§ 13. Силы

В современной физике различают четыре вида взаимодействий: 1) гравитационное (или взаимодействие, обусловленное всемирным тяготением), 2) электромагнитное (осуществляемое через электрические и магнитные поля), 3) сильное или ядерное (обеспечивающее связь частиц в атомном ядре) и 4) слабое (ответственное за многие процессы распада элементарных частиц).

В рамках классической механики имеют дело с гравитационными и электромагнитными силами, а также с упругими Силами и силами трения. Два последних вида сил определяются характером взаимодействия между молекулами вещества. Силы взаимодействия между молекулами имеют электромагнитное происхождение. Следовательно, упругие силы и силы трения являются по своей природе электромагнитными.

Гравитационные и электромагнитные силы являются фундаментальными — их нельзя свести к другим, более простым, силам. Упругие же силы и силы трения не являются фундаментальными.

Законы фундаментальных сил чрезвычайно просты. Величина гравитационной силы определяется формулой (11.2). Величина силы, с которой взаимодействуют два покоящихся точечных заряда дается законом Кулона:

— коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора единиц входящих в формулу величин).

Если заряды движутся, то, кроме силы (13.1), на них действуют магнитные силы.

Магнитная сила, действующая на точечный заряд q, движущийся со скоростью v в магнитном поле с индукцией В, определяется формулой

( — коэффициент пропорциональности).

Формулы (11.2), (13.1) и (13.2) являются точными. Для упругих сил и сил трения можно получить лишь приближенные эмпирические формулы, которые рассматриваются в следующих параграфах.