Garuma un attāluma pārveidotājs Masas pārveidotājs beztaras produktu un pārtikas produktu tilpuma mēru pārveidotājs Laukuma pārveidotājs Tilpuma un mērvienību pārveidotājs kulinārijas receptēs Temperatūras pārveidotājs Spiediena, mehāniskās slodzes, Janga moduļa pārveidotājs Enerģijas un darba pārveidotājs Jaudas pārveidotājs Spēka pārveidotājs Laika pārveidotājs Lineārais ātruma pārveidotājs Plakanā leņķa pārveidotājs siltuma efektivitātes un degvielas patēriņa efektivitātes pārveidotājs Ciparu pārveidotājs dažādās skaitļu sistēmās Informācijas daudzuma mērvienību pārveidotājs Valūtu kursi Sieviešu apģērbu un apavu izmēri Vīriešu apģērbu un apavu izmēri Leņķiskā ātruma un rotācijas ātruma pārveidotājs Paātrinājuma pārveidotājs Leņķiskā paātrinājuma pārveidotājs Blīvuma pārveidotājs Īpatnējā tilpuma pārveidotājs Inerces momenta pārveidotājs Spēka momenta pārveidotājs Griezes momenta pārveidotājs Īpatnējais sadegšanas siltums (pēc masas) Enerģijas blīvums un īpatnējais sadegšanas siltums pārveidotājs (pēc tilpuma) Temperatūras starpības pārveidotājs Termiskās izplešanās pārveidotāja koeficients Termiskās pretestības pārveidotājs Siltumvadītspējas pārveidotājs Īpatnējās siltumietilpības pārveidotājs Enerģijas ekspozīcijas un termiskā starojuma jaudas pārveidotājs Siltuma plūsmas blīvuma pārveidotājs Siltuma pārneses koeficienta pārveidotājs Tilpuma plūsmas ātruma pārveidotājs Masas plūsmas ātruma pārveidotājs Molārā plūsmas ātruma pārveidotājs Masas plūsmas blīvuma pārveidotājs Molārās koncentrācijas pārveidotājs Masas koncentrācija šķīdumā pārveidotājs Dinamisks (absolūts) viskozitātes pārveidotājs Kinemātiskais viskozitātes pārveidotājs Virsmas spraiguma pārveidotājs Tvaika caurlaidības pārveidotājs Tvaika caurlaidības un tvaika pārneses ātruma pārveidotājs Skaņas līmeņa pārveidotājs Mikrofona jutības pārveidotājs Skaņas spiediena līmeņa (SPL) pārveidotājs Skaņas spiediena līmeņa pārveidotājs ar atlasāmu atsauces spiedienu Gaismas intensitātes pārveidotājs Datora gaismas intensitātes pārveidotājs I. gaismas intensitātes pārveidotājs Frekvences un viļņa garuma pārveidotājs Dioptriju jauda un fokusa garuma Dioptrija jauda un lēcas palielinājums (×) Elektriskā lādiņa pārveidotājs Lineārā lādiņa blīvuma pārveidotājs Virsmas lādiņa blīvuma pārveidotājs Tilpuma lādiņa blīvuma pārveidotājs Elektriskās strāvas pārveidotājs Lineārā strāvas blīvuma pārveidotājs Virsmas strāvas blīvuma pārveidotājs Elektriskā lauka intensitātes pārveidotājs Elektrostatiskais potenciāls un sprieguma pārveidotājs Elektriskās pretestības pārveidotājs Elektriskās pretestības pārveidotājs Elektrovadītspējas pārveidotājs Elektrovadītspējas pārveidotājs Elektriskā kapacitāte Induktivitātes pārveidotājs Amerikāņu vadu gabarīta pārveidotājs Līmeņi dBm (dBm vai dBm), dBV (dBV), vatos utt. vienības Magnētiskā spēka pārveidotājs Magnētiskā lauka intensitātes pārveidotājs Magnētiskās plūsmas pārveidotājs Magnētiskās indukcijas pārveidotājs Radiācija. Jonizējošā starojuma absorbētās dozas jaudas pārveidotājs Radioaktivitāte. Radioaktīvā sabrukšanas pārveidotājs Radiācija. Ekspozīcijas devas pārveidotājs Radiācija. Absorbētās devas pārveidotājs Decimālo prefiksu pārveidotājs Datu pārraide Tipogrāfijas un attēlu apstrādes vienību pārveidotājs Kokmateriālu tilpuma mērvienību pārveidotājs Molārās masas aprēķins D. I. Mendeļejeva ķīmisko elementu periodiskā tabula

Sākotnējā vērtība

Konvertētā vērtība

Ņūtons Eksaņūtons Petaņūtons Terāņūtons Gigaņūtons Megaņūtons Kiloņūtons Hektonņūtons Dekaņūtons Centiņūtons Milzjūtons Mikroņūtons Nanņūtons Pikoņūtons Femtonņūtons Attonņūtons Dindžouls uz metru džouls uz centimetru gramspēks kilograms-spēks ton-spēks (īss) kilopspēks-forceforce kilograms-spēks mārciņa-spēks unce-spēks mārciņa mārciņa-pēda sekundē2 gramspēks kilograms-spēka siena grav-spēks miligravspēks atomu spēka vienība

Vairāk par spēku

Vispārīga informācija

Fizikā spēks tiek definēts kā parādība, kas maina ķermeņa kustību. Tā var būt visa ķermeņa vai tā daļu kustība, piemēram, deformācijas laikā. Ja, piemēram, jūs pacelsit akmeni un pēc tam atlaidīsit, tas nokritīs, jo gravitācijas spēks to pievelk zemē. Šis spēks izmainīja akmens kustību – no mierīga stāvokļa tas pārgāja paātrinātā kustībā. Krītot akmens nolieks zāli līdz zemei. Šeit spēks, ko sauc par akmens svaru, mainīja zāles kustību un tās formu.

Spēks ir vektors, tas ir, tam ir virziens. Ja uz ķermeni iedarbojas vairāki spēki vienlaikus, tie var būt līdzsvarā, ja to vektora summa ir nulle. Šajā gadījumā ķermenis atrodas miera stāvoklī. Iepriekšējā piemērā klints pēc sadursmes, iespējams, ripos gar zemi, bet galu galā apstāsies. Šajā brīdī gravitācijas spēks to vilks uz leju, bet elastības spēks, gluži pretēji, spiedīs uz augšu. Šo divu spēku vektora summa ir nulle, tāpēc akmens atrodas līdzsvarā un nekustas.

SI sistēmā spēku mēra ņūtonos. Viens ņūtons ir vektora spēku summa, kas vienā sekundē maina vienu kilogramu smaga ķermeņa ātrumu par vienu metru sekundē.

Arhimēds bija viens no pirmajiem, kas pētīja spēkus. Viņu interesēja spēku ietekme uz ķermeņiem un matēriju Visumā, un viņš izveidoja šīs mijiedarbības modeli. Arhimēds uzskatīja, ka, ja spēku vektora summa, kas iedarbojas uz ķermeni, ir vienāda ar nulli, tad ķermenis atrodas miera stāvoklī. Vēlāk tika pierādīts, ka tā nav gluži taisnība un ka līdzsvara stāvoklī esošie ķermeņi var pārvietoties arī ar nemainīgu ātrumu.

Pamatspēki dabā

Tie ir spēki, kas pārvieto ķermeņus vai liek tiem palikt savā vietā. Dabā ir četri galvenie spēki: gravitācija, elektromagnētiskais spēks, spēcīgais spēks un vājais spēks. Tos sauc arī par fundamentālām mijiedarbībām. Visi pārējie spēki ir šīs mijiedarbības atvasinājumi. Spēcīga un vāja mijiedarbība ietekmē ķermeņus mikrokosmosā, savukārt gravitācijas un elektromagnētiskā ietekme darbojas arī lielos attālumos.

Spēcīga mijiedarbība

Visintensīvākā mijiedarbība ir spēcīgais kodolspēks. Saikne starp kvarkiem, kas veido neitronus, protonus un daļiņas, no kurām tie sastāv, rodas tieši spēcīgas mijiedarbības dēļ. Gluonu, bezstruktūras elementārdaļiņu, kustību izraisa spēcīga mijiedarbība, un šī kustība tiek pārnesta uz kvarkiem. Bez spēcīgas mijiedarbības matērija nepastāvētu.

Elektromagnētiskā mijiedarbība

Elektromagnētiskā mijiedarbība ir otrā lielākā. Tas notiek starp daļiņām ar pretēju lādiņu, kas piesaista viena otru, un starp daļiņām ar vienādiem lādiņiem. Ja abām daļiņām ir pozitīvs vai negatīvs lādiņš, tās viena otru atgrūž. Daļiņu kustība, kas notiek, ir elektrība, fiziska parādība, ko mēs ikdienā lietojam ikdienā un tehnoloģijās.

Ķīmiskās reakcijas, gaisma, elektrība, mijiedarbība starp molekulām, atomiem un elektroniem – visas šīs parādības rodas elektromagnētiskās mijiedarbības dēļ. Elektromagnētiskie spēki neļauj vienam cietam ķermenim iekļūt citā, jo viena ķermeņa elektroni atgrūž cita ķermeņa elektronus. Sākotnēji tika uzskatīts, ka elektriskā un magnētiskā ietekme ir divi dažādi spēki, bet vēlāk zinātnieki atklāja, ka tie ir vienas un tās pašas mijiedarbības variācijas. Elektromagnētisko mijiedarbību var viegli redzēt ar vienkāršu eksperimentu: paceļot virs galvas vilnas džemperi vai berzējot matus uz vilnas auduma. Lielākajai daļai objektu ir neitrāls lādiņš, bet vienas virsmas beršana pret otru var mainīt šo virsmu lādiņu. Šajā gadījumā elektroni pārvietojas starp divām virsmām, piesaistot elektronus ar pretēju lādiņu. Ja uz virsmas ir vairāk elektronu, mainās arī kopējais virsmas lādiņš. Mati, kas "ceļas stāvus", kad cilvēks novelk džemperi, ir šīs parādības piemērs. Elektronus uz matu virsmas vairāk piesaista c atomi uz džempera virsmas, nekā elektroni uz džempera virsmas tiek piesaistīti atomi uz matu virsmas. Tā rezultātā elektroni tiek pārdalīti, kas noved pie spēka, kas piesaista matus džemperim. Šajā gadījumā mati un citi lādēti priekšmeti tiek piesaistīti ne tikai virsmām ar pretējiem, bet arī neitrāliem lādiņiem.

Vāja mijiedarbība

Vājš kodolspēks ir vājāks par elektromagnētisko spēku. Tāpat kā gluonu kustība izraisa spēcīgu mijiedarbību starp kvarkiem, W un Z bozonu kustība izraisa vāju mijiedarbību. Bozoni ir elementāras daļiņas, kuras emitē vai absorbē. W bozoni ir iesaistīti kodola sabrukšanā, un Z bozoni neietekmē citas daļiņas, ar kurām tie saskaras, bet tikai nodod tām impulsu. Pateicoties vājajai mijiedarbībai, ir iespējams noteikt vielas vecumu, izmantojot radiooglekļa datēšanu. Arheoloģiskā atraduma vecumu var noteikt, izmērot radioaktīvo oglekļa izotopu saturu attiecībā pret stabilajiem oglekļa izotopiem šī atraduma organiskajā materiālā. Lai to izdarītu, viņi sadedzina iepriekš iztīrītu nelielu lietas fragmentu, kura vecums ir jānosaka, un tādējādi iegūst oglekli, kas pēc tam tiek analizēts.

Gravitācijas mijiedarbība

Vājākā mijiedarbība ir gravitācija. Tas nosaka astronomisko objektu novietojumu Visumā, izraisa bēgumu un bēgumu, kā arī liek izmestajiem ķermeņiem nokrist zemē. Gravitācijas spēks, kas pazīstams arī kā pievilkšanās spēks, velk ķermeņus vienu pret otru. Jo lielāka ķermeņa masa, jo spēcīgāks šis spēks. Zinātnieki uzskata, ka šis spēks, tāpat kā citas mijiedarbības, rodas daļiņu, gravitonu kustības dēļ, taču līdz šim viņiem nav izdevies atrast šādas daļiņas. Astronomisko objektu kustība ir atkarīga no gravitācijas spēka, un kustības trajektoriju var noteikt, zinot apkārtējo astronomisko objektu masu. Tieši ar šādu aprēķinu palīdzību zinātnieki atklāja Neptūnu vēl pirms viņi ieraudzīja šo planētu caur teleskopu. Urāna trajektoriju nevarēja izskaidrot ar gravitācijas mijiedarbību starp tajā laikā zināmajām planētām un zvaigznēm, tāpēc zinātnieki pieļāva, ka kustība notika nezināmas planētas gravitācijas spēka ietekmē, kas vēlāk tika pierādīts.

Saskaņā ar relativitātes teoriju gravitācijas spēks maina telpas-laika kontinuumu - četrdimensiju telpas-laiku. Saskaņā ar šo teoriju telpu izliek gravitācijas spēks, un šis izliekums ir lielāks ķermeņu tuvumā ar lielāku masu. Tas parasti ir vairāk pamanāms lielu ķermeņu, piemēram, planētu, tuvumā. Šis izliekums ir pierādīts eksperimentāli.

Smaguma spēks izraisa paātrinājumu ķermeņos, kas lido pret citiem ķermeņiem, piemēram, krītot uz Zemi. Paātrinājumu var atrast, izmantojot Ņūtona otro likumu, tāpēc tas ir zināms planētām, kuru masa ir zināma arī. Piemēram, ķermeņi, kas nokrīt zemē, krīt ar paātrinājumu 9,8 metri sekundē.

Ebbs un plūsmas

Gravitācijas ietekmes piemērs ir bēgums un bēgums. Tie rodas Mēness, Saules un Zemes gravitācijas spēku mijiedarbības dēļ. Atšķirībā no cietām vielām ūdens viegli maina formu, kad tam tiek pielikts spēks. Tāpēc Mēness un Saules gravitācijas spēki pievelk ūdeni spēcīgāk nekā Zemes virsma. Šo spēku izraisītā ūdens kustība seko Mēness un Saules kustībai attiecībā pret Zemi. Tie ir plūdmaiņas un bēgumi, un spēki, kas rodas, ir plūdmaiņu spēki. Tā kā Mēness atrodas tuvāk Zemei, plūdmaiņas vairāk ietekmē Mēness, nevis Saule. Kad Saules un Mēness paisuma spēki ir vienādi vērsti, notiek visaugstākais paisums, ko sauc par pavasara paisumu. Mazāko paisumu, kad paisuma spēki iedarbojas dažādos virzienos, sauc par kvadratūru.

Plūdmaiņu biežums ir atkarīgs no ūdens masas ģeogrāfiskās atrašanās vietas. Mēness un Saules gravitācijas spēki pievelk ne tikai ūdeni, bet arī pašu Zemi, tāpēc atsevišķās vietās notiek plūdmaiņas, kad Zeme un ūdens tiek pievilktas vienā virzienā, un kad šī pievilkšanās notiek pretējos virzienos. Šajā gadījumā bēgums un bēgums notiek divas reizes dienā. Citās vietās tas notiek reizi dienā. Plūdmaiņas ir atkarīgas no piekrastes līnijas, okeāna paisumiem šajā apgabalā un Mēness un Saules pozīcijām, kā arī no to gravitācijas spēku mijiedarbības. Dažās vietās plūdmaiņas notiek reizi dažos gados. Atkarībā no krasta līnijas struktūras un okeāna dziļuma plūdmaiņas var ietekmēt straumes, vētras, vēja virziena un stipruma izmaiņas, kā arī atmosfēras spiediena izmaiņas. Dažās vietās tiek izmantoti speciāli pulksteņi, lai noteiktu nākamo paisumu vai bēgumu. Kad tie ir iestatīti vienā vietā, tie ir jāiestata vēlreiz, kad pārceļaties uz citu vietu. Šie pulksteņi nestrādā visur, jo dažviet nav iespējams precīzi paredzēt nākamo paisumu un bēgumu.

Ūdens pārvietošanas spēku bēguma un bēguma laikā cilvēks jau kopš seniem laikiem izmantojis kā enerģijas avotu. Paisuma dzirnavas sastāv no ūdens rezervuāra, kurā ūdens ieplūst plūdmaiņas laikā un tiek izlaists bēguma laikā. Ūdens kinētiskā enerģija virza dzirnavu riteni, un iegūtā enerģija tiek izmantota darbu veikšanai, piemēram, miltu malšanai. Šīs sistēmas izmantošanai ir vairākas problēmas, piemēram, vides problēmas, taču, neskatoties uz to, plūdmaiņas ir daudzsološs, uzticams un atjaunojams enerģijas avots.

Citas pilnvaras

Saskaņā ar fundamentālo mijiedarbību teoriju visi pārējie dabas spēki ir četru fundamentālo mijiedarbību atvasinājumi.

Normāls zemes reakcijas spēks

Parastais zemes reakcijas spēks ir ķermeņa izturība pret ārējo slodzi. Tas ir perpendikulārs ķermeņa virsmai un vērsts pret spēku, kas iedarbojas uz virsmu. Ja ķermenis atrodas uz cita ķermeņa virsmas, tad otrā ķermeņa parastās atbalsta reakcijas spēks ir vienāds ar to spēku vektoru summu, ar kuriem pirmais ķermenis nospiež otro. Ja virsma ir vertikāla pret Zemes virsmu, tad balsta parastās reakcijas spēks ir vērsts pretēji Zemes gravitācijas spēkam un ir vienāds ar to pēc lieluma. Šajā gadījumā to vektora spēks ir nulle, un ķermenis atrodas miera stāvoklī vai pārvietojas ar nemainīgu ātrumu. Ja šai virsmai ir slīpums attiecībā pret Zemi un visi pārējie spēki, kas iedarbojas uz pirmo ķermeni, ir līdzsvarā, tad gravitācijas vektora summa un atbalsta normālā reakcijas spēks ir vērsta uz leju, un pirmais ķermenis slīd gar virsmu. no otrā.

Berzes spēks

Berzes spēks darbojas paralēli ķermeņa virsmai un pretēji tā kustībai. Tas notiek, kad viens ķermenis pārvietojas pa cita virsmu, kad to virsmas saskaras (slīdoša vai rites berze). Berzes spēks rodas arī starp diviem miera stāvoklī esošiem ķermeņiem, ja viens atrodas uz otra slīpās virsmas. Šajā gadījumā tas ir statiskais berzes spēks. Šis spēks tiek plaši izmantots tehnoloģijās un ikdienā, piemēram, pārvietojot transportlīdzekļus ar riteņu palīdzību. Riteņu virsma mijiedarbojas ar ceļu, un berzes spēks neļauj riteņiem slīdēt pa ceļu. Lai palielinātu berzi, uz riteņiem tiek uzliktas gumijas riepas, bet ledus apstākļos uz riepām tiek uzliktas ķēdes, lai vēl vairāk palielinātu berzi. Tāpēc autotransports nav iespējams bez berzes. Berze starp riepu gumiju un ceļu nodrošina normālu transportlīdzekļa vadību. Rites berzes spēks ir mazāks par sausās slīdēšanas berzes spēku, tāpēc pēdējais tiek izmantots bremzējot, ļaujot ātri apturēt automašīnu. Dažos gadījumos, gluži pretēji, traucē berze, jo tā nolieto berzes virsmas. Tāpēc to noņem vai samazina, izmantojot šķidrumu, jo šķidruma berze ir daudz vājāka nekā sausā berze. Tāpēc mehāniskās daļas, piemēram, velosipēda ķēde, bieži tiek ieeļļotas ar eļļu.

Spēki var deformēt cietās vielas, kā arī mainīt šķidrumu un gāzu tilpumu un spiedienu. Tas notiek, ja spēks tiek sadalīts nevienmērīgi visā ķermenī vai vielā. Ja uz smagu ķermeni iedarbojas pietiekami liels spēks, to var saspiest ļoti mazā bumbiņā. Ja bumbiņas izmērs ir mazāks par noteiktu rādiusu, ķermenis kļūst par melnu caurumu. Šis rādiuss ir atkarīgs no ķermeņa masas un tiek saukts Švarcšilda rādiuss. Šīs bumbas tilpums ir tik mazs, ka, salīdzinot ar ķermeņa masu, tas ir gandrīz nulle. Melno caurumu masa ir koncentrēta tik nenozīmīgi mazā telpā, ka tiem ir milzīgs gravitācijas spēks, kas pievelk visus ķermeņus un matēriju noteiktā rādiusā no melnā cauruma. Pat gaisma tiek piesaistīta melnajam caurumam un neatspoguļojas no tā, tāpēc melnie caurumi ir patiesi melni - un tiek attiecīgi nosaukti. Zinātnieki uzskata, ka lielas zvaigznes savas dzīves beigās pārvēršas melnos caurumos un aug, absorbējot apkārtējos objektus noteiktā rādiusā.

Vai jums ir grūti pārtulkot mērvienības no vienas valodas uz citu? Kolēģi ir gatavi jums palīdzēt. Publicējiet jautājumu TCTerms un dažu minūšu laikā saņemsi atbildi.

Mēs visi dzīvē esam pieraduši lietot vārdu spēks salīdzinošā izteiksmē, sakot, ka vīrieši ir stiprāki par sievietēm, traktors ir stiprāks par automašīnu, lauva ir stiprāks par antilopi.

Spēks fizikā ir definēts kā ķermeņa ātruma izmaiņu mērs, kas rodas, ķermeņiem mijiedarbojoties. Ja spēks ir mērs un mēs varam salīdzināt dažādu spēku pielietojumu, tad tas ir fizikāls lielums, ko var izmērīt. Kādās vienībās mēra spēku?

Spēka vienības

Par godu angļu fiziķim Īzakam Ņūtonam, kurš veica plašus pētījumus par dažādu spēka veidu pastāvēšanas un izmantošanas būtību, par spēka mērvienību fizikā tiek pieņemts 1 ņūtons (1 N). Kāds ir 1 N spēks? Fizikā mērvienības netiek izvēlētas tāpat vien, bet tiek veikta īpaša saskaņošana ar tām mērvienībām, kuras jau ir pieņemtas.

No pieredzes un eksperimentiem zinām, ja ķermenis atrodas miera stāvoklī un uz to iedarbojas spēks, tad šī spēka ietekmē ķermenis maina savu ātrumu. Attiecīgi spēka mērīšanai tika izvēlēta mērvienība, kas raksturotu ķermeņa ātruma izmaiņas. Un neaizmirstiet, ka ir arī ķermeņa masa, jo ir zināms, ka ar tādu pašu spēku ietekme uz dažādiem objektiem būs atšķirīga. Mēs varam mest bumbu tālu, bet bruģakmens lidos daudz mazākā attālumā. Tas ir, ņemot vērā visus faktorus, mēs nonākam pie secinājuma, ka ķermenim tiks pielikts 1 N spēks, ja ķermenis, kas sver 1 kg, šī spēka ietekmē mainīs ātrumu par 1 m/s 1 sekundē. .

Smaguma mērvienība

Mūs interesē arī smaguma mērvienība. Tā kā mēs zinām, ka Zeme piesaista visus ķermeņus uz tās virsmas, tas nozīmē, ka pastāv pievilcīgs spēks un to var izmērīt. Un atkal mēs zinām, ka gravitācijas spēks ir atkarīgs no ķermeņa masas. Jo lielāka ir ķermeņa masa, jo spēcīgāk Zeme to piesaista. Eksperimentāli ir noskaidrots, ka Smaguma spēks, kas iedarbojas uz ķermeni, kas sver 102 gramus, ir 1 N. Un 102 grami ir aptuveni viena desmitā daļa no kilograma. Precīzāk sakot, ja 1 kg sadala 9,8 daļās, tad iegūsim aptuveni 102 gramus.

Ja uz ķermeni, kas sver 102 gramus, iedarbojas 1 N spēks, tad uz 1 kg smagu ķermeni iedarbojas spēks 9,8 N Smaguma paātrinājumu apzīmē ar burtu g. Un g ir vienāds ar 9,8 N/kg. Tas ir spēks, kas iedarbojas uz ķermeni, kas sver 1 kg, katru sekundi to paātrinot par 1 m/s. Izrādās, ka ķermenis, krītot no liela augstuma, lidojuma laikā iegūst ļoti lielu ātrumu. Kāpēc tad sniegpārslas un lietus lāses krīt diezgan mierīgi? Viņiem ir ļoti maza masa, un zeme tos velk pret sevi ļoti vāji. Un gaisa pretestība viņiem ir diezgan liela, tāpēc viņi lido pret Zemi ar ne pārāk lielu, diezgan vienmērīgu ātrumu. Bet meteorīti, piemēram, tuvojoties Zemei, iegūst ļoti lielu ātrumu un nolaižoties veidojas pieklājīgs sprādziens, kas ir atkarīgs attiecīgi no meteorīta izmēra un masas.

Fizika kā zinātne, kas pēta mūsu Visuma likumus, izmanto standarta pētījumu metodes un noteiktu mērvienību sistēmu. Ir ierasts apzīmēt N (ņūtonu). Kas ir spēks, kā to atrast un izmērīt? Izpētīsim šo jautājumu sīkāk.

Īzaks Ņūtons ir izcils 17. gadsimta angļu zinātnieks, kurš devis nenovērtējamu ieguldījumu eksakto matemātikas zinātņu attīstībā. Viņš ir klasiskās fizikas priekštecis. Viņam izdevās aprakstīt likumus, kas pārvalda gan milzīgus debess ķermeņus, gan nelielus smilšu graudiņus, ko aiznesis vējš. Viens no viņa galvenajiem atklājumiem ir universālās gravitācijas likums un trīs mehānikas pamatlikumi, kas apraksta ķermeņu mijiedarbību dabā. Vēlāk citi zinātnieki varēja atvasināt berzes, atpūtas un slīdēšanas likumus, tikai pateicoties Īzaka Ņūtona zinātniskajiem atklājumiem.

Nedaudz teorijas

Par godu zinātniekam tika nosaukts fiziskais lielums. Ņūtons ir spēka vienība. Spēka definīciju var raksturot šādi: "spēks ir kvantitatīvs ķermeņu mijiedarbības mērs vai lielums, kas raksturo ķermeņu intensitātes vai spriedzes pakāpi."

Spēka lielumu kāda iemesla dēļ mēra ņūtonos. Tieši šie zinātnieki radīja trīs nesatricināmus “varas” likumus, kas ir aktuāli arī mūsdienās. Izpētīsim tos ar piemēriem.

Pirmais likums

Lai pilnībā izprastu jautājumus: "Kas ir ņūtons?", "Kam mērvienība?" un “Kāda ir tā fiziskā nozīme?”, ir vērts rūpīgi izpētīt trīs galvenos

Pirmais saka, ka, ja ķermeni neietekmē citi ķermeņi, tad tas būs miera stāvoklī. Un, ja ķermenis bija kustībā, tad, ja uz to netiks veiktas nekādas darbības, tas turpinās vienmērīgu kustību taisnā līnijā.

Iedomājieties, ka noteikta grāmata ar noteiktu masu atrodas uz līdzenas galda virsmas. Norādījuši visus spēkus, kas uz to iedarbojas, mēs atklājam, ka tas ir gravitācijas spēks, kas ir vērsts vertikāli uz leju un (šajā tabulas gadījumā) ir vērsts vertikāli uz augšu. Tā kā abi spēki līdzsvaro viens otra darbības, rezultējošā spēka lielums ir nulle. Saskaņā ar pirmo Ņūtona likumu, tas ir iemesls, kāpēc grāmata ir miera stāvoklī.

Otrais likums

Tas apraksta saistību starp spēku, kas iedarbojas uz ķermeni, un paātrinājumu, ko tas saņem pieliktā spēka dēļ. Īzaks Ņūtons, formulējot šo likumu, bija pirmais, kurš izmantoja konstantu masas vērtību kā ķermeņa inerces un inerces izpausmes mēru. Inerce ir ķermeņu spēja vai īpašība saglabāt savu sākotnējo stāvokli, tas ir, pretoties ārējām ietekmēm.

Otro likumu bieži apraksta ar šādu formulu: F = a*m; kur F ir visu ķermenim pielikto spēku rezultants, a ir ķermeņa saņemtais paātrinājums, un m ir ķermeņa masa. Spēku galu galā izsaka kg*m/s2. Šo izteiksmi parasti apzīmē ņūtonos.

Kas ir Ņūtons fizikā, kāda ir paātrinājuma definīcija un kā tas ir saistīts ar spēku? Uz šiem jautājumiem atbild otrā mehānikas likuma formula. Jāsaprot, ka šis likums darbojas tikai tiem ķermeņiem, kas pārvietojas ar ātrumu, kas ir daudz mazāks par gaismas ātrumu. Ātrumā, kas ir tuvu gaismas ātrumam, darbojas nedaudz atšķirīgi likumi, kurus adaptējusi īpaša fizikas sadaļa par relativitātes teoriju.

Ņūtona trešais likums

Tas, iespējams, ir saprotamākais un vienkāršākais likums, kas apraksta divu ķermeņu mijiedarbību. Viņš saka, ka visi spēki rodas pa pāriem, tas ir, ja viens ķermenis iedarbojas uz otru ar noteiktu spēku, tad otrs ķermenis, savukārt, iedarbojas arī uz pirmo ar spēku, kas vienāds ar spēku.

Pats zinātnieku likuma formulējums ir šāds: "... divu ķermeņu mijiedarbība viens ar otru ir vienāda, bet tajā pašā laikā tie ir vērsti pretējos virzienos."

Izdomāsim, kas ir Ņūtons. Fizikā ir pieņemts visu apsvērt, pamatojoties uz konkrētām parādībām, tāpēc mēs sniegsim vairākus piemērus, kas apraksta mehānikas likumus.

1. Ūdensputni, piemēram, pīles, zivis vai vardes, pārvietojas ūdenī vai pa to, tieši mijiedarbojoties ar to. Trešais Ņūtona likums nosaka, ka, vienam ķermenim iedarbojoties uz otru, vienmēr rodas reakcija, kas pēc spēka ir vienāda ar pirmo, bet vērsta pretējā virzienā. Pamatojoties uz to, mēs varam secināt, ka pīļu kustība notiek tāpēc, ka tās ar ķepām atgrūž ūdeni atpakaļ, un tās pašas peld uz priekšu, pateicoties ūdens reakcijai.
2. Vāveres ritenis ir spilgts piemērs Ņūtona trešā likuma pierādījumam. Ikviens droši vien zina, kas ir vāveres ritenis. Šis ir diezgan vienkāršs dizains, kas atgādina gan riteni, gan bungu. Tas ir uzstādīts būros, lai mājdzīvnieki, piemēram, vāveres vai dekoratīvās žurkas, varētu skraidīt apkārt. Divu ķermeņu, riteņa un dzīvnieka, mijiedarbība noved pie tā, ka abi šie ķermeņi pārvietojas. Turklāt, kad vāvere skrien ātri, ritenis griežas lielā ātrumā, un, palēninot ātrumu, ritenis sāk griezties lēnāk. Tas vēlreiz pierāda, ka darbība un reakcija vienmēr ir līdzvērtīgas viena otrai, lai gan tās ir vērstas pretējos virzienos.
3. Viss, kas kustas uz mūsu planētas, pārvietojas tikai Zemes “atbildes darbības” dēļ. Tas var šķist dīvaini, bet patiesībā, ejot, mēs tikai pieliekam pūles, lai nospiestu zemi vai jebkuru citu virsmu. Un mēs virzāmies uz priekšu, jo zeme mūs atgrūž.

Kas ir ņūtons: mērvienība vai fiziskais lielums?

Pati “ņūtona” definīcija var tikt aprakstīta šādi: “tā ir spēka mērvienība”. Kāda ir tā fiziskā nozīme? Tātad, pamatojoties uz Ņūtona otro likumu, tas ir atvasināts lielums, kas tiek definēts kā spēks, kas spēj mainīt ķermeņa, kas sver 1 kg, ātrumu par 1 m/s tikai 1 sekundē. Izrādās, ka Ņūtons ir t.i., tam ir savs virziens. Pielietojot spēku objektam, piemēram, spiežot durvis, mēs vienlaikus uzstādām kustības virzienu, kas saskaņā ar otro likumu būs tāds pats kā spēka virziens.

Ja seko formulai, izrādās, ka 1 ņūtons = 1 kg*m/s2. Risinot dažādas problēmas mehānikā, bieži vien ir nepieciešams ņūtonus pārvērst citos daudzumos. Ērtības labad, atrodot noteiktas vērtības, ieteicams atcerēties pamata identitātes, kas savieno ņūtonus ar citām mērvienībām:

• 1 N = 10 5 dyne (dīns ir mērvienība GHS sistēmā);
• 1 N = 0,1 kgf (kilograms-spēks ir spēka mērvienība MKGSS sistēmā);
• 1 N = 10 -3 sienas (mērvienība MTS sistēmā, 1 siena ir vienāda ar spēku, kas jebkuram ķermenim, kas sver 1 tonnu, piešķir paātrinājumu 1 m/s 2).

Gravitācijas likums

Viens no svarīgākajiem zinātnieka atklājumiem, kas mainīja izpratni par mūsu planētu, ir Ņūtona gravitācijas likums (kas ir gravitācija, lasiet tālāk). Protams, pirms viņa bija mēģinājumi atšķetināt Zemes gravitācijas noslēpumu. Piemēram, viņš pirmais ierosināja, ka ne tikai Zemei ir pievilcīgs spēks, bet arī paši ķermeņi spēj piesaistīt Zemi.

Tomēr tikai Ņūtonam izdevās matemātiski pierādīt gravitācijas spēka saistību ar planētu kustības likumu. Pēc daudziem eksperimentiem zinātnieks saprata, ka patiesībā ne tikai Zeme pievelk objektus sev, bet arī visi ķermeņi tiek magnetizēti viens pret otru. Viņš atvasināja gravitācijas likumu, kas nosaka, ka jebkurus ķermeņus, tostarp debess ķermeņus, pievelk ar spēku, kas vienāds ar G (gravitācijas konstante) un abu ķermeņu masu m 1 * m 2 reizinājumu, dalītu ar R 2 ( attāluma starp ķermeņiem kvadrātā).

Visi Ņūtona atvasinātie likumi un formulas ļāva izveidot holistisku matemātisko modeli, kas joprojām tiek izmantots pētījumos ne tikai uz Zemes virsmas, bet arī tālu aiz mūsu planētas robežām.

Vienību konvertēšana

Risinot uzdevumus, jāatceras par standartiem, kas tiek lietoti arī “Ņūtona” mērvienībām. Piemēram, problēmās par kosmosa objektiem, kur ķermeņu masas ir lielas, bieži vien ir nepieciešams vienkāršot lielas vērtības uz mazākām. Ja šķīdums dod 5000 N, tad ērtāk būs rakstīt atbildi 5 kN (kiloņūtonu) formā. Ir divu veidu šādas vienības: reizinātāji un apakškārtēji. Šeit ir visbiežāk lietotie: 10 2 N = 1 hektoņūtons (gN); 10 3 N = 1 kiloņūtons (kN); 10 6 N = 1 megaņūtons (MN) un 10 -2 N = 1 centiņūtons (cN); 10-3 N = 1 miliņūtons (mN); 10-9 N = 1 nanoņūtons (nN).

Īzaks Ņūtons dzimis 1643. gada 4. janvārī mazajā Lielbritānijas ciematā Vulsthorpā, kas atrodas Linkolnšīras grāfistē. Vājš zēns, kurš priekšlaicīgi pameta mātes klēpi, nāca šajā pasaulē Anglijas pilsoņu kara priekšvakarā, neilgi pēc tēva nāves un neilgi pirms Ziemassvētku svinēšanas.

Bērns bija tik vājš, ka ilgu laiku viņš nebija pat kristīts. Bet tomēr mazais Īzaks Ņūtons, nosaukts sava tēva vārdā, izdzīvoja un nodzīvoja ļoti ilgu mūžu septiņpadsmito gadsimtu – 84 gadus.

Topošā izcilā zinātnieka tēvs bija mazs zemnieks, bet diezgan veiksmīgs un turīgs. Pēc Ņūtona vecākā nāves viņa ģimene saņēma vairākus simtus akru lauku un mežu ar auglīgu augsni un iespaidīgu summu 500 sterliņu mārciņu.

Īzaka māte Anna Ayscough drīz apprecējās vēlreiz un dzemdēja savam jaunajam vīram trīs bērnus. Anna vairāk uzmanības pievērsa saviem jaunākajiem pēcnācējiem, un Īzaka vecmāmiņa un pēc tam viņa tēvocis Viljams Eiskofs sākotnēji bija iesaistīts viņas pirmdzimtā audzināšanā.

Bērnībā Ņūtonu interesēja glezniecība un dzeja, pašaizliedzīgi izgudroja ūdens pulksteni, vējdzirnavas un darināja papīra pūķus. Tajā pašā laikā viņš joprojām bija ļoti slims un arī ārkārtīgi nesabiedrisks: Īzāks deva priekšroku saviem hobijiem, nevis jautrām spēlēm ar vienaudžiem.

Fiziķis jaunībā

Kad bērnu sūtīja uz skolu, viņa fiziskais vājums un sliktās komunikācijas prasmes reiz pat lika zēnam sist, līdz viņš noģību. Ņūtons nevarēja izturēt šo pazemojumu. Bet, protams, viņš nevarēja iegūt sportisko fizisko formu vienas nakts laikā, tāpēc zēns nolēma iepriecināt savu pašcieņu citādi.

Ja pirms šī incidenta viņš mācījās diezgan slikti un acīmredzami nebija skolotāju mīļākais, tad pēc tam viņš sāka nopietni izcelties mācību sasniegumu ziņā starp saviem klasesbiedriem. Pamazām viņš kļuva par labāku studentu, kā arī sāka vēl nopietnāk nekā agrāk interesēties par tehnoloģijām, matemātiku un pārsteidzošām, neizskaidrojamām dabas parādībām.

Kad Īzakam palika 16 gadi, viņa māte viņu aizveda atpakaļ uz īpašumu un mēģināja uzticēt daļu no mājsaimniecības vadīšanas pienākumiem vecākajam vecākajam dēlam (Anna Ayscough otrais vīrs arī tajā laikā bija miris). Tomēr puisis nedarīja neko citu, kā vien konstruēja ģeniālus mehānismus, “norēja” daudzas grāmatas un rakstīja dzeju.

Jaunā vīrieša skolas skolotājs Stoksa kungs, kā arī viņa tēvocis Viljams Eikofs un viņa paziņa Hamfrijs Babingtons (Kembridžas Trīsvienības koledžas nepilna laika biedrs) no Grantemas, kur topošais pasaulslavenais zinātnieks mācījās skolā, pārliecināja Annu Eiskotu atļaut viņas apdāvinātais dēls turpināt studijas. Kolektīvas pārliecināšanas rezultātā Īzaks 1661. gadā pabeidza mācības skolā, pēc tam veiksmīgi nokārtoja iestājeksāmenus Kembridžas universitātē.

Zinātniskās karjeras sākums

Būdams students, Ņūtonam bija "sizar" statuss. Tas nozīmēja, ka viņš nemaksāja par izglītību, bet gan bija jāveic dažādi uzdevumi universitātē vai jākalpo turīgākiem studentiem. Īzāks drosmīgi izturēja šo pārbaudījumu, lai gan viņam joprojām ļoti nepatika justies apspiestam, viņš bija nesabiedrisks un nezināja, kā iegūt draugus.

Tolaik filozofiju un dabaszinātnes mācīja pasaulslavenajā Kembridžā, lai gan tolaik pasaulei jau bija parādīti Galileja atklājumi, Gasendi atomu teorija, Kopernika, Keplera un citu izcilu zinātnieku drosmīgie darbi. Īzaks Ņūtons alkatīgi uzsūca visu iespējamo informāciju par matemātiku, astronomiju, optiku, fonētiku un pat mūzikas teoriju, ko viņš varēja atrast. Tajā pašā laikā viņš bieži aizmirsa par ēdienu un miegu.

Īzaks Ņūtons pēta gaismas laušanu

Pētnieks savu patstāvīgo zinātnisko darbību uzsāka 1664. gadā, sastādot sarakstu ar 45 cilvēka dzīves un dabas problēmām, kuras vēl nebija atrisinātas. Tajā pašā laikā liktenis saveda studentu kopā ar apdāvināto matemātiķi Īzaku Barou, kurš sāka strādāt koledžas matemātikas nodaļā. Pēc tam Barovs kļuva par viņa skolotāju, kā arī par vienu no dažiem viņa draugiem.

Pateicoties apdāvinātam skolotājam, vēl vairāk interesējies par matemātiku, Ņūtons veica patvaļīga racionāla eksponenta binomiālu, kas kļuva par viņa pirmo izcilo atklājumu matemātikas jomā. Tajā pašā gadā Īzaks ieguva bakalaura grādu.

1665.–1667. gadā, kad mēris, lielais Londonas ugunsgrēks un ārkārtīgi dārgais karš ar Holandi pārņēma Angliju, Ņūtons uz īsu brīdi apmetās Vestorpē. Šajos gados viņš savu galveno darbību virzīja uz optisko noslēpumu atklāšanu. Mēģinot izdomāt, kā atbrīvot objektīva teleskopus no hromatiskās aberācijas, zinātnieks nonāca pie dispersijas pētījuma. Īzaka veikto eksperimentu būtība bija mēģinājums izprast gaismas fizisko būtību, un daudzi no tiem joprojām tiek veikti izglītības iestādēs.

Rezultātā Ņūtons nonāca pie korpuskulārā gaismas modeļa, nolemjot, ka to var uzskatīt par daļiņu plūsmu, kas izlido no noteikta gaismas avota un veic lineāru kustību līdz tuvākajam šķērslim. Lai gan šāds modelis nevar pretendēt uz galīgo objektivitāti, tas tomēr kļuva par vienu no klasiskās fizikas pamatiem, bez kura nebūtu parādījušās modernākas idejas par fizikālām parādībām.

Starp tiem, kam patīk vākt interesantus faktus, jau sen valda maldīgs uzskats, ka Ņūtons atklāja šo galveno klasiskās mehānikas likumu pēc tam, kad viņam uz galvas uzkrita ābols. Patiesībā Īzaks sistemātiski gāja uz savu atklājumu, kas ir skaidrs no viņa daudzajām piezīmēm. Leģendu par ābolu popularizēja toreizējais autoritatīvs filozofs Voltērs.

Zinātniskā slava

16. gadsimta 60. gadu beigās Īzaks Ņūtons atgriezās Kembridžā, kur ieguva maģistra statusu, savu istabu dzīvošanai un pat jaunu studentu grupu, kurai zinātnieks kļuva par skolotāju. Tomēr mācīšana acīmredzami nebija apdāvinātā pētnieka stiprā puse, un viņa lekciju apmeklējums bija manāmi zems. Tajā pašā laikā zinātnieks izgudroja atstarojošo teleskopu, kas padarīja viņu slavenu un ļāva Ņūtonam pievienoties Londonas Karaliskajā biedrībā. Izmantojot šo ierīci, ir veikti daudzi pārsteidzoši astronomiski atklājumi.

1687. gadā Ņūtons publicēja savu, iespējams, vissvarīgāko darbu, darbu ar nosaukumu “Dabas filozofijas matemātiskie principi”. Pētnieks savus darbus bija publicējis jau iepriekš, taču šim bija ārkārtīgi liela nozīme: tas kļuva par racionālās mehānikas un visu matemātisko dabaszinātņu pamatu. Tajā bija plaši pazīstamais universālās gravitācijas likums, trīs līdz šim zināmie mehānikas likumi, bez kuriem klasiskā fizika nav iedomājama, tika ieviesti galvenie fizikālie jēdzieni, un Kopernika heliocentriskā sistēma netika apšaubīta.

Matemātiskā un fiziskā līmeņa ziņā “Dabas filozofijas matemātiskie principi” bija par lielumu augstāki nekā visu zinātnieku pētījumi, kuri strādāja pie šīs problēmas pirms Īzaka Ņūtona. Nebija nepierādītas metafizikas ar garu argumentāciju, nepamatotiem likumiem un neskaidriem formulējumiem, kas bija tik izplatīta Aristoteļa un Dekarta darbos.

1699. gadā, kamēr Ņūtons strādāja administratīvos amatos, viņa pasaules sistēmu sāka mācīt Kembridžas Universitātē.

Personīgā dzīve

Sievietes ne toreiz, ne gadu gaitā neizrādīja lielas simpātijas pret Ņūtonu, un visas dzīves laikā viņš nekad neprecējās.

Lielā zinātnieka nāve notika 1727. gadā, un gandrīz visa Londona pulcējās uz viņa bērēm.

Ņūtona likumi

• Pirmais mehānikas likums: katrs ķermenis atrodas miera stāvoklī vai paliek vienmērīgas translācijas kustības stāvoklī, līdz šis stāvoklis tiek koriģēts, pieliekot ārējos spēkus.
• Otrais mehānikas likums: impulsa izmaiņas ir proporcionālas pieliktajam spēkam un notiek tā ietekmes virzienā.
• Trešais mehānikas likums: materiāli punkti mijiedarbojas viens ar otru pa taisnu līniju, kas tos savieno, ar spēkiem vienāda lieluma un pretējā virzienā.
• Gravitācijas likums: Gravitācijas pievilkšanās spēks starp diviem materiāliem punktiem ir proporcionāls to masu reizinājumam ar gravitācijas konstanti un apgriezti proporcionāls attāluma starp šiem punktiem kvadrātam.

Ņūtons (simbols: N, N) SI spēka mērvienība. 1 ņūtons ir vienāds ar spēku, kas piešķir 1 m/s² paātrinājumu ķermenim, kas sver 1 kg, spēka virzienā. Tādējādi 1 N = 1 kg m/s². Vienība ir nosaukta angļu fiziķa Īzaka vārdā... ... Wikipedia

Siemens (simbols: Cm, S) elektriskās vadītspējas mērvienība SI sistēmā, omu apgrieztā vērtība. Pirms Otrā pasaules kara (PSRS līdz 60. gadiem) siemens sauca elektriskās pretestības mērvienību, kas atbilst pretestības ... Wikipedia

Šim terminam ir citas nozīmes, skatiet Tesla. Tesla (krievu apzīmējums: T; starptautiskais apzīmējums: T) magnētiskā lauka indukcijas mērvienība Starptautiskajā vienību sistēmā (SI), kas skaitliski vienāda ar šādu ... ... Wikipedia

Zīverts (simbols: Sv, Sv) jonizējošā starojuma efektīvo un ekvivalento dozu mērvienība Starptautiskajā mērvienību sistēmā (SI), lietota kopš 1979. gada. 1 sīverts ir enerģijas daudzums, ko absorbē kilograms... .. Vikipēdija

Šim terminam ir arī citas nozīmes, skatiet Bekerelu. Bekerels (simbols: Bq, Bq) ir radioaktīvā avota aktivitātes mērvienība Starptautiskajā vienību sistēmā (SI). Viens bekerels ir definēts kā avota darbība ... ... Vikipēdijā

Šim terminam ir citas nozīmes, skatiet Siemens. Siemens (krievu apzīmējums: Sm; starptautiskais apzīmējums: S) elektriskās vadītspējas mērvienība Starptautiskajā vienību sistēmā (SI), omu apgrieztā vērtība. Caur citiem... ...Wikipedia

Šim terminam ir arī citas nozīmes, skatiet Paskāls (nozīmes). Paskāls (simbols: Pa, starptautiskais: Pa) ir spiediena (mehāniskā sprieguma) mērvienība Starptautiskajā vienību sistēmā (SI). Paskāls ir vienāds ar spiedienu... ... Wikipedia

Šim terminam ir arī citas nozīmes, skatiet Grey. Pelēks (simbols: Gr, Gy) ir jonizējošā starojuma absorbētās devas mērvienība Starptautiskajā vienību sistēmā (SI). Absorbētā deva ir vienāda ar vienu pelēku, ja rezultāts ir... ... Wikipedia

Šim terminam ir arī citas nozīmes, skatiet Weber. Vēbers (simbols: Wb, Wb) magnētiskās plūsmas mērvienība SI sistēmā. Pēc definīcijas magnētiskās plūsmas izmaiņas caur slēgtu cilpu ar ātrumu viens Webers sekundē izraisa... ... Wikipedia

Šim terminam ir arī citas nozīmes, skatiet Henriju. Henrijs (krievu apzīmējums: Gn; starptautiskais: H) induktivitātes mērvienība Starptautiskajā vienību sistēmā (SI). Ķēdes induktivitāte ir viena Henrija, ja strāva mainās ar ātrumu... ... Wikipedia