Физические величины, характеризующие воздействие на объект

Сила. В механике Ньютона количественной мерой взаимодействия тел является сила F. На тело, движение которого рассматривается в задаче, могут действовать тела, контактирующие с рассматриваемым телом, и поля - гравитационное, электрическое, магнитное (безконтактное взаимодействие).

Чаще всего на тело, движение которого описывается в задаче, действует не одна сила, а несколько: и т.д. В этом случае рассматривается равнодействующая сила, т.е. векторная сумма сил: .

Момент силы. При вращательном движении одна и та же сила может различным образом изменять скорость вращения. Мерой воздействия при вращательном движении является физическая величина, называемая моментом силы.

Моментом силы M относительно точки О называется векторное произведение радиус-вектора r, проведенного от точки О к точке приложения силы, и вектора силы F:

.

Модуль этого вектора равен:

,

где d - плечо силы, т.е. кратчайшее расстояние от точки О до линии действия силы.

Пусть твердое тело имеет неподвижную ось вращения z, вдоль которой направлены псевдовекторы угловой скорости w и углового ускорения e. В этом случае на изменение характера вращения влияют только составляющие момента силы, ориентированные вдоль оси z. Следовательно, при применении законов динамики имеет смыслрассматривать только силы или составляющие сил, расположенные в плоскости, перпендикулярной оси вращения.

Законы сил

Силы тяготения

Сила гравитационного притяжения действует между двумя материальными точками. В соответствии с законом всемирного тяготения эта сила пропорциональна произведению масс этих точек m ₁ и m ₂, обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними и направлена вдоль прямой, соединяющей эти точки:

,

где G - гравитационная постоянная.

Гравитационным взаимодействием тела и космического объекта, в частности Земли, обусловлена сила тяжести m g. Гравитационную природу имеет и сила Архимеда.

Силы упругости.

Под действием внешних сил возникают деформации (т.е. изменения размеров и формы) тел. Если после прекращения действия внешних сил прежние формы и размеры тела восстанавливаются, то такая деформация называется упругой. В деформированном теле возникают упругие силы, которые уравновешивают внешние силы, вызвавшие деформацию. Установленный экспериментально закон Гука утверждает, что при упругой деформации величина деформации пропорциональна внешнему воздействию. Рассмотрим, как закон Гука можно записать для различных деформаций.