What This » Наука » Механика

Двигаясь, летая и плавая

В глубинах космоса любой движущийся предмет будет продолжать свое движение бесконечно, с неизменной скоростью и в неизменном направлении. Иначе дело обстоит на Земле. Здесь на тела воздействуют различные силы, заставляя их ускоряться, замедляться, менять направление движения и даже собственную форму.

Что такое сила?

Любой предмет на Земле подвержен воздействию различных сил. Существуют два основных типа таких сил: отталкивающая и притягивающая. Подбрасывая в воздух монету, вы движением руки толкаете ее вверх. Затем монету тянет вниз сила, которую называют силой тяжести.

Что такое сила тяжести?

Сила тяжести, или гравитация, притягивает все тела друг к другу. Правда, сила эта очень невелика. Лишь огромные тела, вроде планет, обладают достаточно мощной силой тяжести, чтобы удерживать возле себя другие тела.
Сила тяжести притягивает предметы к Земле
Сила тяжести тянет все и вся к центру Земли. Однако предметы и тела не засасываются в земное ядро, потому что поверхность Земли удерживает их от дальнейшего падения, как бы отталкивая от себя. Таким образом, сила тяжести, как и любая другая сила, уравновешивается другой силой, противоположно направленной.

Что делает предметы тяжелыми или легкими?

Вес любого тела зависит от его размеров, от тяжести составляющих его атомов и от того, насколько близко эти атомы располагаются друг от друга. Стальной шарик весит больше яблока тех же размеров, потому что его атомы гораздо тяжелее: в таких случаях говорят, что он имеет большую плотность. Шарик кажется нам тяжелее потому, что сила тяжести притягивает плотные тела сильнее.

Как действуют силы?

Силы, действующие на велосипед
Силы, действующие на колесо велосипеда при движении

На рисунке справа показано, как различные силы воздействуют на велосипед, на котором вы едете. Эти силы определяют как характер движения велосипеда, так и его скорость.

  1. Сила тяжести Земли притягивает велосипед к поверхности дороги,
  2. Поверхность дороги отталкивает от себя колеса велосипеда в противоположном направлении, то есть вверх.
  3. Крутя педали, вы толкаете колеса, заставляя их вращаться. Колеса, в свою очередь, толкают вперед велосипед.
  4. По мере того как вы продвигаетесь вперед, воздух отталкивает ваше тело и велосипед назад.

Потенциальной энергией называется запас внутренней энергии, которым тело располагает благодаря своему состоянию. К примеру, сжатая или растянутая пружина обладает потенциальной энергией. Если пружину отпустить, то эта скрытая энергия высвободится.

Из-за чего движение тел замедляется?

Различные тела, соприкасаясь друг с другом на манер того, как колесо соприкасается с землей, создают между собой силу, которую называют трением. Трение замедляет движение любого объекта, на который оно действует. При этом выделяется тепло. Вот почему колеса вашего велосипеда после поездки становятся горячими на ощупь. Часть энергии, сообщаемой вами велосипеду, вместо того чтобы приводить в движение его колеса, преобразуется в тепло, и в результате скорость велосипеда уменьшается.

Эффект трения используется и в тормозной системе велосипеда. Когда вы нажимаете на тормоз, тормозные колодки прижимаются к ободам колес. Между ними возникает трение, которое и заставляет велосипед остановиться.