Основы классической механики. Часть II. Динамика материальной точки и системы материальных точек. Грибков С.П - 7 стр.

UptoLike

Рубрика: 

7
с увеличением массы взаимодействующих тел. Эти силы способны созда-
вать устойчивые состояния тел подобные Солнечной системе и различные
звёздные скопления.
б) Слабые взаимодействия
осуществляются между элементарными
частицами и имеют малый радиус действия, ожидаемая величина которого
составляет
18
210
м. Вследствие этого взаимодействие между ядрами двух
соседних атомов, расстояние между которыми
10
10
м, ничтожно мало.
В отличие от гравитационного взаимодействия слабое взаимодействие
обусловливает нестабильность многих микроскопических частиц, вызывая
их распад и характерно только для определённого круга квантовых про-
цессов. Для макроскопической механики эти взаимодействия не играют
никакой роли.
в) Электромагнитные взаимодействия
осуществляются между тела-
ми, в состав которых входят электрически заряженные частицы. На элек-
трический заряд
q , движущийся в электрическом поле напряжённостью
E
G
и в магнитном поле индукцией
B
G
со скоростью
υ
G
, действует сила:
(
)
,
Э M
FF F qE B
υ
=+ =+
GG G G G
. (3.2)
Электромагнитные взаимодействия обусловливают существование ста-
бильных атомов, связывают атомы в молекулы, являются причиной взаи-
модействия частиц газов, жидкостей, твёрдых тел и играют основную роль
во всех физико-химических и биологических процессах. Электромагнит-
ное взаимодействие является очень интенсивным. К ним сводятся все силы
не фундаментального характера.
г) Сильные взаимодействия
являются наиболее мощными и дейст-
вуют, в частности, между протонами и нейтронами в атомном ядре, а так-
же осуществляются между частицами из группы так называемых мезонов
(за исключением мюонов) и барионовмикрочастиц, осуществляющих
процессы ядерной физики высоких энергий. Однако эти взаимодействия
проявляются на расстояниях, по порядку величины не превышающих
15
10
м, и поэтому не учитываются в классической механике.
Теоретически все силы в классической механике имеют гравитаци-
онную или электромагнитную природу. При анализе сил, действующих
между макроскопическими телами в классической механике удобно ис-
пользовать приближённые законы, описывающие эти взаимодействия.
Все силы, учитываемые в классической механике, можно разделить
на два класса.
1)
Силы, возникающие при непосредственном соприкосновении тел.
К ним относятся силы упругости и силы трения и сопротивления среды:
а) силы упругости пропорциональны величине деформации r
Δ
G
(или
x
Δ в скалярной форме):
Fkr
=
−⋅Δ
G
, (3.3)
с увеличением массы взаимодействующих тел. Эти силы способны созда-
вать устойчивые состояния тел подобные Солнечной системе и различные
звёздные скопления.
      б) Слабые взаимодействия осуществляются между элементарными
частицами и имеют малый радиус действия, ожидаемая величина которого
составляет 2 ⋅ 10−18 м. Вследствие этого взаимодействие между ядрами двух
соседних атомов, расстояние между которыми 10−10 м, ничтожно мало.
В отличие от гравитационного взаимодействия слабое взаимодействие
обусловливает нестабильность многих микроскопических частиц, вызывая
их распад и характерно только для определённого круга квантовых про-
цессов. Для макроскопической механики эти взаимодействия не играют
никакой роли.
      в) Электромагнитные взаимодействия осуществляются между тела-
ми, в состав которых входят электрически заряженные частицы. На элек-    �
трический заряд q , движущийся в электрическом поле напряжённостью E
                                  �                  �
и в магнитном поле индукцией B со скоростью υ , действует сила:
                            � �     �        �     � �
                                        (          )
                           F = FЭ + FM = q ⋅ E + ⎡⎣υ , B ⎤⎦ .        (3.2)
Электромагнитные взаимодействия обусловливают существование ста-
бильных атомов, связывают атомы в молекулы, являются причиной взаи-
модействия частиц газов, жидкостей, твёрдых тел и играют основную роль
во всех физико-химических и биологических процессах. Электромагнит-
ное взаимодействие является очень интенсивным. К ним сводятся все силы
не фундаментального характера.
       г) Сильные взаимодействия являются наиболее мощными и дейст-
вуют, в частности, между протонами и нейтронами в атомном ядре, а так-
же осуществляются между частицами из группы так называемых мезонов
(за исключением мюонов) и барионов – микрочастиц, осуществляющих
процессы ядерной физики высоких энергий. Однако эти взаимодействия
проявляются на расстояниях, по порядку величины не превышающих
10−15 м, и поэтому не учитываются в классической механике.
       Теоретически все силы в классической механике имеют гравитаци-
онную или электромагнитную природу. При анализе сил, действующих
между макроскопическими телами в классической механике удобно ис-
пользовать приближённые законы, описывающие эти взаимодействия.
       Все силы, учитываемые в классической механике, можно разделить
на два класса.
       1) Силы, возникающие при непосредственном соприкосновении тел.
К ним относятся силы упругости и силы трения и сопротивления среды:
                                                                �
       а) силы упругости пропорциональны величине деформации Δr (или
Δx в скалярной форме):          �          �
                                F = − k ⋅ Δr ,                     (3.3)

                                    7