СИЛА

СИЛА — векторная величина — мера механического воздействия на тело со стороны др. тел, а также интенсивности др. физ. процессов и полей. Силы бывают различными: (1) С. Ампёра — сила, с которой магнитное поле (см.) действует на проводник с током; направление вектора силы определяется в соответствии с правилом левой руки (см.); (2) С. Архимедова — выталкивающая (подъёмная) сила, действующая на любое погружённое в жидкость или газ тело; направлена противоположно силе тяжести (см.) (см. закон Архимеда), (3) С. взаимодействия зарядов закон Кулона, (4) С. в механике — мера механического воздействия в данный момент времени на материальную точку (частицу, тело) со стороны др. материальных объектов (тел или полей). Сила — величина векторная, её обозначают F. Она характеризуется числовым значением, направлением. Прямая, вдоль которой направлена С., называется линией действия С. Согласно второму закону Ньютона (см.) С., действующая на тело, равна произведению массы тела т на сообщаемое этой силой ускорение а:

F = mа.

В СИ за единицу С. принимается ньютон (см.). Законы сложения сил и условия равновесия тел под действием сил рассматриваются в статике (см.). Законы движения тел под действием сил изучаются в динамике (см.) (см. механика), (5) С. всемирного тяготения — см. закон всемирного тяготения; (6) С. выталкивающая (подъёмная) — см. сила архимедова, (7) С. звука (интенсивность звука) — средняя по времени плотность энергии, переносимой за единицу времени звуковой волной через единичную площадь, перпендикулярную направлению распространения волны выражается в дБ — децибелах (см.), в СИ имеет размерность Вт/м²; (8) С. инерции — сила, возникающая как следствие ускорения тела; она направлена в сторону, противоположную ускорению, и является векторной величиной, численно равной произведению массы ускоряемого тела на его ускорение, взятое с обратным знаком. (9) С. Лоренца — сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в электромагнитном поле. С. Лоренца складывается из двух частей, обусловленных действием соответственно электрической и магнитной составляющим поля. Часть силы Лоренца, вызванная действием магнитного поля, прямо пропорциональна индукции магнитного поля, скорости движения частицы и синусу угла между ними. С. Лоренца направлена перпендикулярно векторам индукции напряжённости магнитного поля и скорости частицы. Она не совершает работы, а лишь искривляет траекторию частицы, не меняя её скорости. Направление вектора силы Лоренца определяется правилом левой руки (см.). Для случая движения отрицательно заряженных частиц четыре пальца следует располагать противоположно направлению вектора скорости;(10) С. лошадиная — см. лошадиная сила; (11) С. магнитодвижущая — см. магнитодвижущая сила; (12) С. поверхностного натяжения — сила, действующая вдоль поверхности (1) жидкости перпендикулярно к линии, ограничивающей эту поверхность, и стремящаяся сократить её до минимума (см. поверхностное натяжение). Возникновение силы поверхностного натяжения связано с силами притяжения и подвижностью молекул в жидкостях. Поскольку молекула на поверхности жидкости лишь со стороны жидкости окружена молекулами жидкости, потенциальная энергия такой молекулы вдвое выше, чем у молекулы внутри жидкости. Стремясь занять положение с минимальной потенциальной энергией (см. (2)), молекулы жидкости с поверхности стремятся втянуться внутрь объёма. Жидкость под действием внутренних сил молекулярного притяжения стремится уменьшить свою свободную поверхность; (13) С. потенциальная — см. потенциальная сил; (14) С. равнодействующая — см. равнодействующая сила; (15) С. света — одна из основных световых величин, характеризующая свечение источника видимого излучения в некотором направлении; равна отношению светового потока (см. (7)), распространяющегося от источника внутри элементарного телесного угла, содержащего данное направление, к атому телесному углу. В СИ единицей силы света является кандела (см.); (16) С. тока — скалярная характеристика электрического тока; равна отношению электрического заряда ∆q, проходящего через поперечное сечение проводника за бесконечно малый промежуток времени ∆t, к этому промежутку:

Если сила тока со временем не изменяется, электрический ток называют постоянным. Единица силы тока — ампер (см.); (17) С. трения — сила, возникающая вдоль поверхности соприкосновения тел, затрудняющая их перемещение относительно друг друга и направленная в сторону, противоположную движению; она всегда меньше силы нормального давления, направленной перпендикулярно плоскости и прижимающей тело к опоре. Трение (см.) не зависит от площади соприкосновения тел. Различают основные виды трения: покоя, скольжения и качения; (18) С. тяги — сила, создаваемая работающим двигателем самолёта, автомобиля, локомотива, судна, танка и т. п., направленная в сторону движения и затрачиваемая на преодоление сопротивлений движению и на разгон (ускорение); (19) С. тяготения — согласно закону всемирного тяготения (см.) — сила, возникающая между любыми физ. телами благодаря наличию у них массы; пропорциональна массам взаимодействующих тел (материальных точек) и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними; (20) С. тяжести — сила, с которой тело притягивается в гравитационном поле небесных тел. Под действием силы тяжести Р тело (частица) получает ускорение g = P/m, называемое ускорением свободного падения, которое изменяется с географической шпротой так же, как сила тяжести. С. тяжести является равнодействующей силы тяготения тела к Земле и центробежной силы (см.) инерции, обусловленной вращением Земли; направление С. тяжести определяет вертикаль данного места — направление к центру Земли; (21) С. упругости — сила, возникающая при деформации (см.) тела и направленная в сторону, противоположную смещению его частиц, вызванному деформацией; сила упругости пропорциональна удлинению деформированного тела (Гука закон), (22) С. центробежная сила, с которой движущаяся материальная точка действует на тело (см. связи механические-2), ограничивающее свободу движения точки и вынуждающее её двигаться криволинейно; направлена от центра кривизны траектории и равна произведению массы точки на квадрат её скорости, отнесенных к радиусу кривизны траектории. Центробежная сила и сила центростремительная (см.) численно равны друг другу и направлены вдоль одной прямой в противоположные стороны, но приложены к разным телам как силы действия и противодействия. Напр. при вращении в горизонтальной плоскости привязанного к нити груза центростремительная С. действует со стороны нити на груз, вынуждая его двигаться по окружности, а центробежная сила действует со стороны груза на нить, натягивая её. Центробежная С. является также составляющей переносной силы инерции (см.); (23) С. центростремительная сила, сообщающая материальной точке нормальное (центростремительное) ускорение и обеспечивающая криволинейное движение материальной точки; направлена в сторону центра кривизны (к центру окружности при движении точки по окружности) и численно равна центробежной силе (см.). При прямолинейном движении центростремительная сила равна нулю; (24) С. электродвижущая (ЭДС) — физ. величина, энергетически характеризующая источники постоянного млн. переменного токов; определяется отношением работы, совершаемой сторонними силами (см.) над зарядом при его движении вдоль всего замкнутого проводящего контура, к величине этого заряда. Происхождение сторонних сил может быть различным: в генераторах — это силы со стороны вихревого электрического поля, возникающего при изменении магнитного поля со временем, или сила Лоренца (см.), действующая со стороны магнитного поля на электроны в движущемся проводнике; в аккумуляторах и гальванических элементах — это хим. силы и т.д. ЭДС источника тока равна электрическому напряжению на его зажимах при разомкнутой цепи. В СИ выражается, как и электрическое напряжение, в вольтах (см.).