Фундаментальные типы физических взаимодействий. Принцип симметрии и законы сохранения.

Природные вещества — это химические соединения элементов, построенных из атомов и собранных в периодическую таблицу.

Атом - представляет собой "целую Вселенную" и состоит из взаимодействующих друг с другом еще более фундаментальных частиц: протонов, электронов, нейтронов, мезонов и т. д.

Гравитационные силы прямо пропорциональны произведению масс и обратно пропорциональны квадрату расстояния между массами. Fгр = -Gm1 ∙ m2 ∕ r2 (дальнодействующее взаимодействие).

Электромагнитное взаимодействие - дальнодействующее: электрические, и магнитные силы обусловлены электрическими зарядами и  зависят от их положения и движения. Если два заряда е1 и е2 неподвижны и сосредоточены в точках на расстоянии г, то взаимодействие между ними чисто электрическое и определяется простой зависимостью (закон Кулона):Fэл. =

Магнитные силы полностью порождаются электрическими токами — движением электрических зарядов.

Слабое взаимодействие - короткодействующие: ответственно за многие ядерные процессы, например, такие, как превращение нейтронов в протоны, и сильнее других сказывается на превращениях частиц.

Сильное ядерное взаимодействие - короткодействующие: имеет более сложную природу, препятствует распаду атомных ядер.

Сохранение импульса: Сумма импульсов до взаимодействия тел равна сумме импульсов после взаимодействия: M1v1 =  M2v2:  что сумма импульсов всех тел (или частиц) замкнутой системы есть величина постоянная.

Импульс – векторная величина, равная произведению инертной массы на скорость.

Инертная масса - мера инерции объекта, она характеризует сопротивление изменению состояния движения, когда к телу приложена внешняя сила.

Кинетическая энергия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек.

Ек = Mv2/2

Потенциальная энергия - часть механической энергии системы тел; работа, которую необходимо совершить против действующих сил, чтоб перенести тело из некой точки отсчёта в данную точку.

 Eп =mgh, где m - масса тела, g=9.8, h - расстояние, за ноль принимется поверхность Земли.

Закон сохранения энергии — фундаментальный закон природы, заключающийся в том, что энергия замкнутой системы сохраняется во времени. Энергия не может возникнуть из ничего и не может в никуда исчезнуть, она может только переходить из одной формы в другую: Ек + Еп = const

Закон сохранения электрического заряда: алгебраическая сумма зарядов электрически замкнутой системы, сохраняется:q1 + q2 +q3 + … + qn = const

Закон сохранения момента импульса: определяет динамику галактик, планет и элементарных ядерных частиц. Момент импульса тела по величине равен произведению импульса тела на расстояние до оси вращения: М = mvr ( при вращении зависит от массы, скорости тела, положения точки, в которой находится масса тела.)

Природные вещества — это химические соединения элементов, построенных из атомов и собранных в периодическую таблицу.

Атом - представляет собой "целую Вселенную" и состоит из взаимодействующих друг с другом еще более фундаментальных частиц: протонов, электронов, нейтронов, мезонов и т. д. Число частиц, претендующих на элементарность, увеличивается.

Четыре типа взаимодействий: гравитационные, слабые, электромагнитные и сильные.

 Гравитационные силы прямо пропорциональны произведению масс и обратно пропорциональны квадрату расстояния между массами. Fгр = -Gm1 ∙ m2 ∕ r2

Электромагнитное взаимодействие. И электрические, и магнитные силы обусловлены электрическими зарядами. Силы взаимодействия между зарядами сложным образом зависят от положения и движения зарядов. Если два заряда е1 и е2 неподвижны и сосредоточены в точках на расстоянии г, то взаимодействие между ними чисто электрическое и определяется простой зависимостью (закон Кулона):

Fэл. =

Численная величина заряда наиболее известных среди них — протона и электрона =равная 1,6 • 10-19 Кл. Заряд протона считается положительным (обозначается е), электрона — отрицательным.

Магнитные силы полностью порождаются электрическими токами — движением электрических зарядов.

Если электрические заряды движутся с ускорением, то они отдают энергию в виде света, радиоволн или рентгеновских лучей.

Гравитация и электромагнетизм — дальнодействуюшие силы, распространяющиеся на всю Вселенную.

Сильные и слабые ядерные взаимодействия — короткодействующие и проявляются только в пределах размеров атомного ядра.

Слабое взаимодействие ответственно за многие ядерные процессы, например, такие, как превращение нейтронов в протоны, и сильнее других сказывается на превращениях частиц.

Сильное ядерное взаимодействие имеет более сложную природу. Именно оно препятствует распаду атомных ядер, и не будь его, ядра распались бы из-за сил электрического отталкивания протонов.( энергия, выделяемая Солнцем и звездами)