Oddziaływania w przyrodzie

Klasyfikacja oddziaływań Zjawiska zachodzące w otaczającym nas świecie świadczą o istnieniu wzajemnych oddziaływań pomiędzy ciałami. Oddziaływania te możemy podzielić na dwa rodzaje: Oddziaływania mechaniczne, w których niezbędny jest bezpośredni kontakt oddziałujących ciał, Oddziaływania na odległość, nie wymagające bezpośredniego kontaktu ciał. Skutki oddziaływań możemy podzielić na dwa rodzaje: Skutki statyczne, czyli odkształcania ciał (np. zgniecenia, rozciągnięcia, ugięcia), Skutki dynamiczne polegające na zmianach prędkości (np. wprawianie ciał w ruch, zatrzymywanie, zmiany kierunku ruchu), czyli zmianach wartości, kierunku lub zwrotu prędkości ciał.

Zasady dynamiki I Zasada dynamiki Newtona „ Jeśli siły działające na ciało równoważą się (czyli siła wypadkowa ma wartość zero), ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym” Treść pierwszej zasady dynamiki informuje nas, jakie warunki muszą być spełnione, aby ciało pozostawało w spoczynku lub poruszało się ruchem jednostajnym prostoliniowym. I zasada dynamiki Newtona jest nazywana zasadą bezwładności ciał. Głosi ona, że ciało, na które nie działają żadne siły, lub działają siły, których wypadkowa jest równa zero, pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem prostoliniowym ze stałą szybkością. Zasada ta określa, że ciało nie zmienia swojego ruchu, jeżeli nie działa na nie żadna siła. Jest to zasada bezwładności, która mówi, że ciała dążą do zachowania swojego dotychczasowego ruchu. Układy, w których jest spełniona zasada bezwładności, to znaczy takie, w których ruch ciał jest stały i zostaje zachowany, nazywane są układami inercjalnymi.

II Zasada dynamiki Newtona „Jeśli siły działające na ciało nie równoważą się (czyli siła wypadkowa Fw jest różna od zera), to ciało porusza się ruchem zmiennym z przyśpieszeniem, którego wartość jest wprost proporcjonalna do wartości siły wypadkowej Fw . Współczynnik proporcjonalności jest równy odwrotności masy ciała. Kierunek i zwrot przyspieszenia jest zgodny z kierunkiem i zwrotem siły wypadkowej” Wartość przyspieszenia ciała o masie m jest wprost proporcjonalna do wartości wypadkowej siły F działającej na to ciało. Kierunek i zwrot tego ciała jest zgodny z kierunkiem i zwrotem wektora siły. Siła o takiej samej wartości ciału o większej masie nadaje mniejsze przyspieszenie. Wzór : a=Fw /m Przekształcając wzór otrzymujemy: F=m · a m= F / a F-siła a- przyspieszenie m-masa

FAB = - FBA III Zasada dynamiki Newtona „Oddziaływania ciał są zawsze wzajemne. Siły wzajemnego oddziaływania dwóch ciał mają takie same wartości, taki sam kierunek, przeciwne zwroty i różne punkty przyłożenia (każda działa na inne ciało)” FAB = - FBA Kluczem do interpretacji tego wzoru jest oczywiście znak minus po prawej stronie. To on właśnie uzmysławia nam, że obie siły działają przeciwnie.

Oddziaływanie grawitacyjne Występuje między każdymi ciałami posiadającymi masę. Opisywane jest prawem powszechnego ciążenia podanym przez Newtona. Nie stwierdzono odpychania grawitacyjnego. Jest to najsłabsze znane oddziaływanie. Przy oddziaływaniu między dwoma protonami siła grawitacyjna jest około 1036 razy mniejsza od siły elektrostatycznej. Ma ona znaczenie przy oddziaływaniu ciał o bardzo dużych masach. Przy oddziaływaniach cząstek elementarnych ją pomijamy. F = G · (m1m2 ) : r²

Oddziaływanie elektromagnetyczne Odpowiada ono za siły działające między naładowanymi cząstkami - ładunkami dodatnimi i ujemnymi. Jednoimienne się odpychają, różnoimienne przyciągają. Oddziaływanie to odpowiedzialne jest za siły kontrolujące strukturę atomową, reakcje chemiczne i wszystkie zjawiska elektromagnetyczne. Niegdyś siły magnetyczne i elektromagnetyczne traktowano oddzielnie. Dopiero w XIX wieku Maxwell zdołał zebrać osobne do tej pory prawa w jeden zgrabny układ równań elektromagnetycznych. Okazało się, że zarówno elektryczność jak i magnetyzm to różne przejawy tej samej siły. Oddziaływanie elektromagnetyczne przenosi foton czyli kwant promieniowania elektromagnetycznego. Jest to cząstka poruszająca się z prędkością światła, mająca masę spoczynkową równą zero.

Oddziaływanie elektrostatyczne Jest to rodzaj oddziaływania na odległość, zachodzi ono w polu elektrostatycznym. Jest to oddziaływanie przyciągające lub odpychające (w zależności od oddziałujących ładunków). Pole elektrostatyczne to przestrzeń, w której na umieszczony ładunek działają siły elektrostatyczne(przyciągające lub odpychające). Pole elektrostatyczne można przedstawić graficznie za pomocą linii sił elektrostatycznych. Ze względu na kształt linii sił pola elektrostatycznego dzielimy je na : -Centralne – linie sił pola rozchodzą się promieniście we wszystkich kierunkach + + + -

Jednorodne – linie sił pola są do siebie równoległe - +

Wielkości charakteryzujące pole elektrostatyczne E= F / q Siła działająca na ładunek wprowadzona do pola Wartość ładunku wprowadzonego do pola Natężenie pola elektrostatycznego Siła Coulombowska (siła przyciągania lub odpychania elektrostatycznego). F = k · (Q · q ) : r ² Wartości ładunków Odległość między ładunkami Współczynnik proporcjonalności

Prawo Coulomba „ Dwa ładunki przyciągają się lub odpychają siłą wprost proporcjonalną do iloczynu wartości tych ładunków a odwrotnie proporcjonalną do kwadratu odległości pomiędzy tymi ładunkami”

Oddziaływanie silne (jądrowe) Powoduje wiązanie nukleonów w trwale układy – jadra atomowe oraz jest odpowiedzialne za reakcje miedzy cząstkami elementarnymi oraz wiele ich rozpadów, oddziaływanie to jest krótko zasięgowe, rozciąga się na odległość rzędu 10-15 m. Uczestniczą w nim bariony i mezony; oddziaływanie barionów polega na wzajemnym wysyłaniu i pochłanianiu mezonów.

Oddziaływanie słabe Sprawia ze jadra podlegają spontanicznie przemianie b , ono tez jest odpowiedzialne za rozpady wielu cząstek elementarnych występujących w przyrodzie i za niektóre reakcje miedzy nimi, przypuszczalnie jest ono krótko zasięgowe i nie tworzy ono układów związanych. Oddziaływaniu temu podlegają wszystkie cząstki z wyjątkiem fotonów.

Źródła: www.fizyka.net.pl www.bryk.pl www.sciaga.pl www.pl.wikipedia.org Encyklopedia Podręcznik dla szkół ponadgimnazjalnych ZamKor Podręcznik fizyki dla gimnazjum ZamKor

Prezentację przygotowała Patrycja Warmińska z klasy I a LO