Jõud: mis see on, tüübid, valemid, näited

Tugevus on dünaamiline agent, kes vastutab oleku muutmise eest puhata või liikumine keha. Kehale jõudu rakendades võib see arendada a kiirendus, nagu Newtoni seadusedvõi deformeeruda. Looduses on erinevat tüüpi jõudu, näiteks tugevusgravitatsiooniline,tugevuselektriline,tugevusmagnetiline,tugevustuumaenergiatugev ja nõrk,tugevushõõrdumine, ujuv jõud jne.

jõud on vektorikogused mis seetõttu tuleb määratleda vastavalt teie moodul,suund ja meel. Jõumoodul viitab selle intensiivsusele; The suund see puudutab suundi, kus jõud mõjuvad (näiteks horisontaalselt ja vertikaalselt); kumbki suund esitab omakorda kahte meeled: positiivne ja negatiivne, vasak ja parem, üles ja alla jne.

Jõu liigid

Vastavalt Rahvusvaheline ühikute süsteem, olenemata selle laadist, mõõdetakse jõu suurust ühikutes kg.m / s², aga tavaliselt kasutame suurust njuuton (N) määrata selline üksus austusavaldusena kõigi aegade suurimatele füüsikutele: Isaac Newton. Nimetatakse seadmeid, mida kasutatakse jõudude mõõtmiseks

instagram story viewer

dünamomeetrid - teadaolevate elastsete konstantide vedrud, mis venivad, kui neile rakendatakse mingit jõudu.

Ärge lõpetage kohe... Pärast reklaami on veel rohkem;)

Mõnes õpikus on tavaline määratleda kahte tüüpi tugevusi: jõud eemal, tuntud ka kui välijõud, ja kontaktjõud. Eemal olevate jõudude rühma on tavaks lisada kaalujõud, magnetjõud, atraktiivsusjõud laengute ja teiste vahel. Kontaktjõudude rühmas kasutatakse näiteid, näiteks millegi tõukamine või tõmbamine, muu hulgas veojõu, hõõrdejõudude rakendamine.

Hoolimata pakutud määratlusest tuleb selgitada, et kontaktjõude pole. Kõik looduses olevad jõud tekivad erinevate väljade, näiteks gravitatsioonivälja ja elektromagnetvälja, koosmõjul.

Pildil näeme, et mikroskoopiliselt on pinnad üsna karedad.

Isegi kui me midagi puudutame, pole meie käe ja eseme vahel kontakti: mikroskoopilises skaalas aatomid ei puutu kokku, kuna väga lähedal asuvad nende elektrokerad deformeerunud, tõrjudes üksteist tänu nende elektronide laengule, mis nende vastastikmõju tõttu eralduvad sinu elektriväljad ja magnetiline. On vähe juhtumeid, kus aatomituumad tegelikult kokku puutuvad. Need olukorrad hõlmavad väga kõrgekogusedaastalenergia, nagu need, mis saadi osakeste kiirendi sees tehtud katsetes.

Vaataka:Saage aru, mis juhtub, kui osakesed põrkavad kokku kiiruse lähedale valguse kiirusele

Vaatame, mis tüüpi jõud looduses eksisteerivad. Allpool kirjeldatud jõududest tekivad kõik teadaolevad füüsikalised nähtused. Vaadake, mis need on ja nende peamised omadused:

gravitatsioonijõud: tuntud ka kui tugevuskaal, on jõu tüüp, mis paneb kaks massi omavat keha üksteist tõmbama. Raskusjõud vastutab selle eest, et meid seotakse Maaga ja ka kõigi Päikese ümber olevate planeetide orbiidi eest.
Elektriline jõud: vastutab elektrilaengute ligimeelitamise või tagasilükkamise eest. Näiteks keemilised sidemed tekivad ainult aatomite laengu erinevuse tõttu. Elektriline jõud võib põhjustada elektronide olemasolu dirigendid liikuda kindlas suunas, tekitades elektrivoolusid, mida omakorda saab toiteks kasutada elektriskeemid.
Magnetjõud: toimib liikuvatele koormustele. Seda tüüpi jõud põhjustab magnetite üksteise ligimeelitamist või tõrjumist, sõltuvalt magnetvälja polaarsusest. THE magnetiline jõud see põhjustab ka väikeste magnetiseeritud nõelte orienteerumist vastavalt Maa magnetvälja suunale.
Tugev ja nõrk tuumajõud: vastutavad aatomite tuumade terviklikkuse säilitamise eest. Tugev tuumajõud hoiab prootoneid meelitatuna, kuigi nende laengud tõrjuvad üksteist. Nõrk tuumajõud hoiab omakorda kvarke koos, tekitades näiteks prootoneid ja neutroneid.

Vägedele meeldib veojõud,hõõrdumine,lükkab,puksiirid,keerutab,jõudelastne ja teised, mida tavaliselt kirjeldatakse kui jõudmehaanika, need on tegelikult makroskoopilised vastastikmõjude ilmingud, mis on enamasti elektrilised.

Vaataka:Kvantfüüsika: füüsika haru, mis uurib väikesemõõtmelisi nähtusi

Newtoni jõud ja seadused

Jõu mõiste võib olla mõnevõrra ebamäärane, kui pole väljendeid, mis suudaksid seda sidusalt määratleda. Newtoni seadused on seaduste kogum, mis määrab kindlaks jõud ja käitumise.

Vastavalt Newtoni 1. seadus - inerts, kui kehale ei mõju jõud või kui kehale mõjuvad jõud üksteist takistavad, võib see keha olla kas puhkeolekus või sirge ja ühtlase liikumisega.

Lisaks Newtoni esimesele seadusele on dünaamika põhiprintsiip, tuntud kui Newtoni teine seadus, märgib, et keha netojõud on võrdne selle keha massiga, korrutatuna netojõu tekitatud kiirendusega. Lisaks peab omandatud kiirendus olema alati jõudude tulemiga samas suunas ja samas suunas.

THE Newtoni kolmas seadus, tuntud kui tegevuse ja reaktsiooni seadus, väidab, et jõud tekivad alati paarikaupa. Kui keha A avaldab kehale B jõudu, tekitab keha B kehale A võrdse suuruse ja suuna, kuid vastupidises suunas. Lisaks sellele, et tegevus- ja reaktsioonijõud on võrdse suurusega, väidab Newtoni kolmas seadus ka seda, et toime- ja reaktsioonipaar ei saa kunagi esineda ühes kehas.

Vaadake mõnda näidet, kus saame jälgida toimimis- ja reaktsiooniseadust:

Kõndides lükkame maad tahapoole. Maa omakorda surub meid edasi.
Kui tahame trossi otsa ronida, peame selle alla tõmbama, et meid saaks üles tõugata.
Kui sukeldudes lükkame basseini serva, lükatakse meid tagasi. Me ei jälgi seda käitumist veest väljas hõõrdejõu tõttu, mis hoiab meid maa küljes.

Loe ka: 7 küsimust, millele füüsika veel vastuseta on

fiktiivsed jõud

Jõudväljamõeldud nad esinevad mitteinertsiaalsetes raamides. Newtoni seadused on määratletud eranditult viideinertsid, see tähendab positsioone, mis on puhkeasendis või sirgjoonelises liikumises, püsiva kiirusega. Näiteks rotatsioonidega seotud olukorrad kutsuvad esile fiktiivjõud, mis tegelikult ei ole jõud.

Kui läheme väga järsul pöördel kõrgele käigule, tunneme oma keha vastu auto seinu kükitamas. Teine näide on see, et kui istume õhkutõusvas lennukis, võime tunda, kuidas “jõud” surub meid vastu istet. See jõud on tegelikult see inerts surnukehad.

Kuna keha on kiirendatav, teie inertskipub sellele jõule vastu seisma, sel viisil tunneme fiktiivset jõudu vastupidises suunas, mis on tegelikult meie oma kalduvus jääda sellisesse liikumisse, nagu oleme. .

Fiktiivse jõu hea näide on tsentrifugaaljõud. Ringliikumisel kipuvad kehad selles suunas põgenema puutuja kõverale, nagu siis, kui keerutame kivi nööril ja vabastame selle. Seda tugevusnäiline, mille tõttu kivi hoiab nööri pingul, on tegelikult kivi enda inerts, mis avaldub reaalse jõu, nn tsentripetaalse jõu rakendamise vastu.

Tsentraaljõu tekitab sel juhul tõmme, mille nöör kivile teeb, ja seetõttu on see tõeline jõud, mis osutab alati selle trajektoori keskele, kus kivi liigub. THE tsentrifugaaljõud see pole tegelikult jõud, vaid kiirendatud keha inertsuse väljendus.

Loe ka: Füüsika valemitrikid

Jõude arvutamiseks kasutatud valemid

Vaadake valemeid, mida saab kasutada erinevat tüüpi jõudude arvutamiseks:

→ Jõu kaal või gravitatsioonijõud

G - universaalne gravitatsioonikonstant (6,67,10-11 m³kg^-1s^-2)

r - kaugus Maa keskmest (m)

Raskusjõud ja kaal on sünonüümid. Eespool toodud valemites väljendame valemeid, mida kasutatakse kahe massi m ja M põhjustatud gravitatsioonijõu ja ka raskuse P arvutamiseks, mis tekib gravitatsioonivälja tõttu. g tähe. Seega võime mõista, et gravitatsioonijõud tuleneb masside ja gravitatsiooniväljade vastasmõjust.