Snaga formula. Snaga - formula (fizika)

Riječ "moć" je toliko opsežna da je davanje jasnog koncepta praktički nemoguće. Raznolikost od snage mišića do snage uma ne pokriva cijeli raspon koncepata ugrađenih u nju. Sila koja se smatra fizičkom veličinom ima jasno definirano značenje i definiciju. Sila formula definira matematički model: ovisnost sile na osnovne parametre.

Povijest istraživanja sile uključuje određivanje ovisnosti o parametrima i eksperimentalni dokaz o ovisnosti.

Snaga u fizici

Snaga je mjera interakcija tijela. Međusobno djelovanje tijela međusobno potpuno opisuje procese povezane s promjenom brzine ili deformacije tijela.

Kao fizička veličina, sila ima jedinicu mjerenja (u SI sustavu - Newton), a uređaj za mjerenje je dinamometar. Načelo silometra temelji se na usporedbi sile koja djeluje na tijelo, s opružnom silom dinamometra.

Za silu u 1 newtonu prihvaća se sila, pri čemu djelovanje tijela mase od 1 kg mijenja brzinu za 1 m za 1 sekundu.

Sila kao vektorska veličina određuje se pomoću:

• smjer djelovanja;
• točka primjene;
• modul, apsolutna vrijednost.

Opisujući interakciju, morate odrediti ove parametre.

Vrste prirodnih interakcija: gravitacijski, elektromagnetski, jaki, slabi. gravitacija sila (sila univerzalna gravitacija sa svojom raznolikošću - gravitacijom) postoji zbog utjecaja gravitacijskih polja koja okružuje bilo koje tijelo koje ima masu. Istraživanje gravitacijskih polja još nije dovršeno. Još nije moguće pronaći izvor polja.

Veći broj sila dolazi zbog elektromagnetskih interakcija atoma, od kojih se tvari sastoje.

Sila pritiska

Kada tijelo djeluje u interakciji s Zemljom, ona vrši pritisak na površinu. Sila tlaka, formulacija koja ima oblik: P = mg, određena je tjelesnom masom (m). Ubrzanje slobodnog pada (g) ima različite vrijednosti na različitim geografskim širinama Zemlje.

Okomita sila pritiska jednaka je u modulu i suprotno u smjeru elastične sile koja se pojavljuje u nosaču. Formula sile varira s pokretom tijela.

Promjena tjelesne mase

Djelovanje tijela na potporu zbog interakcije s Zemljom često se naziva tjelesna težina. Zanimljivo je da količina tjelesne težine ovisi o ubrzanju gibanja u vertikalnom smjeru. U slučaju kada je smjer ubrzanja suprotan ubrzanju slobodnog pada, opaža se povećanje težine. Ako se ubrzanje tijela podudara s pravcem slobodnog pada, tada se tjelesna težina smanjuje. Na primjer, dok se u liftu za penjanje na početku uspona osoba osjeća neko vrijeme na težini. Nije potrebno reći da se njegova misa mijenja. Istodobno dijelimo pojmove "tjelesne težine" i njegovu "masu".

Snaga elastičnosti

Kada se oblik tijela (njegova deformacija) mijenja, pojavljuje se sila koja ima tendenciju vraćanja tijela u svoj izvorni oblik. Sila je dobila ime "snaga elastičnosti". Ona nastaje zbog električne interakcije čestica, od kojih se tijelo sastoji.

Razmotrite najjednostavniju deformaciju: istezanje i kontrakciju. Istezanje je popraćeno povećanjem linearnih dimenzija tijela, a kompresija je popraćena smanjenjem. Veličina koja karakterizira ove procese naziva se produljenje tijela. Označite ga sa "x". Formula elastične sile izravno je povezana s produljenjem. Svako tijelo koje prolazi kroz deformaciju ima svoje geometrijske i fizičke parametre. Ovisnost elastične deformacije otpora tijela i svojstava materijala od kojih se oni se određuje modulom elastičnosti koeficijentom naziva krutosti (k).

Matematički model elastične interakcije opisao je Hookeov zakon.

Sila koja proizlazi iz deformacije tijela usmjerena je prema smjeru pomicanja pojedinih dijelova tijela, izravno proporcionalna njegovu izduženju:

• F_y = -kx (u nazivu vektora).

";" znak označava suprotnost smjera deformacije i sile.

U skalarnoj formi nema negativnog znaka. Elastična sila, čija formula ima slijedeći oblik: F_y = kx, koristi se samo za elastične deformacije.

Interakcija magnetskog polja s strujom

Opisan je učinak magnetskog polja na izravnu struju zakon Ampere. U ovom slučaju, sila s kojom magnetsko polje djeluje na vodič s strujom smještenom u njemu zove se Ampere snaga.

Interakcija magnetskog polja s električnim napajanjem uzrokuje manifestaciju sile. Amperova snaga, čija formula ima oblik F = IBlsinalpha-, ovisi o indukcija magnetskog polja (B), duljina aktivnog dijela vodiča (1), struja (I) u vodiču i kut između smjera struje i magnetske indukcije.

Zbog posljednje ovisnosti može se tvrditi da se vektor djelovanja magnetskog polja može promijeniti kada se vodič zakrene ili se promijeni smjer struje. Pravilo za lijevu ruku omogućuje vam da postavite smjer djelovanja. Ako je lijeva ruka postavljena na takav način da vektor magnetske indukcije ulazi u dlan, četiri prsta su usmjerena uzduž struje u vodiču, a zatim savinuta do 90^° Palac pokazuje smjer magnetskog polja.

Korištenje tog utjecaja čovječanstva nalazi se, na primjer, kod električnih motora. Rotacija rotora uzrokuje magnetsko polje koje stvara snažna elektromagneta. Formula sile omogućuje vam prosuđivanje mogućnosti mijenjanja snage motora. S povećanjem struje ili veličine polja povećava se okretni moment, što dovodi do povećanja snage motora.

Trajektorije čestica

Interakcija magnetskog polja s nabojem naširoko se koristi u masenim spektrografima u proučavanju elementarnih čestica.

Djelovanje polja u ovom slučaju uzrokuje pojavu sile zvane Lorentzova sila. Kada se napunjena čestica pomiče na određenom magnetskom polju snaga Lorentza, formula koja ima oblik F = vBqsinalpha-, uzrokuje da se čestica pomakne duž opsega.

U ovom matematičkom modelu, v je modul brzine čestice čiji je električni naboj q, B je magnetska indukcija polja, alfa je kut između pravaca brzine i magnetske indukcije.

Čestica se kreće duž kruga (ili kružnog luka), jer se sila i brzina usmjeravaju pod kutom od 90^° međusobno. Promjena u smjeru linearne brzine uzrokuje ubrzanje.

Lijeva ruka pravilo, gore objašnjeno, javlja u proučavanju Lorentzovu snagu, ako se ostavi ruka postavljena tako da je magnetska indukcija vektor uključen u dlan, četiri prsta idu u linije su poslani na brzinu pozitivno nabijene čestice, onda savijamo 90^° Palac će pokazati smjer djelovanja sile.

Problemi plazme

Interakcija magnetskog polja i tvari se koristi u ciklotrima. Problemi povezani s laboratorijskim ispitivanjima plazme, ne dopuštaju da ga se zadrže u zatvorenim posudama. Visoko ionizirani plin može postojati samo pri visokim temperaturama. Kako bi se plazma na jednom mjestu, moguće je pomoću magnetskih polja, uvijanje plina u obliku prstena. upravlja termonuklearne reakcije također se može proučavati zakretanjem plazme visoke temperature u kabel pomoću magnetskih polja.

Primjer djelovanja magnetskog polja u prirodnim uvjetima na ioniziranom plinu - Polarne svjetiljke. Ovaj veličanstveni spektakl promatra se iznad arktičkog kruga na nadmorskoj visini od 100 km iznad površine Zemlje. Tajanstveni šareni sjaj plina mogao se objasniti samo u dvadesetom stoljeću. Magnetsko polje zemlje u blizini polova ne može spriječiti prodiranje solarnog vjetra u atmosferu. Najaktivnije zračenje, usmjereno duž magnetske indukcije, uzrokuje ionizaciju atmosfere.

Fenomeni povezani s kretanjem naboja

Povijesno gledano, glavna količina koja karakterizira strujni tok u vodiču naziva se trenutnom snagom. Zanimljivo je da ovaj koncept nema nikakve veze s snagom u fizici. Trenutačna čvrstoća, čija formula uključuje punjenje naboja po jedinici vremena kroz poprečni presjek vodiča, ima oblik:

• I = q / t, gdje t je vrijeme punjenja q.

Zapravo, trenutna snaga je veličina naboja. Jedinica njegova mjerenja je Ampere (A), za razliku od N.

Utvrđivanje rada sile

Sila djelovanja na tvar popraćena je izvođenjem rada. Djelo sile je fizička veličina koja je brojčano jednaka proizvodu sile za kretanje prolaznu njegovim djelovanjem, a kosinus kuta između pravaca i sila.

Željeni rad sile, čija formula ima oblik A = FScosalfa, uključuje veličinu sile.

Djelovanje tijela je popraćeno promjenom brzine tijela ili deformacije, što ukazuje na istodobne promjene u energiji. Rad sile ovisi o veličini.