Мы встречаемся со множеством различных видов сил. Силы могут создаваться резиновыми лентами и пружинами, нашими мышцами, стальными зажимами, сжатыми газами. Приложение сил может быть и невидимым, даже через твердые тела и пустоту, как в случае тяготения, электричества и магнетизма. Независимо от того, чем вызваны силы, производимые ими действия можно рассматривать общими методами. Мы узнаем о существовании силы, если объект оказывается деформированным или подверженным ускорению.

Возможно даже еще большее упрощение. Все перечисленные выше силы, да и практически все другие, в действительности обусловлены либо тяготением, либо электромагнетизмом. Как мы увидим значительно позже, электрические и магнитные эффекты представляют собой просто разные стороны одного и того же физического явления. Совместное действие электромагнитных сил отвечает за строение атомов и молекул и тем самым отвечает за все обычные физические, химические и биологические силы. На самом деле, кроме тяготения и электромагнетизма, существует еще только два типа взаимодействий: сильное ядерное и слабое ядерное. Они отвечают за строение атомных ядер и за некоторые виды радиоактивности. На практике мы будем продолжать говорить о силах упругости пружин и о силах сокращения мышц, хотя каждая из них может быть представлена как результат совместного действия огромного числа электромагнитных взаимодействий между атомами и молекулами.
Хотя мы будем в первую очередь интересоваться результатом действия силы на определенное тело, не следует забывать о том, что сила не может возникнуть из ничего и действовать только на это тело. Сила может существовать только как взаимодействие между двумя телами. Если вы растягиваете пальцем резинку, она удлиняется, а мякоть пальца сдавливается. Палец ощущает силу, оттягивающую его от кисти. Что касается резинки, на нее действует такая же сила, но направленная противоположно. Это все одно и то же взаимодействие. Если резинку растягивает сила 10 Н, то такая же сила 10 Н оттягивает и ваш палец.

Допустим, что вы привязали один конец веревки к стене и тянете ее, используя динамометр для измерения приложенной силы. Веревка натянется и немного удлинится на всем своем протяжении. Веревка испытывает натяжение, что другими словами выражает тот факт, что к ней приложена сила. Силу натяжения веревки в любом месте можно измерить, вставляя туда динамометр. Если вы тянете с силой 36 Н, вставленный в веревку динамометр покажет силу натяжения 36 Н. Теперь измените условия так, чтобы еще кто-нибудь тянул за другой конец веревки. Чтобы веревка не пришла в движение, он тоже должен тянуть с силой 36 Н. Чему теперь равна сила натяжения веревки? — По-прежнему 36 Н, как вы видите на фотографии. Что касается веревки, она остается неподвижной и слегка удлиняется, потому что равные силы (по 36 Н каждая) действуют в противоположных направлениях на каждый ее кусочек.

Автор Кл. Э. Суорц “Необыкновенная физика обыкновенных явлений”

Интересные научные игрушки