Vahvuus on dynaaminen agentti, joka vastaa tilan muuttamisesta levätä tai liike ruumiin. Kun voimaa kohdistetaan kappaleeseen, se voi kehittää a kiihtyvyys, kuten Newtonin laittai muodonmuutos. Luonnossa on erityyppisiä voimia, kuten vahvuuspainovoimainen,vahvuussähköinen,vahvuusmagneettinen,vahvuusydinvahva ja heikko,vahvuuskitkaa, kelluva voima jne.
voimat ovat vektorimäärät jotka on siis määriteltävä omasi mukaan moduuli,suunta ja mielessä. Voiman moduuli viittaa sen voimakkuuteen; suunta se koskee suuntaa, johon voimat vaikuttavat (esimerkiksi vaaka- ja pystysuuntaan); jokainen suunta puolestaan esittää kaksi aistit: positiivinen ja negatiivinen, vasen ja oikea, ylös ja alas jne.
Voiman tyypit
Mukaan Kansainvälinen yksikköjärjestelmä, voiman määrä mitataan sen luonteesta riippumatta kg.m / s²käytämme kuitenkin yleensä suuruutta Newton (N) nimetä tällainen yksikkö kunnianosoitukseksi yhdelle kaikkien aikojen suurimmista fyysikoista: Isaac Newton. Laitteita, joita käytetään voimien mittaamiseen, kutsutaan
dynamometrit - jouset tunnetuista elastisista vakioista, jotka venyvät, kun niihin kohdistuu jonkin verran voimaa.Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Joissakin oppikirjoissa on yleistä määritellä kahden tyyppiset vahvuudet: voimia etäisyydellä, joka tunnetaan myös nimellä kenttäjoukot, ja kosketusvoimat. Etäisyydessä olevien voimien ryhmään on tapana sisällyttää painovoima, magneettinen voima, vetovoima varausten ja muiden välillä. Kosketusvoimien ryhmässä käytetään esimerkkejä, kuten työnnetään tai vedetään jotain, käytetään muun muassa vetovoimaa, kitkavoimia.
Ehdotetusta määritelmästä huolimatta on tarpeen selventää, että kosketusvoimia ei ole. Kaikki luonnon voimat syntyvät eri kenttien, kuten painovoimakentän ja sähkömagneettisen kentän, vuorovaikutuksessa.
Silloinkin kun kosketamme jotain, kämme ja kohteen välillä ei ole yhteyttä: mikroskooppisessa mittakaavassa atomit eivät kosketa, koska hyvin lähellä niiden elektropallot ovat epämuodostuneina, hylkivät toisiaan elektroniensa varauksen ansiosta, jotka liikkuvat erilleen toisistaan sinun sähkökentät ja magneettinen. On harvoja tapauksia, joissa atomiytimet todella koskettavat. Näihin tilanteisiin liittyy erittäin korkeamäärätsisäänenergia, kuin hiukkaskiihdyttimien sisällä suoritetuissa kokeissa saadut.
Katsomyös:Ymmärrä mitä tapahtuu, kun hiukkaset törmäävät lähellä valon nopeutta
Katsotaanpa, minkä tyyppisiä voimia luonnossa on. Alla kuvatut voimat synnyttävät kaikki tunnetut fyysiset ilmiöt. Katso mitä ne ovat ja niiden pääominaisuudet:
- painovoima: tunnetaan myös lujuuspaino, on voiman tyyppi, joka saa kaksi massaa olevaa kehoa houkuttelemaan toisiaan. Painovoima on vastuussa siitä, että pidämme meidät kiinni maapallolla ja myös kaikkien planeettojen kiertoradalla Auringon ympäri.
- Sähkövoima: on vastuussa sähkövarausten houkuttelusta tai torjunnasta. Esimerkiksi kemiallisia sidoksia tapahtuu vain atomien varauksen erojen vuoksi. Sähkövoima voi aiheuttaa elektronissa johtimet liikkua tiettyyn suuntaan synnyttäen sähkövirtoja, joita puolestaan voidaan käyttää virtaan sähköpiirit.
- Magneettinen voima: vaikuttaa liikkuviin kuormiin. Tämän tyyppinen voima saa magneetit houkuttelemaan tai hylkäämään toisiaan riippuen magneettikentän polaarisuudesta. THE magneettinen voima se saa myös pienet magnetoidut neulat orientoitumaan maapallon magneettikentän suunnan mukaan.
- Vahva ja heikko ydinvoima: ovat vastuussa atomien ytimien eheyden ylläpitämisestä. Vahva ydinvoima pitää protonit houkuteltuna, vaikka niiden varaukset karkottavat toisiaan. Heikko ydinvoima puolestaan pitää kvarkit yhdessä aiheuttaen esimerkiksi protoneja ja neutroneja.
Voimat kuten pito,kitka,työntää,hinaajat,käänteet,voimatjoustava ja muut, yleensä kuvattu nimellä voimatmekaniikka, ne ovat itse asiassa makroskooppisia ilmentymiä vuorovaikutuksista, jotka ovat enimmäkseen sähköisiä.
Katsomyös:Kvanttifysiikka: fysiikan haara, joka tutkii pienikokoisia ilmiöitä
Newtonin voimat ja lait
Voiman käsite voi olla jonkin verran epämääräinen, jos ei ole ilmauksia, jotka kykenevät määrittelemään sen johdonmukaisella tavalla. Newtonin lait ovat joukko lakeja, jotka määrittelevät voimat ja käyttäytymisen.
Mukaan Newtonin ensimmäinen laki - inertia, jos kehoon ei kohdistu voimaa tai jos kehoon vaikuttavat voimat kumoavat toisensa, tämä runko voi olla joko levossa tai suorassa ja tasaisessa liikkeessä.
Newtonin ensimmäisen lain lisäksi dynamiikan perusperiaate, joka tunnetaan nimellä Newtonin toinen laki, todetaan, että kehoon kohdistuva nettovoima on yhtä suuri kuin ruumiin massa kerrottuna nettovoiman tuottamalla kiihtyvyydellä. Lisäksi saavutetun kiihtyvyyden on aina oltava samassa suunnassa ja samassa suunnassa kuin voimien tulos.
THE Newtonin kolmas laki, joka tunnetaan nimellä toiminnan ja reaktion laki, toteaa, että voimat syntyvät aina pareittain. Jos runko A vaikuttaa voimaan runkoon B, runko B tuottaa runkoon A voiman, jonka suuruus ja suunta on yhtä suuri, mutta vastakkaiseen suuntaan. Sen lisäksi, että Newtonin kolmas laki osoittaa, että toiminta- ja reaktiovoimat ovat yhtä suuret, todetaan myös, että toiminta- ja reaktiopareja ei voi koskaan esiintyä yhdessä kappaleessa.
Katso joitain esimerkkejä, joissa voimme noudattaa toiminnan ja reaktion lakia:
- Kun kävelemme, työnnämme maata taaksepäin. Maa puolestaan työntää meitä eteenpäin.
- Jos haluamme kiivetä köyttä, meidän on vedettävä se alas, jotta voimme työntää ylös.
- Jos upotettuna upotamme uima-altaan reunaa, meidät työnnetään takaisin. Emme huomaa tätä käyttäytymistä vedestä johtuen kitkavoimasta, joka pitää meidät kiinni maassa.
Lue myös: 7 kysymystä, joihin fysiikka ei vielä vastaa
kuvitteellisia voimia
Voimatkuvitteellinen ne ovat läsnä ei-inertiaalisissa kehyksissä. Newtonin lait on määritelty yksinomaan viiteinertiaalit, ts. asennot, jotka ovat levossa tai suorassa liikkeessä vakionopeudella. Esimerkiksi rotaatiotilanteet aiheuttavat fiktiivisten voimien syntymisen, jotka eivät itse asiassa ole voimia.
Kun käymme korkealla vaihteella erittäin jyrkässä käännöksessä, voimme tuntea kehomme kyykkyevän auton seinämiä vasten. Toinen esimerkki on, kun istumme lentoon nousemassa, voimme tuntea “voiman” painavan meitä istuinta vasten. Tämä voima on itse asiassa inertia ruumiin.
Koska ruumis on kiihtyvyys, teidän hitausyleensä vastustaa tätä voimaa, tällä tavalla tunnemme kuvitteellisen voiman päinvastaiseen suuntaan, mikä itse asiassa on meidän taipumus pysyä liikkumistilassa, jossa olemme. .
Hyvä esimerkki fiktiivisestä voimasta on keskipakovoima. Pyöreässä liikkeessä elimet pyrkivät pakenemaan suuntaan tangentti käyrään, kuten kun pyöritämme kappaletta narulle ja vapautamme sen. Että vahvuusilmeinen, joka saa kiven pitämään merkkijonon kireänä, on itse asiassa kiven hitaus, joka ilmenee todellisen voiman, nimeltään centripetaalinen voima, käyttöä vastaan.
Keskipistevoima syntyy tässä tapauksessa vetämällä, jonka naru tekee kiveen, ja se on siis todellinen voima, joka osoittaa aina sen liikeradan keskelle, jossa kivi liikkuu. THE keskipakoisvoima se ei itse asiassa ole voima, vaan kiihtyneen ruumiin hitauden ilmaus.
Lue myös: Fysiikan kaavatemppuja
Kaavat, joita käytetään voimien laskemiseen
Tutustu kaavoihin, joita voidaan käyttää erityyppisten voimien laskemiseen:
→ Voimapaino tai painovoima
G - yleinen painovoiman vakio (6,67,10-11 m³kg-1s-2)
r - etäisyys maapallon keskustasta (m)
Painovoima ja paino ovat synonyymejä. Edellä olevissa kaavoissa ilmaistaan kaavat, joita käytetään laskemaan kahden massan m ja M aiheuttama painovoima ja myös painovoima P, joka syntyy painovoimakentästä. g tähti. Siten voimme ymmärtää, että painovoima syntyy massojen ja painovoimakenttien välisestä vuorovaikutuksesta.
→ Sähkövoima
k0 - sähköstaattinen vakuumivakio (9.109 N.m²C-2)
JA - sähkökenttä (N / C)
r - varausten välinen etäisyys (m)
Painovoima voidaan laskea hyvin samalla tavalla kuin painovoima. Lisäksi se voidaan laskea suhteessa sähkökenttään.
→ Magneettinen voima
Magneettinen voima syntyy sähkövarauksen q ja nopeuden v vuorovaikutuksesta suhteessa magneettikenttään B. Kaavassa kulma θ mitataan nopeuden ja magneettikentän välillä.
→ Kitkavoima
μ - kitkakerroin
N - Normaali lujuus
Kitkavoima syntyy molekyylien vetovoiman, kuten dipolin aiheuttamien voimien, tunnetaan myös nimellä van der Waalsin voimat.
→ Elastinen lujuus
k - elastinen vakio (N / m)
x - muodonmuutos (m)
Elastinen voima syntyy, kun keholla on taipumus palata alkuperäiseen muotoonsa ulkoisen voiman vaikutuksesta.
→ kelluva voima
d - tiheys (kg / m³)
g - painovoima (m / s²)
V - upotettu tilavuus (m³)
Kelluva voima syntyy, kun jokin ruumis työnnetään nesteeseen, kuten ilmakehän ilmaan tai veteen.
Huolimatta siitä, että kaikki edellä esitetyt voimat ovat erilaiset, ne ovat mitoiltaan koherentteja, toisin sanoen ne kaikki mitataan samassa yksikössä, newtonissa.
Minun luona. Rafael Helerbrock
