Styrke er den dynamiske agenten som er ansvarlig for å endre tilstanden til hvile eller bevegelse av en kropp. Når en kraft påføres kroppen, kan den utvikle en akselerasjon, som Newtons lover, eller deformeres. Det er forskjellige typer krefter i naturen, for eksempel styrkegravitasjon,styrkeelektrisk,styrkemagnetisk,styrkekjernefysisksterk og svak,styrkeav friksjon, flytende kraft etc.
krefter er vektormengder som derfor må defineres i henhold til din modul,retning og føle. Modulen til en kraft refererer til dens intensitet; De retning det gjelder retningene som krefter gjelder (for eksempel horisontal og vertikal); hver retning, i sin tur, presenterer to sanser: positivt og negativt, venstre og høyre, opp og ned osv.
Typer av kraft
I følge Internasjonalt enhetssystem, uansett natur, måles kraftmengden i enheten av kg.m / s²imidlertid bruker vi vanligvis størrelsen Newton (N) å utpeke en slik enhet, som en hyllest til en av tidenes største fysikere:
Isaac Newton. Enheter som brukes til å måle krefter kalles dynamometre - fjærer av kjente elastiske konstanter som strekker seg når en eller annen kraft påføres dem.Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)
I noen lærebøker er det vanlig å definere to typer styrker: krefter på avstand, også kjent som feltstyrker, og kontaktstyrker. I gruppen av krefter på avstand er det vanlig å inkludere vektkraft, magnetkraft, tiltrekningskraft mellom ladninger og andre. I gruppen av kontaktkrefter brukes eksempler som å skyve eller trekke noe, bruke trekkraft, friksjonskrefter, blant andre.
Til tross for den foreslåtte definisjonen, det er nødvendig å avklare at det ikke er kontaktkrefter. Alle krefter i naturen oppstår gjennom samspillet mellom forskjellige felt, for eksempel gravitasjonsfeltet og det elektromagnetiske feltet.
Selv når vi berører noe, er det ingen kontakt mellom hånden vår og gjenstanden: på mikroskopisk skala berører ikke atomer, siden elektrokulene deres er veldig nærme deformert, frastøter hverandre takket være ladningen av elektronene deres, som beveger seg fra hverandre på grunn av samspillet mellom din elektriske felt og magnetisk. Det er få tilfeller der atomkjerner faktisk berører. Disse situasjonene involverer veldig høymengderienergi, som de som ble oppnådd i eksperimenter utført i partikkelakseleratorer.
Seogså:Forstå hva som skjer når partikler kolliderer i hastigheter nær lysets
La oss se hvilke typer krefter som finnes i naturen. Fra kreftene som er beskrevet nedenfor, oppstår alle kjente fysiske fenomener. Sjekk ut hva de er og deres hovedtrekk:
- tyngdekraft: også kjent som styrkevekt, er typen kraft som får to legemer som har masse til å tiltrekke seg hverandre. Vektkraften er ansvarlig for å holde oss bundet til jorden og også for banen til alle planetene rundt solen.
- Elektrisk kraft: er ansvarlig for å tiltrekke eller frastøte elektriske ladninger. Kjemiske bindinger, for eksempel, skjer bare på grunn av forskjellen i ladning mellom atomer. Den elektriske kraften kan forårsake elektronene som er tilstede i ledere bevege seg i en bestemt retning og gi elektriske strømmer, som igjen kan brukes til å drive elektriske kretser.
- Magnetisk kraft: virker på bevegelige laster. Denne typen krefter får magneter til å tiltrekke seg eller avvise hverandre, avhengig av polariteten til magnetfeltet. DE magnetisk kraft det får også små magnetiserte nåler til å orientere seg i henhold til retningen til jordens magnetfelt.
- Sterk og svak atomkraft: er ansvarlige for å opprettholde integriteten til atomkjernene. Den sterke kjernefysiske styrken holder protonene tiltrukket, selv om ladningene frastøter hverandre. Den svake atomkraften holder igjen kvarkene sammen og gir for eksempel protoner og nøytroner.
Krefter som trekkraft,friksjon,skyver,slepebåter,vendinger,krefterelastisk og andre, generelt beskrevet som kreftermekanikk, de er faktisk makroskopiske manifestasjoner av interaksjoner som for det meste er elektriske.
Seogså:Kvantefysikk: en gren av fysikk som studerer smådimensjonale fenomener
Newtons styrker og lover
Begrepet kraft kan være noe vagt hvis det ikke er uttrykk som er i stand til å definere det på en sammenhengende måte. Newtons lover er sett med lover som definerer hva kreftene er og hva oppførselen er.
Ifølge Newtons første lov - loven om treghet, hvis ingen krefter virker på et legeme, eller hvis kreftene som virker på et legeme avbryter hverandre, kan dette legemet enten være i ro eller i en rett og jevn bevegelse.
I tillegg til Newtons første lov, ble grunnleggende dynamikkprinsipp, kjent som Newtons 2. lov, sier at nettokraften på en kropp er lik massen til kroppen multiplisert med akselerasjonen som produseres av nettokraften. Videre må den ervervede akselerasjonen alltid være i samme retning og med samme retning som den resulterende av kreftene.
DE Newtons tredje lov, kjent som handlingslov og reaksjon, sier at krefter alltid oppstår parvis. Hvis kropp A utøver en kraft på kropp B, produserer kropp B på kropp A en styrke av samme størrelse og retning, men i motsatt retning. I tillegg til å indikere at handlings- og reaksjonskreftene er like store, sier Newtons tredje lov også at handlings- og reaksjonsparet aldri kan forekomme i en enkelt kropp.
Sjekk ut noen eksempler der vi kan overholde handlings- og reaksjonsloven:
- Når vi går, skyver vi bakken bakover. Bakken skyver oss i sin tur fremover.
- Hvis vi vil klatre i et tau, må vi trekke det ned slik at vi kan skyves opp.
- Hvis vi dypper kanten av bassenget når vi er nedsenket, blir vi presset tilbake. Vi observerer ikke denne oppførselen ute av vann på grunn av friksjonskraften som holder oss festet til bakken.
Les også: 7 spørsmål som fortsatt er ubesvart av fysikk
fiktive krefter
Krefterfiktiv de er tilstede i ikke-treghetsrammer. Newtons lover er definert utelukkende for referansetreghet, det vil si posisjoner som er i ro eller i rettlinjet bevegelse, med konstant hastighet. Situasjoner som involverer rotasjoner, induserer for eksempel fremveksten av fiktive krefter, som faktisk ikke er krefter.
Når vi går i høygir i en veldig skarp sving, kan vi føle kroppen vår klemme mot veggene på en bil. Et annet eksempel er når vi sitter i et fly som tar av, vi kan føle en "kraft" som presser oss mot setet. Denne kraften er faktisk den treghet av kroppene.
Siden et legeme er utsatt for akselerasjon, tregheten dinhar en tendens til å motstå denne kraftenPå denne måten føler vi en fiktiv kraft i motsatt retning, som faktisk er vår tendens til å forbli i den bevegelsestilstand vi er i. .
Et godt eksempel på fiktiv styrke er sentrifugalkraft. Når de er i sirkelbevegelse, har kroppene en tendens til å unnslippe i retning tangent til kurven, som når vi snurrer en stein på en streng og slipper den. At styrketilsynelatende, som får steinen til å holde strengen stram, er faktisk tregheten til selve steinen som manifesterer seg mot påføring av en reell kraft, kalt sentripetal kraft.
Sentripetalkraften produseres i dette tilfellet av trekket som strengen lager på steinen, og det er derfor en reell kraft som alltid peker mot midten av banen der steinen beveger seg. DE sentrifugalkraft det er faktisk ikke en kraft, men uttrykk for tregheten til den akselererte kroppen.
Les også: Fysikk formel triks
Formler som brukes til å beregne krefter
Sjekk ut formlene som kan brukes til å beregne forskjellige typer krefter:
→ Tving vekt eller gravitasjonskraft
G - universell gravitasjonskonstant (6.67.10-11 m³kg-1s-2)
r - avstand fra sentrum av jorden (m)
Gravitasjonskraft og vekt er synonymt. I formlene ovenfor uttrykker vi formlene som brukes til å beregne gravitasjonskraften forårsaket av to masser m og M, og også vekten P, som oppstår på grunn av gravitasjonsfeltet. g av en stjerne. Dermed kan vi forstå at gravitasjonskraften oppstår fra samspillet mellom masser og gravitasjonsfelt.
→ Elektrisk kraft
k0 - elektrostatisk vakuumkonstant (9.109 N.m²C-2)
OG - elektrisk felt (ikke relevant)
r - avstand mellom ladninger (m)
Gravitasjonskraften kan beregnes veldig likt gravitasjonskraften. Videre kan det beregnes i forhold til det elektriske feltet.
→ Magnetisk kraft
Den magnetiske kraften oppstår fra samspillet mellom en elektrisk ladning q, med hastighet v, i forhold til et magnetfelt B. Vinkelen θ i formelen måles mellom hastigheten og magnetfeltet.
→ Friksjonskraft
μ - friksjonskoeffisient
N - Normal styrke
Friksjonskraften oppstår som et resultat av molekylære attraksjoner, slik som dipolinduserte krefter, også kjent som van der Waals styrker.
→ Elastisk styrke
k - elastisk konstant (N / m)
x - deformasjon (m)
Elastisk kraft oppstår når en kropp har en tendens til å gå tilbake til sin opprinnelige form når den utsettes for påføring av en ekstern kraft.
→ flytende kraft
d - tetthet (kg / m³)
g - tyngdekraft (m / s²)
V - nedsenket volum (m³)
Den oppdrivende kraften oppstår når en kropp legges inn i en væske, for eksempel atmosfærisk luft eller vann.
Til tross for at de er forskjellige fra hverandre, er alle kreftene som er eksemplifisert ovenfor dimensjonalt sammenhengende, det vil si at de alle måles i samme enhet, Newton.
Av meg. Rafael Helerbrock
