Érintkezésmentes erők
 |
Ez a szócikk nem tünteti fel a független forrásokat, amelyeket felhasználtak a készítése során. Emiatt nem tudjuk közvetlenül ellenőrizni, hogy a szócikkben szereplő állítások helytállóak-e. Segíts megbízható forrásokat találni az állításokhoz! Lásd még: A Wikipédia nem az első közlés helye. |
Érintkezésmentes erők olyan tárgyak közötti kölcsönhatásból származnak, amelyek egymással nem érintkeznek.[1] Ennek a fogalomkörnek az ellentétét képezik az érintkezéssel létrejövő erők (például a rugalmas ütközés).[2]
Az érintkezésmentes erők csoportja gyakorlatilag megegyezik a szabaderők csoportjával, a kényszererők ellentéteként.[3] Különbség csupán a megfogalmazásban van.
Általános kérdések
[szerkesztés]A fizika régi problémája, hogy hogyan jöhetnek létre kölcsönhatások olyan testek között, amelyek nem érintkeznek egymással, és nem rendelhető közvetítő közeg sem a kölcsönhatás létrejöttéhez (mint ahogyan az elektromágneses sugárzásnál[4] megkísérelték a teoretikus éter fogalmát bevezetni). A kölcsönhatás forrása valamely meghatározott test által létesített erőtér.
Az érintkezésmentes erők – hasonlóan a gravitációhoz – okozhatnak gyorsulást (helyváltoztatást), és előidézhetnek statikus erőt is. A d'Alembert törvény egyik következménye az egyensúlynak leírása a dinamikus és sztatikus erők egyensúlyaként.[5]
A XX. század eleje óta a jelenséget, mint a tér görbületét írják le (Einstein). A XX. század közepén merült fel a gravitáció jelenségének alaposabb leírása iránti igény. Ekkor kezdődtek kísérletek egyrészt a gravitációnak hullámtermészetként, másrészt részecskék áramaként (gravitonok) való leírására. A XX. század végén született meg az igény, hogy a kvantumelméletet a gravitáció jelenségére is kiterjesszék. Az alábbiakban szereplő többi kölcsönhatásra ilyen kísérletek nem történtek.
A legfontosabb érintkezésmentes erők
[szerkesztés]- Gravitáció bármely két test között létrejövő erő, amely a testek tömegével egyenesen, a köztük levő távolság négyzetével pedig fordítottan arányos (Isaac Newton). Legismertebb formája a testekre ható nehézségi erő, amely a Földdel való kölcsönhatásból származik.
Az elektromos és mágneses kölcsönhatás esetén igen régen bebizonyosodott az ellentétes töltésű részecskék létezése. A gravitációs kölcsönhatásra vonatkozóan ilyen igény csak a XX. században lépett fel. Azóta értelmezzük az anyag és az antianyag fogalmát (Dirac). Az antianyag nem negatív tömegű anyag, csupán a bariontöltése negatív. Tömege az energiával arányos az E=m·c² képlet értelmében.
- Elektromágneses kölcsönhatás, különleges érintkezésmentes erő, amely hasonló a gravitációs erőhöz, azonban az elektromos erő a töltés; a mágneses erő viszont a polaritás előjelétől függ.
- Erős kölcsönhatás: A gravitációs és az elektromágneses erőktől eltérően az atommag belsejében, igen kis hatótávolsággal értelmezhető. Független az elektromos töltéstől, és proton–proton, illetve neutron–neutron között működik. Ez a természetben előforduló legnagyobb kölcsönhatás, azonban hatótávolsága mindössze 10−15 m
- Gyenge kölcsönhatás: csak néhány nukleáris folyamatra jellemző, mint például a béta-bomlás, amelynél egy béta-részecske és egy töltés nélküli részecske (neutrínó) jön létre.
- Az erős és a gyenge kölcsönhatás a kvantummechanika rendkívül fontos területe.
További olvasnivaló
[szerkesztés]Az úszás (angolul) egy kényszererő (constraint force) és egy szabaderő egyensúlyaként tárgyalja a felhajtóerőt és a súlyerőt: a felhajtóerő csak érintkezés következtében jöhet létre.
A sztatika (angolul) az érintkezésmentes erőt testhez tartozó erőként (body force) határozza meg
Források
[szerkesztés]- ↑ Siklós, Stephen T. C.: Courses. Dynamics. Chapter 2. Forces.. damtp.cam.ac.uk, 2011. [2014. március 11-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. május 23.)
- ↑ The Meaning of Force. physicsclassroom.com, 2012. (Hozzáférés: 2012. május 23.) (Action-at-a-distance forces) angolul
- ↑ Budó, Ágoston, Pócza Jenő. (Kényszermozgások: Szabaderők és kényszererők.), Kísérleti fizika I.. Budapest: Tankönyvkiadó (1986). ISBN 963 17 8772 9
- ↑ Electrostatics: A Non-Contact Force - VELS Standards and Focus Ideas - Science Continuum. education.vic.gov.au, 2012. [2011. április 14-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. május 23.)
- ↑ Lammert, Paul: Constraint forces: D'Alembert's principle. phys.psu.edu, 1999. [2011. szeptember 4-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2012. május 24.)
