НЕКОТОРЫЕ СИЛЫ В ПРИРОДЕ
Можно сказать, что после Галилея основная задача физики состояла в опознании различных природных сил. Перечислим некоторые из них.
1. Сила, притягивающая все тяжелые предметы к Земле. Ее величина по определению равна весу тела на поверхности Земли, а направление совпадает с направлением к центру Земли. Например, на тело весом в 10 Н действует сила величиной в 10 Н, направленная вниз (фиг. 19).
2. Всевозможные контактные силы, скажем натяжение или толкание, которые передаются, например, посредством веревок, руки или от одного тела к другому при соприкосновении. Вообразить существование таких сил, вероятно, легче всего. Декарт, в частности, признавал лишь контактные силы, действующие между частицами при их столкновениях. Рассмотрим, например, тело, которое тянут за веревку.
Фиг. 19.
Фиг. 20.
Величина силы зависит от натяжения веревки, а ее направление такое же, как у веревки. Такую силу можно создать, в частности, с помощью груза, подвешенного через блок, или пружины (фиг. 20).
3. Силы, возникающие из-за сопротивления среды, например из-за сопротивления воздуха при полете снаряда или самолета, из-за сопротивления воды при движении корабля или противодействия какой-либо поверхности перемещению по ней другой.
Фиг. 21.
Признание последних сил является одной из отличительных черт послегалилеевской физики по сравнению с физикой Аристотеля. Так, Аристотель считал, что тело (скажем, воз с сеном на ровной дороге) может двигаться равномерно по прямой линии только в случае, если на него действует сила. Безусловно, силу прикладывать нужно — иначе для чего бы понадобились лошади? — однако если признать существование силы сопротивления движению повозки со стороны дороги (приложенное усилие зависит от состояния дороги), то можно утверждать, что суммарная сила в этом случае равна нулю (фиг. 21).
Все эти силы сопротивления называются силами трения. Их природа довольно сложна, но все они обладают одним общим свойством: величина их зависит от скорости движения тела относительно среды, а направление всегда противоположно направлению движения тела.
Так, покоящееся на столе тело не испытывает действия сил трения (фиг. 22). Однако если мы попытаемся его сдвинуть, то обнаружим силу (сопротивление), направленную против движения, величина которой сложным образом зависит от природы поверхностей и других факторов (фиг. 23).
Фиг. 22.
Фиг. 23.
Эта сила иногда непосредственно ощутима. Достаточно напомнить, что санки легче тащить по льду озера, чем по траве.
