Сила (механика)

Эту статью следует викифицировать.
Пожалуйста, оформите её согласно общим правилам и указаниям.

Си́ла в механике — векторная величина, выражающая внешнее воздействие на материальное тело, заставляющее его испытывать ускорение.

Содержание

Сила по Ньютону

Согласно первому закону Ньютона (закону инерции), сила является причиной неравномерного и непрямолинейного движения. Второй закон Ньютона определяет силу как произведение массы тела на ускорение, сообщенное ему этой силой:

\vec F = m\,\vec a

где \vec a — вектор ускорения, m\,\! — мера инертности тела (масса) (см. Законы Ньютона).

Определение силы

Вообще, сила вводится как скорость изменения импульса (количества движения) тела. Так, если при прямолинейном движении тело за промежуток времени \Delta\ t поменяло свой импульс с \vec p(t) на \vec p(t + \Delta\ t) (импульс изменился на \Delta\ \vec p):

\vec F = \frac{\vec p(t + \Delta\ t) - \vec p(t)}{\Delta\ t} = \frac{\Delta\ \vec p}{\Delta\ t}.

В общем случае мгновенное значение силы находится как предел от этого выражения при \Delta\ t, стремящемся к нулю:

\vec F = \lim_{\Delta\ t \to 0}\frac{\Delta\ \vec p}{\Delta\ t}.

Это и есть первая производная от \vec p по t\,\!:

\vec F = \frac{d\vec p}{dt}.

Как известно, импульс \vec p тела — это произведение массы m тела на его скорость \vec v:

\vec p = m \cdot \vec v.

Отсюда сила равна:

\vec F = \frac{d}{dt}(m \cdot \vec v).

Но, поскольку в классической механике считается, что масса m тела остается постоянной при любой скорости движения его (m = Const\,\!), мы можем вынести ее за знак дифференциала:

\vec F = \frac{d}{dt}(m \cdot \vec v) = m \cdot \frac{d}{dt}(\vec v).

Первая производная по времени от скорости (скорость изменения скорости) есть ускорение \vec a тела. Отсюда,

\vec F = m \cdot \frac{d}{dt}(\vec v) = m \cdot \vec a.

Это и есть второй закон Ньютона.

Измерение сил

Классификация сил

1. по природе силы:

2. по работе, совершаемой силой:

  • консервативные силы
  • неконсервативные диссипативные (сила направлена против скорости тела, работа, совершенная этой силой при перемещении тела вдоль замкнутого контура не равна нулю)
  • неконсервативные гироскопические (такие, в которых сила перпендикулярна скорости тела — совершенная работа равна нулю):
 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home