Силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по величине и направлены по одной прямой в противоположные стороны.
Пример: книга лежит на столе; она притягивается к Земле и вследствие этого давит на стол. Однако книга не проваливается к центру Земли, т.к. стол со своей стороны действует на книгу с силой равной по величине силе давления книге на стол. Эта сила со стороны стола носит название реакции опоры. К самой книге приложено две силы: сила притяжения и сила реакции опоры. Они равны по величине и противоположно направлены, т.е. их сумма равна нулю, поэтому книга сохраняет состояние покоя (состояние равномерного движения с нулевой скоростью).
2.7. Природа и виды механических сил. По определению сила – это мера взаимодействия тел. Любое тело состоит из множества молекул, молекулы из атомов, атомы также имеют сложную структуры, в конечном счете, все сводится к взаимодействию элементарных частиц. В механике опускаются подробности микровзаимодействий и рассматриваются только их макроскопические проявления. При этом выделяются:
1. Силы всемирного тяготения, природа гравитационная.
2. Силы упругости и силы трения, природа электромагнитная.
На каждое тело, находящееся на земле, действует гравитация Земли. Сила, с которой Земля притягивает каждое тело у своей поверхности, определяется по формуле
F – сила тяжести [Н]; m – масса тела [кг]; g – ускорение свободного падения. Средняя величина g=9.80665 м/с².
Точка приложения силы тяжести находится в центре тяжести тела. Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз.
Вес тела - это сила, с которой предмет воздействует на опору или растягивает нить подвеса. Часто вес тела равен силе тяжести, но это силы совершенно разные. Сила тяжести - сила, которая возникает в результате взаимодействия с Землей. Вес - результат взаимодействия с опорой. Сила тяжести приложена в центре тяжести предмета, вес же - сила, которая действует на опору (не на предмет)!
Сила упругости.Это сила возникает в результате деформации (изменения первоначального состояния вещества). Например, когда растягиваем пружину, мы увеличиваем расстояние между молекулами материала пружины. Когда сжимаем пружину - уменьшаем. При этом возникает сила, которая препятствует деформации - сила упругости. При небольших деформациях справедлив закон Гука: F=kΔl, где k – жесткость материала [Н/м], Δl – изменение линейного размера, вызванное деформацией [м]. Сила упругости направлена противоположно деформации. Жесткость выражается через т.н. модуль юнга – Е [Н/м2]:
S – Площадь сечения, перпендикулярного деформации, l0 – длина до деформации.