Номер 1, страница 214 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Динамика. Глава 3. Силы в механике. Параграф 3.1. Силы в природе - номер 1, страница 214.

Условие.

? 1. Какие типы сил существуют в природе? Какова физическая природа сил, с которыми имеют дело в задачах механики?

Решение.

Какие типы сил существуют в природе?

В современной физике принято выделять четыре фундаментальных типа взаимодействий (сил), которые лежат в основе всех известных явлений в природе. Эти взаимодействия различаются по интенсивности, радиусу действия и частицам, на которые они действуют:

1. Гравитационное взаимодействие. Это самое слабое из всех взаимодействий, но оно является дальнодействующим (радиус действия бесконечен). В гравитационном взаимодействии участвуют все тела, обладающие массой или энергией. Оно отвечает за притяжение планет к Солнцу, падение тел на Землю и формирование крупномасштабной структуры Вселенной.

2. Электромагнитное взаимодействие. Оно значительно сильнее гравитационного и также является дальнодействующим. В этом взаимодействии участвуют частицы, имеющие электрический заряд. Электромагнитное взаимодействие описывает электричество, магнетизм, свет и лежит в основе строения атомов и молекул, а также большинства сил, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни (сила упругости, сила трения).

3. Сильное ядерное взаимодействие. Это самое сильное из фундаментальных взаимодействий, но оно является короткодействующим — его действие проявляется только на расстояниях, сопоставимых с размером атомного ядра (порядка $10^{-15}$ м). Оно удерживает вместе кварки внутри протонов и нейтронов, а также связывает протоны и нейтроны в атомных ядрах, преодолевая электростатическое отталкивание протонов.

4. Слабое ядерное взаимодействие. Это взаимодействие отвечает за некоторые виды радиоактивных распадов, например, за бета-распад. Оно слабее сильного и электромагнитного, но сильнее гравитационного. Слабое взаимодействие также является короткодействующим, его радиус действия еще меньше, чем у сильного.

Ответ: В природе существуют четыре фундаментальных типа сил (взаимодействий): гравитационное, электромагнитное, сильное ядерное и слабое ядерное.

Какова физическая природа сил, с которыми имеют дело в задачах механики?

Силы, которые рассматриваются в задачах классической механики, являются макроскопическими проявлениями двух из четырех фундаментальных взаимодействий: гравитационного и электромагнитного. Сильное и слабое взаимодействия проявляются на субатомном уровне и в задачах механики не рассматриваются.

• Сила всемирного тяготения (сила тяжести) является прямым проявлением гравитационного взаимодействия. Она описывает притяжение между любыми телами, обладающими массой.

• Сила упругости, возникающая при деформации тел (например, растяжении пружины), имеет электромагнитную природу. Она обусловлена силами взаимодействия между атомами и молекулами вещества, которые стремятся вернуть тело в исходное состояние.

• Сила трения, препятствующая относительному движению соприкасающихся тел, также имеет в своей основе электромагнитное взаимодействие. Она возникает из-за взаимодействия атомов на поверхностях тел и наличия микронеровностей этих поверхностей.

• Сила реакции опоры и сила натяжения нити являются разновидностями силы упругости и, следовательно, также имеют электромагнитную природу.

Таким образом, подавляющее большинство сил, встречающихся в механике (за исключением силы тяготения), являются результатом сложного коллективного электромагнитного взаимодействия огромного числа атомов и молекул.

Ответ: Физическая природа сил, с которыми имеют дело в задачах механики, сводится к двум фундаментальным взаимодействиям: гравитационному (сила тяжести) и электромагнитному (сила упругости, сила трения, сила реакции опоры и другие).