Styrke er den dynamiske agent, der er ansvarlig for at ændre tilstanden af hvile eller bevægelse af et legeme. Når en kraft påføres en krop, kan den udvikle en acceleration, som Newtons loveeller deformeres. Der er forskellige typer kræfter i naturen, som f.eks styrketyngdekraft,styrkeelektrisk,styrkemagnetisk,styrkeatomiskstærk og svag,styrkeaf friktion, opdrift etc.
kræfter er vektormængder som derfor skal defineres i henhold til din modul,retning og følelse. Modulet for en kraft henviser til dens intensitet; Det retning det vedrører de retninger, som kræfterne påføres (f.eks. vandret og lodret) hver retning præsenterer igen to sanser: positive og negative, venstre og højre, op og ned osv.
Typer af kraft
Ifølge International System of Unitsuanset dens art måles kraftmængden i enheden af kg.m / s²dog bruger vi normalt størrelsen Newton (N) at betegne en sådan enhed som en hyldest til en af de største fysikere nogensinde: Isaac Newton. Enheder, der bruges til at måle kræfter, kaldes
dynamometre - fjedre med kendte elastiske konstanter, der strækker sig, når der påføres en vis kraft på dem.Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
I nogle lærebøger er det almindeligt at definere to typer styrker: kræfter på afstand, også kendt som feltstyrker, og kontaktstyrker. I gruppen af kræfter på afstand er det sædvanligt at medtage vægtkraften, den magnetiske kraft, tiltrækningskraften mellem ladninger og andre. I gruppen af kontaktkræfter anvendes eksempler som at skubbe eller trække noget, anvende trækkraft, friktionskræfter, blandt andre.
På trods af den foreslåede definition, det er nødvendigt at præcisere, at der ikke er kontaktkræfter. Alle kræfter i naturen opstår gennem samspillet mellem forskellige felter, såsom tyngdefeltet og det elektromagnetiske felt.
Selv når vi rører ved noget, er der ingen kontakt mellem vores hånd og objektet: på mikroskopisk skala berører atomer ikke, da deres elektrokugler er meget tætte deformeret og frastødende hinanden takket være ladningen af deres elektroner, der bevæger sig fra hinanden på grund af interaktionen mellem dit elektriske felter og magnetisk. Der er få tilfælde, hvor atomkerner faktisk berører. Disse situationer involverer meget højmængderienergi, som dem opnået i eksperimenter udført inden i partikelacceleratorer.
Seogså:Forstå hvad der sker, når partikler kolliderer med hastigheder tæt på lysets
Lad os se, hvilke typer kræfter der findes i naturen. Fra de kræfter, der er beskrevet nedenfor, opstår alle kendte fysiske fænomener. Tjek hvad de er og deres hovedfunktioner:
- tyngdekraft: også kendt som styrkevægt, er den type kraft, der får to kroppe, der har masse, til at tiltrække hinanden. Vægtstyrken er ansvarlig for at holde os bundet til Jorden og også for kredsløb om alle planeterne omkring Solen.
- Elektrisk kraft: er ansvarlig for at tiltrække eller afvise elektriske ladninger. Kemiske bindinger sker for eksempel kun på grund af forskellen i ladning mellem atomer. Den elektriske kraft kan forårsage de elektroner, der findes i ledere bevæge sig i en bestemt retning, hvilket giver anledning til elektriske strømme, som igen kan bruges til strøm elektriske kredsløb.
- Magnetisk kraft: virker på bevægelige belastninger. Denne type kraft får magneter til at tiltrække eller afvise hinanden afhængigt af magnetfeltets polariteter. DET magnetisk kraft det får også små magnetiserede nåle til at orientere sig i retning af jordens magnetfelt.
- Stærk og svag atomkraft: er ansvarlige for at opretholde integriteten af atomernes kerner. Den stærke atomstyrke holder protonerne tiltrukket, selvom deres ladninger afviser hinanden. Den svage atomkraft holder til gengæld kvarkerne sammen, hvilket f.eks. Giver anledning til protoner og neutroner.
Styrker som trækkraft,friktion,skubber,slæbebådevendinger,kræfterelastisk og andre, generelt beskrevet som kræftermekanik, de er faktisk makroskopiske manifestationer af interaktioner, der for det meste er elektriske.
Seogså:Kvantefysik: en gren af fysik, der studerer smådimensionelle fænomener
Newtons styrker og love
Begrebet magt kan være noget vagt, hvis der ikke er nogen udtryk, der er i stand til at definere det på en sammenhængende måde. Newtons love er det sæt af love, der definerer, hvad kræfterne er, og hvad adfærden er.
Ifølge Newtons 1. lov - loven om inerti, hvis ingen kraft virker på et legeme, eller hvis de kræfter, der virker på et legeme, annullerer hinanden, kan dette legeme enten være i ro eller i en lige og ensartet bevægelse.
Ud over Newtons første lov, grundlæggende princip for dynamik, kendt som Newtons 2. lov, siger, at nettokraften på et legeme er lig med kroppens masse ganget med den acceleration, der produceres af nettokraften. Desuden skal den erhvervede acceleration altid være i samme retning og med samme retning som den resulterende af kræfterne.
DET Newtons tredje lov, kendt som handlingslov og reaktion, siger, at kræfter altid opstår parvis. Hvis legeme A udøver en kraft på legeme B, producerer legeme B på legeme A en kraft af samme størrelse og retning, men i den modsatte retning. Ud over at indikere, at handlings- og reaktionskræfterne er af samme størrelse, siger Newtons tredje lov også, at handlings- og reaktionsparet aldrig kan forekomme i en enkelt krop.
Se nogle eksempler, hvor vi kan overholde loven om handling og reaktion:
- Når vi går, skubber vi jorden baglæns. Jorden skubber os igen.
- Hvis vi vil klatre et reb, skal vi trække det ned, så vi kan skubbes op.
- Hvis vi, når vi er nedsænket, skubber kanten af en pool, skubbes vi tilbage. Vi observerer ikke denne opførsel ud af vand på grund af den friktionskraft, der holder os fastgjort til jorden.
Læs også: 7 spørgsmål, der stadig ikke er besvaret af fysik
fiktive kræfter
Styrkerfiktiv de er til stede i ikke-inertiale rammer. Newtons love er udelukkende defineret til henvisningtræghed, positioner, der er i ro eller i retlinet bevægelse med konstant hastighed. Situationer, der involverer rotation, fremkalder for eksempel fremkomsten af fiktive kræfter, som faktisk ikke er kræfter.
Når vi går i højt gear i en meget skarp drejning, kan vi mærke, at vores krop klemmer mod en bils vægge. Et andet eksempel er, når vi sidder i et fly, der starter, kan vi mærke en ”kraft”, der presser os mod sædet. Denne kraft er faktisk den inerti af ligene.
Da et legeme er udsat for acceleration, din inertihar tendens til at modstå denne kraftPå denne måde føler vi en fiktiv kraft i den modsatte retning, som faktisk er vores tendens til at forblive i den bevægelse, vi er i. .
Et godt eksempel på fiktiv styrke er centrifugalkraft. Når de er i cirkulær bevægelse, har kroppe en tendens til at flygte i retning tangent til kurven, som når vi drejer en sten på en streng og frigiver den. At styrketilsyneladende, som får stenen til at holde strengen stram, er faktisk selve stenens inerti, der manifesterer sig mod anvendelsen af en reel kraft, kaldet centripetal force.
Den centripetale kraft, i dette tilfælde, produceres af det træk, som snoren laver på stenen, og det er derfor en reel kraft, der altid peger på midten af den bane, hvor stenen bevæger sig. DET centrifugal kraft det er faktisk ikke en kraft, men udtrykket af det accelererede legems inerti.
Læs også: Fysik formel tricks
Formler, der anvendes til beregning af kræfter
Tjek de formler, der kan bruges til at beregne forskellige typer kræfter:
→ Kraftvægt eller tyngdekraft
G - universel gravitationskonstant (6.67.10-11 m³kg-1s-2)
r - afstand fra centrum af jorden (m)
Gravitationskraft og vægt er synonymt. I formlerne ovenfor udtrykker vi de formler, der bruges til at beregne tyngdekraften forårsaget af to masser m og M, og også vægten P, der opstår på grund af tyngdefeltet. g af en stjerne. Således kan vi forstå, at tyngdekraften stammer fra interaktionen mellem masser og tyngdekraftsfelter.
→ Elektrisk kraft
k0 - elektrostatisk vakuumkonstant (9.109 N.m²C-2)
OG - elektrisk felt (N / C)
r - afstand mellem ladninger (m)
Gravitationskraften kan beregnes meget ens med tyngdekraften. Desuden kan det beregnes i forhold til det elektriske felt.
→ Magnetisk kraft
Den magnetiske kraft opstår ved vekselvirkningen af en elektrisk ladning q, med hastighed v, i forhold til et magnetfelt B. Vinklen θ i formlen måles mellem hastigheden og magnetfeltet.
→ Friktionskraft
μ - friktionskoefficient
N - Normal styrke
Friktionskraften opstår som et resultat af molekylære attraktioner, såsom dipolinducerede kræfter, også kendt som van der Waals styrker.
→ Elastisk styrke
k - elastisk konstant (N / m)
x - deformation (m)
Elastisk kraft opstår, når et legeme har tendens til at vende tilbage til sin oprindelige form, når det udsættes for påføring af en ekstern kraft.
→ opdriftskraft
d - massefylde (kg / m³)
g - tyngdekraft (m / s²)
V - nedsænket volumen (m³)
Den flydende kraft opstår, når en eller anden krop indsættes i en væske, såsom atmosfærisk luft eller vand.
På trods af at de er forskellige fra hinanden, er alle kræfterne, der er eksemplificeret ovenfor, dimensionelt sammenhængende, dvs. de måles alle i samme enhed, Newton.
Af mig Rafael Helerbrock
