выступают в роли нуклонов, теряя заряды.
Современная физика
Первым переосмыслил всю предшествующую физику обычный клерк из конструкторского бюро в Швейцарии – Альберт Эйнштейн. Он предположил, что никакое взаимодействие не может распространяться быстрее скорости света (которая в свою очередь является постоянной величиной). Он же создал новую теорию гравитации, используя достижения физиков и математиков, в первую очередь Лоренца, Максвелла и Минковского. Пространство и время были объединены в одну сущность, которая и служила средой распространения влияние одних тел на другие. Это сказалось на уравнениях Ньютона, Максвелла и других (были введены поправки на случай скоростей, близких скорости света).
Рис. 2. Теория гравитации Эйнштейна.
В современной стандартной модели взаимодействие передается посредством частиц. Электромагнитное – через фотоны, гравитация – через гравитоны, и так далее. При этом все взаимодействия были поделены на три фундаментальных вида:
- Сильные;
- Электрослабые;
- Гравитационные.
Они отличаются друг от друга радиусом действия и силой. Гравитационное взаимодействие распространяется на огромные расстояния, но при этом для их наблюдения необходимы тела огромных масс. Таких, например, как планеты и звезды. Поэтому экспериментальным доказательством гравитационного взаимодействия являются астрономические наблюдения.
Электрослабое и сильное взаимодействия – короткодействующие. Первое проявляется на ядерном и молекулярном уровнях, но также и на макроуровне – притяжение заряженных тел. Электрослабым взаимодействием связаны ядра и электроны, атомы, молекулы в химических соединениях. Сильное взаимодействие связывает адроны, из которых состоят протоны и нейтроны.
Рис. 3. Взаимодействие кварков.
При этом, гравитационное взаимодействие существует и на микроуровне, но его влияние ничтожно ввиду малых масс участвующих объектов. В частности, гравитация влияет и на свет (фотоны), чем и объясняется искривление световых лучей или их притяжение к черным дырам.
Что мы узнали?
В ходе урока разобрались с понятием взаимодействия тел, дали ему определение, рассмотрели его сущность на фундаментальном уровне. Коротко описали современное представление о взаимодействии тел в природе.
-
/5
Вопрос 1 из 5
Взаимодействием называют:
- Действие одного тело на другое
- Взаимное действие тел друг на друга
- Взаимное действие тел и полей друг на друга
- Все варианты верны
Исаак Ньютон: мифы и факты из жизни
На момент публикации своего основного труда Ньютону было 45 лет. За свою долгую жизнь ученый внес огромный вклад в науку, заложив фундамент современной физики и определив ее развитие на годы вперед.
Он занимался не только механикой, но и оптикой, химией и другими науками, неплохо рисовал и писал стихи. Неудивительно, что личность Ньютона окружена множеством легенд.
Ниже приведены некоторые факты и мифы из жизни И. Ньютона. Сразу уточним, что миф – это не достоверная информация. Однако мы допускаем, что мифы и легенды не появляются сами по себе и что-то из перечисленного вполне может оказаться правдой.
- Факт. Исаак Ньютон был очень скромным и застенчивым человеком. Он увековечил себя благодаря своим открытиям, однако сам никогда не стремился к славе и даже пытался ее избежать.
- Миф. Существует легенда, согласно которой Ньютона осенило, когда на наго в саду упало яблоко. Это было время чумной эпидемии (1665-1667), и ученый был вынужден покинуть Кембридж, где постоянно трудился. Точно неизвестно, действительно ли падение яблока было таким роковым для науки событием, так как первые упоминания об этом появляются только в биографиях ученого уже после его смерти, а данные разных биографов расходятся.
- Факт. Ньютон учился, а потом много работал в Кембридже. По долгу службы ему нужно было несколько часов в неделю вести занятия у студентов. Несмотря на признанные заслуги ученого, занятия Ньютона посещались плохо. Бывало, что на его лекции вообще никто не приходил. Скорее всего, это связано с тем, что ученый был полностью поглощен своими собственными исследованиями.
- Миф. В 1689 году Ньютон был избран членом Кембриджского парламента. Согласно легенде, более чем за год заседания в парламенте вечно поглощенный своими мыслями ученый взял слово для выступления всего один раз. Он попросил закрыть окно, так как был сквозняк.
- Факт. Неизвестно, как бы сложилась судьба ученого и всей современной науки, если бы он послушался матери и начал заниматься хозяйством на семейной ферме. Только благодаря уговорам учителей и своего дяди юный Исаак отправился учиться дальше вместо того, чтобы сажать свеклу, разбрасывать по полям навоз и по вечерам выпивать в местных пабах.
Дорогие друзья, помните — любую задачу можно решить! Если у вас возникли проблемы с решением задачи по физике, посмотрите на основные физические формулы. Возможно, ответ перед глазами, и его нужно просто рассмотреть. Ну а если времени на самостоятельные занятия совершенно нет, специализированный студенческий сервис всегда к вашим услугам!
В самом конце предлагаем посмотреть видеоурок на тему «Законы Ньютона».