Сілы ў прыродзе

Фізічная велічыня, якая характарызуе меру, з якой на цела ўздзейнічаюць іншыя цела альбо поля, называецца сілай. Паводле другога закону Ньютана, паскарэнне, якое атрымлівае цела, прама прапарцыйна дзеючай на яго сіле. Адпаведна, каб змяніць хуткасць цела, неабходна ўздзейнічаць на яго сілай. Таму слушным з'яўляецца сцвярджэнне аб тым, што сілы ў прыродзе служаць крыніцай любога руху.

Інерцыяльная сістэма адліку

Сілы ў прыродзе з'яўляюцца вектарнымі велічынямі, гэта значыць яны маюць модуль і кірунак. Дзве сілы могуць лічыцца аднолькавымі толькі тады, калі роўныя іх модулі, а іх напрамкі супадаюць.

Калі на цела не дзейнічаюць сілы, а таксама ў тым выпадку, калі геаметрычная сума сіл, якія ўздзейнічаюць на дадзенае цела (гэтая сума часта называецца раўнадзейнай усіх сіл), роўная нулю, то цела альбо застаецца ў стане спакою, альбо працягвае рух у адным кірунку з пастаяннай хуткасцю (гэта значыць рухаецца па інэрцыі). Гэты выраз справядліва для інерцыйных сістэм адліку. Існаванне такіх сістэм пастулюецца першым законам Ньютана. У прыродзе такіх сістэм няма, але яны з'яўляюцца зручнай матэматычнай мадэллю. Тым не менш, часта пры вырашэнні практычных задач сістэму адліку, звязаную з Зямлёй, можна лічыць інерцыяльнай.

Зямля - інерцыяльная і неинерциальная сістэма адліку

У прыватнасці пры будаўнічых работах, пры разліку руху аўтамабіляў і плавальнага транспарту здагадкі пра тое, што Зямля - інерцыяльная сістэма адліку, цалкам дастаткова, каб з неабходнай для практычнага вырашэння задач дакладнасцю апісаць дзеючыя сілы.

У прыродзе таксама існуюць задачы, якія не дапускаюць такой здагадкі. У прыватнасці, гэта ставіцца да касмічным праектах. Пры старце ракеты строга ўверх яна з прычыны кручэння Зямлі ажыццяўляе бачны рух не толькі ўздоўж вертыкалі, але і ў гарызантальным кірунку супраць кручэння Зямлі. У гэтым руху праяўляецца неинерциальность сістэмы адліку, звязанай з нашай планетай.

Фізічна на ракету не дзейнічаюць сілы, адхіляцца яе. Тым не менш, для апісання руху ракеты зручна выкарыстоўваць сілы інэрцыі. Гэтыя сілы не існуюць фізічна, але здагадка аб іх існаванні дазваляе прадставіць неинерциальную сістэму інерцыяльнай. Іншымі словамі, пры разліках траекторыі ракеты лічаць, што сістэма адліку «Зямля» з'яўляецца інерцыяльнай, але пры гэтым на ракету дзейнічае некаторая сіла ў гарызантальным кірунку. Гэтая сіла называецца сіла Кориолиса. У прыродзе яе дзеянне становіцца прыкметным, калі гаворка ідзе пра целах, якія рухаюцца на некаторай вышыні адносна нашай планеты на працягу даволі вялікага часу альбо з вялікай хуткасцю. Так, яе ўлічваюць, не толькі апісваючы рух ракет і спадарожнікаў, але і пры разліках руху артылерыйскіх снарадаў, самалётаў і г.д.

прырода узаемадзеянняў

Усе сілы ў прыродзе па характары свайго паходжання адносяцца да чатырох фундаментальных узаемадзеянняў (электрамагнітнае, гравітацыйнае, слабое і моцнае). У макрасвет прыкметным з'яўляецца толькі ўздзеянне гравітацыі і электрамагнітных сіл. Слабыя і моцныя ўзаемадзеяння ўплываюць на працэсы, якія адбываюцца ўнутры атамных ядраў і субатомных часціц.

Самым распаўсюджаным прыкладам гравітацыйнага ўзаемадзеяння з'яўляецца сіла прыцягнення. Гэта сіла, з якой Зямля дзейнічае на навакольныя яе цела.

Электрамагнітныя сілы, акрамя відавочных прыкладаў, ўключаюць у сябе ўсе пругкія, звязаныя з ціскам ўзаемадзеяння, якія цела аказваюць адзін на аднаго. Адпаведна, такая сіла прыроды, як вага (сіла, з якой цела дзейнічае на подвес небудзь апору), мае электрамагнітную прыроду.