Putere este agentul dinamic responsabil de schimbarea stării de odihnă sau circulaţie a unui corp. Când o forță este aplicată unui corp, aceasta poate dezvolta o accelerare, dupa cum Legile lui Newton, sau se deformează. Există diferite tipuri de forțe în natură, cum ar fi puteregravitațional,putereelectric,puteremagnetic,puterenuclearputernic și slab,puterede frecare, forță plutitoare etc.
forțele sunt cantități vectoriale care, prin urmare, trebuie definite în funcție de dumneavoastră modul,direcţie și sens. Modulul unei forțe se referă la intensitatea acesteia; direcţie privește direcțiile în care se aplică forțele (orizontală și verticală, de exemplu); fiecare direcție, la rândul său, prezintă două simțuri: pozitiv și negativ, stânga și dreapta, sus și jos etc.
Tipuri de forță
Conform Sistemul internațional de unități, indiferent de natura sa, cantitatea de forță se măsoară în unitatea de kg.m / s²cu toate acestea, de obicei folosim magnitudinea
Newton (N) să desemneze o astfel de unitate, ca un omagiu adus unuia dintre cei mai mari fizicieni din toate timpurile: Isaac Newton. Dispozitivele utilizate pentru măsurarea forțelor sunt numite dinamometre - arcuri cu constante elastice cunoscute care se întind pe măsură ce li se aplică o forță.Nu te opri acum... Există mai multe după publicitate;)
În unele manuale, este obișnuit să se definească două tipuri de puncte forte: forțe la distanță, cunoscut și sub numele de forțe de câmp, și forțele de contact. În grupul de forțe aflate la distanță, este obișnuit să se includă forța de greutate, forța magnetică, forța de atracție între sarcini și altele. În grupul forțelor de contact, se folosesc exemple precum împingerea sau tragerea ceva, aplicarea de tracțiune, forțe de frecare, printre altele.
În ciuda definiției propuse, este necesar să se clarifice faptul că nu există forțe de contact. Toate forțele din natură apar prin interacțiunea diferitelor câmpuri, cum ar fi câmpul gravitațional și câmpul electromagnetic.
Chiar și atunci când atingem ceva, nu există niciun contact între mâna noastră și obiect: la scara microscopică, atomii nu se ating, deoarece, când sunt foarte aproape, electrosferele lor sunt deformate, respingându-se reciproc datorită încărcării electronilor lor, care se deplasează din cauza interacțiunii dintre ta câmpuri electrice și magnetic. Există puține cazuri în care nucleele atomice ating efectiv. Aceste situații implică foarte inaltcantitățiînenergie, ca cele obținute în experimente efectuate în interiorul acceleratoarelor de particule.
Uitede asemenea:Înțelegeți ce se întâmplă atunci când particulele se ciocnesc la viteze apropiate de cea a luminii
Să vedem ce tipuri de forțe există în natură. Din forțele descrise mai jos, apar toate fenomenele fizice cunoscute. Verificați care sunt acestea și principalele caracteristici ale acestora:
- forta gravitationala: de asemenea cunoscut ca si greutatea puterii, este tipul de forță care face ca două corpuri care au masă să se atragă reciproc. Forța de greutate este responsabilă pentru a ne ține legați de Pământ și, de asemenea, pentru orbita tuturor planetelor din jurul Soarelui.
- Forța electrică: este responsabil pentru atragerea sau respingerea sarcinilor electrice. Legăturile chimice, de exemplu, se întâmplă numai din cauza diferenței de încărcare între atomi. Forța electrică poate provoca electronii prezenți în dirijori se deplasează într-o direcție specifică, dând naștere la curenți electrici, care la rândul lor pot fi folosiți pentru alimentare circuite electrice.
- Forta magnetica: acționează asupra mișcării încărcăturilor. Acest tip de forță determină magneții să se atragă sau să se respingă reciproc, în funcție de polaritățile câmpului magnetic. THE forta magnetica de asemenea, face ca ace magnetizate mici să se orienteze în funcție de direcția câmpului magnetic al Pământului.
- Forță nucleară puternică și slabă: sunt responsabili de menținerea integrității nucleelor atomilor. Forța nucleară puternică menține protonii atrași, chiar dacă sarcinile lor se resping reciproc. La rândul său, forța nucleară slabă ține quark-urile, dând naștere la protoni și neutroni, de exemplu.
Forțe precum tracţiune,frecare,împinge,remorchere,răsuciri,forțelorelastic și altele, în general descrise ca forțelormecanica, ele sunt, de fapt, manifestări macroscopice ale interacțiunilor care sunt în mare parte electrice.
Uitede asemenea:Fizica cuantică: ramură a fizicii care studiază fenomenele de dimensiuni mici
Forțele și legile lui Newton
Conceptul de forță poate fi oarecum vag dacă nu există expresii capabile să o definească într-un mod coerent. Legile lui Newton sunt ansamblul de legi care definesc care sunt forțele și care este comportamentul.
In conformitate cu Prima lege a lui Newton - legea inerţie, dacă nicio forță nu acționează asupra unui corp sau dacă forțele care acționează asupra unui corp se anulează reciproc, acest corp poate fi fie în repaus, fie într-o mișcare dreaptă și uniformă.
Pe lângă prima lege a lui Newton, principiu fundamental al dinamicii, cunoscut ca A doua lege a lui Newton, afirmă că forța netă pe un corp este egală cu masa acelui corp înmulțită cu accelerația produsă de forța netă. Mai mult, accelerația dobândită trebuie să fie întotdeauna în aceeași direcție și cu aceeași direcție ca rezultanta forțelor.
THE A treia lege a lui Newton, cunoscut ca legea acțiunii și reacției, afirmă că forțele apar întotdeauna în perechi. Dacă corpul A exercită o forță asupra corpului B, corpul B produce asupra corpului A o forță de aceeași mărime și direcție, dar în direcția opusă. În plus față de indicarea faptului că forțele de acțiune și reacție sunt de aceeași magnitudine, a treia lege a lui Newton prevede că perechea de acțiune și reacție nu poate avea loc niciodată într-un singur corp.
Consultați câteva exemple în care putem respecta legea acțiunii și reacției:
- Când mergem, împingem pământul înapoi. Pământul, la rândul său, ne împinge înainte.
- Dacă vrem să urcăm o frânghie, trebuie să o tragem în jos, astfel încât să putem fi împinși în sus.
- Dacă, când suntem cufundați, împingem marginea unui bazin, suntem împinși înapoi. Nu observăm acest comportament în afara apei datorită forței de frecare care ne ține atașați de sol.
Citește și: 7 întrebări încă fără răspuns de Fizică
forțe fictive
Forțefictiv sunt prezente în cadre non-inerțiale. Legile lui Newton sunt definite exclusiv pentru referențialăinerțiale, adică poziții care sunt în repaus sau în mișcare rectilinie, cu viteză constantă. Situațiile care implică rotații, de exemplu, induc apariția forțelor fictive, care nu sunt de fapt forțe.
Când mergem cu viteza mare într-o viraj foarte ascuțit, ne putem simți corpul strângându-se de pereții unei mașini. Un alt exemplu este când stăm într-un avion care decolează, putem simți o „forță” care ne apasă pe scaun. Această forță, de fapt, este inerţie a corpurilor.
Deoarece un corp este supus accelerării, inerția tatinde să reziste acestei forțe, în acest fel, simțim o forță fictivă în direcția opusă, care, de fapt, este a noastră tendința de a rămâne în starea de mișcare în care ne aflăm. .
Un bun exemplu de forță fictivă este forța centrifugă. Când sunt în mișcare circulară, corpurile tind să scape în direcție tangentă la curbă, ca atunci când învârtim o piatră pe un șir și o eliberăm. Acea putereaparent, care face ca piatra să țină șnurul întins, este de fapt inerția pietrei în sine manifestându-se împotriva aplicării unei forțe reale, numită forță centripetă.
Forța centripetă, în acest caz, este produsă de tragerea pe care o face coarda pe piatră și este, prin urmare, o forță reală, care indică întotdeauna centrul traiectoriei în care se mișcă piatra. THE forța centrifugă nu este, de fapt, o forță, ci expresia inerției corpului accelerat.
Citește și: Trucuri de formulă fizică
Formule utilizate pentru calcularea forțelor
Verificați formulele care pot fi utilizate pentru a calcula diferite tipuri de forțe:
→ Greutatea forței sau forța gravitațională
G - constanta de gravitație universală (6,67,10-11 m³kg-1s-2)
r - distanță de centrul Pământului (m)
Forța gravitațională și greutatea sunt sinonime. În formulele de mai sus, exprimăm formulele folosite pentru a calcula forța gravitațională cauzată de două mase m și M și, de asemenea, greutatea P, care apare din cauza câmpului gravitațional. g a unei stele. Astfel, putem înțelege că forța gravitațională apare din interacțiunea dintre mase și câmpurile gravitaționale.
→ Forța electrică
k0 - constanta de vid electrostatic (9.109 N.m²C-2)
ȘI - câmp electric (N / C)
r - distanța dintre încărcări (m)
Forța gravitațională poate fi calculată foarte similar cu forța gravitațională. Mai mult, poate fi calculat în raport cu câmpul electric.
→ Forța magnetică
Forța magnetică apare din interacțiunea unei sarcini electrice q, cu viteza v, în raport cu un câmp magnetic B. Unghiul θ din formulă este măsurat între viteză și câmpul magnetic.
→ Forța de frecare
μ - coeficient de frecare
N - Rezistență normală
Forța de frecare apare ca urmare a atracțiilor moleculare, cum ar fi forțele induse de dipol, cunoscute și sub numele de forțele van der Waals.
→ Rezistența elastică
k - constantă elastică (N / m)
x - deformare (m)
Forța elastică apare atunci când un corp tinde să revină la forma sa inițială atunci când este supus aplicării unei forțe externe.
→ forță plutitoare
d - densitate (kg / m³)
g - greutate (m / s²)
V - volumul scufundat (m³)
Forța plutitoare apare atunci când un corp este introdus într-un fluid, cum ar fi aerul atmosferic sau apa.
În ciuda faptului că sunt diferite unele de altele, toate forțele exemplificate mai sus sunt coerente dimensional, adică toate sunt măsurate în aceeași unitate, newtonul.
De mine. Rafael Helerbrock
