Физика на ладони. Об устройстве Вселенной – просто и понятно - страница 47
СЛЕДУЕТ ЗАПОМНИТЬ
• Электростатическая сила прямо пропорциональна зарядам взаимодействующих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния, которое их разделяет.
• Одинаковые заряды отталкиваются, противоположные – притягиваются.
• Как и гравитация, она подтверждает закон о взаимодействии, который, таким образом, оказывается применим к любой силе.
• В основном она касается протонов и электронов на атомном уровне, но тем самым позволяет объяснить все «контактные» силы, действующие в нашем масштабе.
• Фотоны, составляющие свет и все электромагнитные излучения, являются частицами-посланниками этой силы.
• Электричество – особая область применения, где электроны приводятся в движение посредством электростатической силы.
4. Контактные силы
Теперь, когда мы объяснили природу электростатической силы, мы сможем представить различные контактные силы, существующие на нашем уровне, которые из нее проистекают.
Они включают контакт с воздухом или водой, что позволит нам ввести понятие давления и объяснить природу силы Архимеда. Это поможет нам понять, почему на высоте давление понижается, как летают воздушные шары и как плавают некоторые предметы.
Электростатическая сила покажется нам далекой. И действительно, в каждом кубе материи со стороной 1 мм заключено примерно сто миллиардов миллиардов атомов, то есть невозможно рассмотреть действие электростатической силы для каждого из них в отдельности, чтобы вывести результат для нашего масштаба. Так что придется обойтись эмпирическими законами, выведенными с помощью опытов. Эти законы не являются фундаментальными, ибо они лишь следствие электростатической силы.
1. Взаимодействие твердых тел
Сила реакции опоры
Когда мы стоим прямо и неподвижно, на нас действует сила почвы. Согласно формуле ma>→; = F>→; наш вес должен сообщать нам ускорение, направленное вниз: если этого не происходит, значит, сопротивление почвы полностью компенсирует наш вес.
Не существует никакого специального выражения, описывающего силу, не дающую нам провалиться сквозь землю: каждый раз эта сила такой мощности, чтобы объект не мог пройти сквозь опору (мы рассматривали причину этого на атомном уровне).
Таким образом, чем больше вес предмета, поставленного на поверхность, тем больше сила, с которой поверхность действует на тело, чтобы свести ускорение к нулю.