¿Cuál es el concepto de fuerza y cuál es la naturaleza de la fuerza?
2. Las fuerzas entre objetos son mutuas. Cuando un objeto ejerce una fuerza sobre otro objeto, también experimenta la fuerza que ejerce el otro objeto sobre él.
3. El papel de la fuerza: ① cambiar el estado de movimiento del objeto, ② deformar el objeto. (Los cambios en la forma o el volumen de un objeto se llaman deformaciones).
4. La unidad de fuerza es Newton (abreviatura: vaca), que coincidentemente es n. Recoge dos huevos.
5. La herramienta para medir la fuerza en el laboratorio es un dinamómetro de resorte.
6. Principio del dinamómetro de resorte: Dentro del límite elástico, el alargamiento del resorte es proporcional a la tensión.
7. Cómo utilizar el dinamómetro de resorte: (1) Verifique si el puntero está en la escala cero, si no, póngalo en cero (2) Identifique la escala mínima y el rango de medición; ) Tire suavemente varias veces del gancho de escala y observe si el puntero vuelve a la escala cero cada vez que lo suelta. (4) Generalmente se requiere que se use verticalmente. Cuando no se usa verticalmente, el eje del resorte en el dinamómetro de resorte debe ser consistente con la dirección de la fuerza que se mide. ⑸Al observar la lectura, la línea de visión debe ser perpendicular al dial. (6) Al medir la fuerza, no se debe exceder el rango de medición del dinamómetro de resorte.
8. Los tres elementos de la fuerza son: tamaño de la fuerza, dirección y punto de acción. Todos ellos afectan el efecto.
Gravedad
9. Gravedad: La fuerza que ejercen los objetos cercanos al suelo debido a la gravedad de la tierra se llama gravedad.
Nota: No se puede decir que la atracción de la Tierra hacia los objetos sea la gravedad.
10. La dirección de la gravedad es siempre vertical hacia abajo.
11. La fórmula de cálculo de la gravedad: G=mg, (donde G es la relación entre la gravedad y la masa: g=9,8 Newton/kg, y g=10 Newton/kg también se puede utilizar para el cálculo aproximado). cálculo); gravedad y Directamente proporcional a la calidad.
Fricción
12. Fricción: Cuando dos objetos en contacto entre sí están a punto de moverse entre sí (es decir, tienen tendencia a moverse entre sí) o ya se han movido entre sí, aparecerá un obstáculo en la superficie de contacto. La fuerza del movimiento relativo. Esta fuerza se llama fricción.
13. La dirección de la fricción es opuesta a la dirección del movimiento relativo o a la tendencia del movimiento relativo.
14. La fricción por deslizamiento está relacionada con la rugosidad y la presión de la superficie de contacto. Cuanto mayor es la presión, más rugosa es la superficie de contacto y mayor es la fricción por deslizamiento.
15. Formas de aumentar la fricción beneficiosa: aumentar la presión y hacer que la superficie de contacto sea rugosa.
16. Métodos para reducir la fricción dañina: (1) Alisar la superficie de contacto para reducir la presión; como por ejemplo: agregar aceite lubricante; usar cojines de aire y trenes maglev. (2) Utilice rodar en lugar de deslizarse.
17. No todo es fricción. La resistencia es una fuerza en dirección opuesta al movimiento del objeto.
La naturaleza y materialidad de la fuerza: La fuerza es el efecto de un objeto (materia, masa) sobre un objeto (materia, masa). Cuando una fuerza actúa sobre un objeto, otro objeto debe ejercer esa fuerza sobre él. Las fuerzas no pueden existir independientemente sin objetos.
Interacción (fuerza de interacción): La interacción entre dos objetos cualesquiera es siempre mutua, y el objeto que ejerce la fuerza también debe ser el objeto que recibe la fuerza. Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre otro objeto, el objeto que recibe la fuerza debe a su vez ejercer una fuerza sobre el objeto que ejerce la fuerza. (Condiciones de creación: Las fuerzas son iguales (la fuerza resultante es cero, en un estado de movimiento estático sin dirección) o desiguales, con direcciones opuestas, actuando sobre dos objetos diferentes, sobre la misma línea recta. Un resumen simple es: materia extraña , valor igual, orientación inversa, * * * línea. Un par de fuerzas que interactúan deben surgir y desaparecer simultáneamente)
Vector: Una fuerza es un vector que tiene magnitud y dirección.
Simultaneidad: Las fuerzas se generan y desaparecen al mismo tiempo.
Independencia: La acción de una fuerza no afecta a la acción de otra fuerza.
Mecánica
Rama de la física. Estudia las leyes de movimiento mecánico y equilibrio de los objetos y sus aplicaciones. La mecánica se puede dividir en estática, cinemática y dinámica. La estática analiza principalmente las condiciones bajo las cuales los objetos mantienen un estado de equilibrio bajo la acción de fuerzas externas.
La cinemática es un método descriptivo que estudia el movimiento mecánico sin interacción entre objetos y no involucra las causas del movimiento. La dinámica analiza la relación entre las fuerzas y el movimiento de un sistema de partículas bajo presión. La mecánica también se puede dividir en mecánica de partículas, mecánica de cuerpos rígidos y mecánica del continuo según las propiedades de los objetos estudiados. Los medios continuos suelen dividirse en sólidos y fluidos. Los sólidos incluyen elastómeros y plásticos, mientras que los fluidos incluyen líquidos y gases.
Del siglo XVI al XVII, la mecánica comenzó a convertirse en una disciplina independiente y sistemática. Galileo propuso la ley de inercia mediante el estudio de proyectiles y cuerpos que caen, y la utilizó para explicar el movimiento de los objetos terrestres y de los cuerpos celestes. Al cabo de 17 años, Newton propuso las tres leyes básicas del movimiento mecánico, haciendo de la mecánica clásica una teoría sistemática. Según las tres leyes de Newton y la ley de la gravitación universal, explicó con éxito la ley de la caída de los cuerpos y las órbitas de los planetas en la Tierra. En los dos siglos siguientes, con la investigación y promoción de muchos científicos, finalmente se convirtió en una mecánica clásica teóricamente completa. En 1905, Einstein propuso la teoría especial de la relatividad. Para objetos que se mueven a alta velocidad, se debe utilizar la mecánica relativa en lugar de la mecánica clásica, porque la mecánica clásica es sólo una teoría aproximada en la que la velocidad de un objeto es mucho menor que la velocidad de la luz. En la década de 1920 se desarrolló la mecánica cuántica. Según la dualidad de partículas y fotones, explica los fenómenos microscópicos que no pueden explicarse mediante la mecánica clásica y limita el ámbito de aplicación de la mecánica clásica en el campo microscópico.
Mecánica clásica
Las leyes básicas de la mecánica clásica son las leyes del movimiento de Newton u otros principios mecánicos relacionados con las leyes de Newton y sus equivalentes. Es la mecánica anterior al siglo XX. Tiene dos supuestos básicos: uno es que el tiempo y el espacio son absolutos, la medición de la longitud y el intervalo de tiempo no tiene nada que ver con el movimiento del observador y la transmisión de interacciones entre sustancias es instantánea. ; la segunda es que todas las cantidades físicas observables pueden, en principio, medirse con precisión infinita. Desde el siglo XX, debido al desarrollo de la física, las limitaciones de la mecánica clásica han quedado al descubierto. Como primera suposición, en realidad sólo se aplica a la cámara lenta en comparación con la velocidad de la luz. En el caso del movimiento a alta velocidad, el tiempo y la duración ya no se consideran independientes del movimiento del observador. El segundo supuesto sólo se aplica a objetos macroscópicos. En los sistemas microscópicos, en principio, no es posible determinar con precisión todas las cantidades físicas al mismo tiempo. Por lo tanto, las leyes de la mecánica clásica son generalmente sólo leyes aproximadas para objetos macroscópicos que se mueven a bajas velocidades.
Mecánica newtoniana
La mecánica newtoniana se basa en las leyes del movimiento de Newton y se desarrolló después del siglo XVII. Tomar directamente las leyes del movimiento de Newton como punto de partida para estudiar el movimiento del sistema de partículas es la mecánica newtoniana. Toma partículas como objetos y se centra en el concepto de fuerza. Al abordar el problema del sistema de partículas, es necesario considerar la fuerza sobre cada partícula por separado y luego inferir el movimiento de todo el sistema de partículas. La mecánica newtoniana cree que la masa y la energía existen de forma independiente y se conservan respectivamente. Sólo es aplicable en el rango donde la velocidad de movimiento de los objetos es mucho menor que la velocidad de la luz. La mecánica newtoniana utiliza principalmente métodos geométricos intuitivos, que son más convenientes y simples que la mecánica analítica al resolver problemas mecánicos simples.
Mecánica analítica
La mecánica clásica se divide en mecánica newtoniana y mecánica analítica según diferentes etapas de desarrollo histórico y métodos de investigación. En 1788, Lagrange desarrolló el trabajo de Euler, d'Alembert y otros y publicó? ¿Mecánica analítica? . Al analizar problemas mecánicos, se toma como objeto todo el sistema mecánico y se utilizan coordenadas generalizadas para describir la configuración de todo el sistema mecánico, centrándose en el concepto de energía. Cuando un sistema mecánico está sujeto a restricciones ideales, el problema de movimiento del sistema se puede resolver sin considerar la fuerza vinculante. La mecánica analítica utiliza principalmente métodos de análisis abstractos, lo que demuestra su superioridad en la resolución de problemas mecánicos complejos.
Mecánica teórica
Es una combinación de mecánica y matemáticas. La mecánica teórica es una parte integral de la física matemática y la base de diversas mecánicas aplicadas. Generalmente utiliza herramientas matemáticas como cálculo, ecuaciones diferenciales y análisis vectorial para proporcionar una explicación exhaustiva de la mecánica newtoniana y una introducción sistemática a la mecánica analítica. Debido a que las matemáticas se aplican más profundamente al campo de la mecánica, la mecánica es más teórica.
Cinemática
El movimiento de un objeto se describe mediante métodos puramente analíticos y geométricos, y las causas físicas del movimiento del objeto pueden ignorarse. Es decir, estudiar el cambio de posición relativa entre objetos con el tiempo desde un aspecto geométrico, sin involucrar las causas del movimiento.
Mecánica
Este artículo analiza la relación entre las fuerzas que actúan sobre un sistema de partículas y el movimiento que se produce bajo la acción de las fuerzas. Con base en las leyes de Newton se proponen diversos principios básicos de la dinámica según las diferentes necesidades, como el principio de D'Alembert, la ecuación de Lagrange, el principio de Hamilton, las ecuaciones canónicas, etc. Los movimientos que ocurrirán se pueden predecir en función del estado actual del sistema, las interacciones entre sus componentes internos y las interacciones entre el sistema y su entorno.
Mecánica elástica
La disciplina que estudia la tensión, la deformación y el desplazamiento en cuerpos elásticos debido a fuerzas externas o cambios de temperatura, también llamada teoría elástica. La elasticidad generalmente analiza la linealidad de un cuerpo elástico ideal. Los supuestos básicos son: el objeto es continuo, uniforme e isotrópico; el objeto es completamente elástico; no hay tensión inicial en el cuerpo antes de que se aplique una carga; Con base en los supuestos anteriores, la derivación matemática de la relación entre tensión y deformación a menudo se denomina elasticidad matemática. Además, existe elasticidad de aplicación. Si la deformación del objeto no es muy pequeña, se puede estudiar utilizando la teoría elástica no lineal. Si la tensión interna de un objeto excede el límite elástico, el objeto entrará en un estado elástico imperfecto. En este momento, se debe utilizar la teoría de la plasticidad para estudiar.
Mecánica continua
Estudia las leyes del movimiento de objetos deformables con masa continuamente distribuida, discutiendo principalmente las leyes mecánicas seguidas universalmente por todos los medios continuos. Por ejemplo, teoremas de conservación de masa, momento y momento angular, conservación de energía, etc. Una discusión exhaustiva sobre la elasticidad y la mecánica de fluidos, a veces llamada mecánica del continuo.
Mecánica relativista
Basada en la teoría de la relatividad, es muy diferente a la mecánica clásica. Niega que el tiempo y el espacio sean absolutos, y muchos efectos no pueden explicarse mediante la mecánica clásica, como la precesión del perihelio de Mercurio y el retraso del eco del radar. También se señala que existe una relación inseparable entre la energía y la masa de la materia (E=mc?).
Mecánica Cuántica