Си́ла — векторная физическая величина, являющаяся мерой воздействия на данное тело других тел, а также полей. Приложенная к массивному телу сила является причиной изменения его скорости или возникновения в нём деформаций и напряжений[1][2].
Сила как векторная величина характеризуется модулем, направлением и точкой приложения силы. Также используется понятие линия действия силы, обозначающее проходящую через точку приложения силы прямую, вдоль которой направлена сила.
Второй закон Ньютона гласит, что в инерциальных системах отсчета ускорение материальной точки по направлению совпадает с равнодействующей всех сил, приложенных к телу, а по модулю прямо пропорционально модулю силы и обратно пропорционально массе материальной точки. Или, что эквивалентно, скорость изменения импульса материальной точки равна приложенной силе.
При приложении силы к телу конечных размеров в нём возникают механические напряжения, сопровождающиеся деформациями[3][4][5][6].
С точки зрения Стандартной модели физики элементарных частиц, фундаментальные взаимодействия (слабое, электромагнитное, сильное) осуществляются посредством обмена так называемыми калибровочными бозонами[3]. При этом гравитационное взаимодействие Стандартной моделью не объясняется и не описывается, хотя имеются теоретические предположения (например, в теории струн или М-теории), что с ним может быть связан свой бозон, называемый гравитоном, однако экспериментально существование гравитона пока не подтверждено. Эксперименты по физике высоких энергий, проведённые в 70−80-х гг. XX в. подтвердили предположение о том, что слабое и электромагнитное взаимодействия являются проявлениями более фундаментального электрослабого взаимодействия[7].
Для обозначения силы обычно используется символ F — от лат. fortis (крепкий, сильный).
Объединяет все силы то, что они вызывают ускоренное движение массивных тел и возникновение в этих телах деформаций.Ньютоновская механика Первый закон Ньютона
Первый закон Ньютона утверждает, что существуют системы отсчета, в которых тела сохраняют состояние покоя или равномерного прямолинейного движения при отсутствии действий на них со стороны других тел или при взаимной компенсации этих воздействий[9]. Такие системы отсчета называются инерциальными. Ньютон предположил, что каждый массивный объект имеет определенный запас инерции, который характеризует «естественное состояние» движения этого объекта. Эта идея отрицает взгляд Аристотеля, который рассматривал покой «естественным состоянием» объекта. Первый закон Ньютона противоречит аристотелевской физике, одним из положений которой является утверждение о том, что тело может двигаться с постоянной скоростью лишь под действием силы. Тот факт, что в механике Ньютона в инерциальных системах отсчёта покой физически неотличим от равномерного прямолинейного движения, является обоснованием принципа относительности Галилея. Среди совокупности тел принципиально невозможно определить какие из них находится «в движении», а какие «покоятся». Говорить о движении можно лишь относительно какой-либо системы отсчета. Законы механики выполняются одинаково во всех инерциальных системах отсчета, другими словами все они механически эквивалентны. Последнее следует из так называемых преобразований Галилея[10].
Прямолинейное равномерно ускоряющееся движение в одной инерциальной системе в общем случае будет параболическим в другой равномерно двигающейся инерциальной системе отсчёта.Второй закон НьютонаХотя второй закон Ньютона традиционно записывают в виде: сам Ньютон записывал его несколько иначе
Второй закон Ньютона в современной формулировке звучит так: в инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна векторной сумме всех сил, действующих на эту точку где − импульс материальной точки, − суммарная сила, действующая на материальную точку
Второй закон Ньютона позволяет измерять величину силы. Например, знание массы планеты и её центростремительного ускорения при движении по орбите позволяет вычислить величину силы гравитационного притяжения, действующую на эту планету со стороны Солнца.
Третий закон НьютонаДля любых двух тел (назовем их тело 1 и тело 2) третий закон Ньютона утверждает, что сила действия тела 1 на тело 2 сопровождается появлением равной по модулю, но противоположной по направлению силы, действующей на тело 1 со стороны тела 2.
1. В каких направлениях совершаются колебания в продольной волне?
b. Только по направлению распространения волны;
2. От чего зависит громкость звука?
b. От амплитуды колебаний;
3. Динамик подключен к выходу звукового генератора электрических колебаний. Частота колебаний 170 Гц. Определите длину звуковой волны, зная, что скорость звуковой волны в воздухе 340 м/с?
c. 2 м;
4. Как зависит амплитуда вынужденных колебаний от частоты при постоянной амплитуде колебаний вынуждающей силы?
d. Сначала возникает, достигает максимума, а потом убывает. – максимальное значение будет в резонансе, когда частота вынуждающей силы совпадет с резонансной частотой
5. Камертон, прикрепленный к резонансному ящику, ударили резиновым молоточком. К камертону поднесли по очереди два других камертона. Второй камертон в точности такой же, как и первый. Третий – настроен на меньшую частоту. Какой из камертонов начнет звучать с большей амплитудой.
a. Второй – его резонансная частота такая же, как и у первого камертона, поэтому колебания будут с большей амплитудой
Вариант 2.
1. В каких направлениях совершаются колебания в поперечной волне?
c. Только перпендикулярно распространению волны;
2. Чем определяется высота звука?
a. Частотой колебаний;
3. Динамик подключен к выходу звукового генератора электрических колебаний. Частота колебаний 680 Гц. Определите длину звуковой волны, зная, что скорость звуковой волны в воздухе 340 м/с?
a. 0,5 м;
4. Как зависит амплитуда вынужденных колебаний от частоты при постоянной амплитуде колебаний вынуждающей силы?
d. Сначала возникает, достигает максимума, а потом убывает.
5. Камертон, прикрепленный к резонансному ящику, ударили резиновым молоточком. К камертону поднесли по очереди два других камертона. Второй камертон в точности такой же, как и первый. Третий – настроен на большую частоту. Какой из камертонов начнет звучать с большей амплитудой.
a. Второй;
Вариант 3.
1. Графиком механических волн является:
d. Синусоида.
2. В каких упругих средах могут возникать поперечные волны?
c. В твердых телах. – в газах и жидкостях при сдвиге слоя относительно другого нет возвращающей силы
3. От каких физических величин зависит скорость распространения волны:
a. От длины волны;
b. От частоты колебаний волны;
c. От среды, в которой распространяется волна, и ее состояния.
Глупый вопрос. Хотя скорость звука обычно не зависит от длины волны (и, соответственно, частоты), иногда она может зависеть от неё (такое явление называется дисперсией). Дисперсия оптических волн - вообще часто встречающаяся вещь. От среды скорость тоже зависит.
4. В каких упругих средах могут возникать продольные волны:
c. В твердых, жидких и газообразных.
5. Расстояние между ближайшими гребнями волн равно 6 м. Скорость распространения волны 2 м/с. Какова частота ударов волн о берег?
Си́ла — векторная физическая величина, являющаяся мерой воздействия на данное тело других тел, а также полей. Приложенная к массивному телу сила является причиной изменения его скорости или возникновения в нём деформаций и напряжений[1][2].
Сила как векторная величина характеризуется модулем, направлением и точкой приложения силы. Также используется понятие линия действия силы, обозначающее проходящую через точку приложения силы прямую, вдоль которой направлена сила.
Второй закон Ньютона гласит, что в инерциальных системах отсчета ускорение материальной точки по направлению совпадает с равнодействующей всех сил, приложенных к телу, а по модулю прямо пропорционально модулю силы и обратно пропорционально массе материальной точки. Или, что эквивалентно, скорость изменения импульса материальной точки равна приложенной силе.
При приложении силы к телу конечных размеров в нём возникают механические напряжения, сопровождающиеся деформациями[3][4][5][6].
С точки зрения Стандартной модели физики элементарных частиц, фундаментальные взаимодействия (слабое, электромагнитное, сильное) осуществляются посредством обмена так называемыми калибровочными бозонами[3]. При этом гравитационное взаимодействие Стандартной моделью не объясняется и не описывается, хотя имеются теоретические предположения (например, в теории струн или М-теории), что с ним может быть связан свой бозон, называемый гравитоном, однако экспериментально существование гравитона пока не подтверждено. Эксперименты по физике высоких энергий, проведённые в 70−80-х гг. XX в. подтвердили предположение о том, что слабое и электромагнитное взаимодействия являются проявлениями более фундаментального электрослабого взаимодействия[7].
Для обозначения силы обычно используется символ F — от лат. fortis (крепкий, сильный).
Объединяет все силы то, что они вызывают ускоренное движение массивных тел и возникновение в этих телах деформаций.Ньютоновская механикаПервый закон Ньютона
Первый закон Ньютона утверждает, что существуют системы отсчета, в которых тела сохраняют состояние покоя или равномерного прямолинейного движения при отсутствии действий на них со стороны других тел или при взаимной компенсации этих воздействий[9]. Такие системы отсчета называются инерциальными. Ньютон предположил, что каждый массивный объект имеет определенный запас инерции, который характеризует «естественное состояние» движения этого объекта. Эта идея отрицает взгляд Аристотеля, который рассматривал покой «естественным состоянием» объекта. Первый закон Ньютона противоречит аристотелевской физике, одним из положений которой является утверждение о том, что тело может двигаться с постоянной скоростью лишь под действием силы. Тот факт, что в механике Ньютона в инерциальных системах отсчёта покой физически неотличим от равномерного прямолинейного движения, является обоснованием принципа относительности Галилея. Среди совокупности тел принципиально невозможно определить какие из них находится «в движении», а какие «покоятся». Говорить о движении можно лишь относительно какой-либо системы отсчета. Законы механики выполняются одинаково во всех инерциальных системах отсчета, другими словами все они механически эквивалентны. Последнее следует из так называемых преобразований Галилея[10].
Прямолинейное равномерно ускоряющееся движение в одной инерциальной системе в общем случае будет параболическим в другой равномерно двигающейся инерциальной системе отсчёта.Второй закон НьютонаХотя второй закон Ньютона традиционно записывают в виде: сам Ньютон записывал его несколько иначеВторой закон Ньютона в современной формулировке звучит так: в инерциальной системе отсчета скорость изменения импульса материальной точки равна векторной сумме всех сил, действующих на эту точку где − импульс материальной точки, − суммарная сила, действующая на материальную точку
Второй закон Ньютона позволяет измерять величину силы. Например, знание массы планеты и её центростремительного ускорения при движении по орбите позволяет вычислить величину силы гравитационного притяжения, действующую на эту планету со стороны Солнца.
Третий закон НьютонаДля любых двух тел (назовем их тело 1 и тело 2) третий закон Ньютона утверждает, что сила действия тела 1 на тело 2 сопровождается появлением равной по модулю, но противоположной по направлению силы, действующей на тело 1 со стороны тела 2.1. В каких направлениях совершаются колебания в продольной волне?
b. Только по направлению распространения волны;
2. От чего зависит громкость звука?
b. От амплитуды колебаний;
3. Динамик подключен к выходу звукового генератора электрических колебаний. Частота колебаний 170 Гц. Определите длину звуковой волны, зная, что скорость звуковой волны в воздухе 340 м/с?
c.
2 м;
4. Как зависит амплитуда вынужденных колебаний от частоты при постоянной амплитуде колебаний вынуждающей силы?
d. Сначала возникает, достигает максимума, а потом убывает. – максимальное значение будет в резонансе, когда частота вынуждающей силы совпадет с резонансной частотой
5. Камертон, прикрепленный к резонансному ящику, ударили резиновым молоточком. К камертону поднесли по очереди два других камертона. Второй камертон в точности такой же, как и первый. Третий – настроен на меньшую частоту. Какой из камертонов начнет звучать с большей амплитудой.
a. Второй – его резонансная частота такая же, как и у первого камертона, поэтому колебания будут с большей амплитудой
Вариант 2.
1. В каких направлениях совершаются колебания в поперечной волне?
c. Только перпендикулярно распространению волны;
2. Чем определяется высота звука?
a. Частотой колебаний;
3. Динамик подключен к выходу звукового генератора электрических колебаний. Частота колебаний 680 Гц. Определите длину звуковой волны, зная, что скорость звуковой волны в воздухе 340 м/с?
a.
0,5 м;
4. Как зависит амплитуда вынужденных колебаний от частоты при постоянной амплитуде колебаний вынуждающей силы?
d. Сначала возникает, достигает максимума, а потом убывает.
5. Камертон, прикрепленный к резонансному ящику, ударили резиновым молоточком. К камертону поднесли по очереди два других камертона. Второй камертон в точности такой же, как и первый. Третий – настроен на большую частоту. Какой из камертонов начнет звучать с большей амплитудой.
a. Второй;
Вариант 3.
1. Графиком механических волн является:
d. Синусоида.
2. В каких упругих средах могут возникать поперечные волны?
c. В твердых телах. – в газах и жидкостях при сдвиге слоя относительно другого нет возвращающей силы
3. От каких физических величин зависит скорость распространения волны:
a. От длины волны;
b. От частоты колебаний волны;
c. От среды, в которой распространяется волна, и ее состояния.
Глупый вопрос. Хотя скорость звука обычно не зависит от длины волны (и, соответственно, частоты), иногда она может зависеть от неё (такое явление называется дисперсией). Дисперсия оптических волн - вообще часто встречающаяся вещь. От среды скорость тоже зависит.
4. В каких упругих средах могут возникать продольные волны:
c. В твердых, жидких и газообразных.
5. Расстояние между ближайшими гребнями волн равно 6 м. Скорость распространения волны 2 м/с. Какова частота ударов волн о берег?