Сила динамический агент, ответственный за изменение состояния отдых или же движение тела. Когда к телу прикладывается сила, в нем может развиться ускорение, как Законы Ньютона, или деформировать. В природе существуют разные типы силы, такие как силагравитационныйсилаэлектрическийсиламагнитныйсилаядерныйсильный а также слабый,силатрения, подъемная сила и т.п.
силы векторные величины которые, следовательно, должны быть определены в соответствии с вашими модульнаправление а также смысл. Модуль силы относится к ее интенсивности; В направление это касается направлений, в которых действуют силы (например, горизонтального и вертикального); каждое направление, в свою очередь, представляет два чувства: положительные и отрицательные, влево и вправо, вверх и вниз и т. д.
Виды силы
В соответствии с Международная система единиц, независимо от его характера, величина силы измеряется в единицах кг.м / с², однако обычно мы используем величину ньютон (N) для обозначения такой единицы, как дань уважения одному из величайших физиков всех времен:
Исаак Ньютон. Устройства, используемые для измерения сил, называются динамометры - пружины с известными упругими постоянными, которые растягиваются при приложении к ним некоторой силы.В некоторых учебниках принято определять два типа силы: силы на расстоянии, также известные как полевые силы, и контактные силы. В группу сил на расстоянии принято включать весовую силу, магнитную силу, силу притяжения между зарядами и другие. В группе контактных сил используются такие примеры, как толкание или вытягивание чего-либо, применение силы тяги, силы трения и другие.
Несмотря на предложенное определение, необходимо уточнить что нет контактных сил. Все силы в природе возникают в результате взаимодействия различных полей, таких как гравитационное поле и электромагнитное поле.
Даже когда мы касаемся чего-либо, между нашей рукой и предметом нет контакта: в микроскопическом масштабе атомы не соприкасаются, поскольку, когда они находятся очень близко, их электросферы становятся деформируются, отталкивая друг друга благодаря заряду своих электронов, которые расходятся из-за взаимодействия ваш электрические поля а также магнитный. Есть несколько случаев, когда атомные ядра действительно соприкасаются. Эти ситуации включают очень высококоличествовэнергия как полученные в экспериментах, проводимых внутри ускорителей частиц.
Посмотритетакже:Понять, что происходит, когда частицы сталкиваются со скоростью, близкой к скорости света.
Посмотрим, какие типы сил существуют в природе. Из сил, описанных ниже, возникают все известные физические явления. Узнайте, что они из себя представляют и их основные особенности:
- сила гравитации: также известен как силовой вес, это тип силы, заставляющий два тела, обладающих массой, притягиваться друг к другу. Весовая сила отвечает за то, чтобы мы были привязаны к Земле, а также за орбиту всех планет вокруг Солнца.
- Электрическая сила: отвечает за притяжение или отталкивание электрических зарядов. Например, химические связи возникают только из-за разницы в зарядах между атомами. Электрическая сила может вызвать электроны, присутствующие в проводники двигаться в определенном направлении, вызывая электрические токи, которые, в свою очередь, могут использоваться для питания электрические цепи.
- Магнитная сила: действует на движущиеся грузы. Этот тип силы заставляет магниты притягиваться или отталкиваться друг от друга в зависимости от полярности магнитного поля. THE магнитная сила он также заставляет маленькие намагниченные иглы ориентироваться в соответствии с направлением магнитного поля Земли.
- Сильное и слабое ядерное взаимодействие: отвечают за поддержание целостности ядер атомов. Сильное ядерное взаимодействие удерживает протоны в притяжении, даже если их заряды отталкиваются друг от друга. Слабое ядерное взаимодействие, в свою очередь, удерживает кварки вместе, давая, например, протоны и нейтроны.
Силы вроде тягатрениетолкает,буксирыповоротысилыэластичный и другие, обычно описываемые как силымеханика на самом деле они являются макроскопическими проявлениями взаимодействий, в основном электрических.
Посмотритетакже:Квантовая физика: раздел физики, изучающий малоразмерные явления.
Силы и законы Ньютона
Понятие силы может быть несколько расплывчатым, если нет выражений, способных дать его связное определение. Законы Ньютона - это набор законов, определяющих, что такое силы и каково их поведение.
Согласно 1-й закон Ньютона - закон инерция, если никакая сила не действует на тело или если силы, действующие на тело, нейтрализуют друг друга, это тело может либо находиться в состоянии покоя, либо в прямом и равномерном движении.
В дополнение к первому закону Ньютона фундаментальный принцип динамики, известный как 2-й закон Ньютона, утверждает, что результирующая сила, действующая на тело, равна массе этого тела, умноженной на ускорение, создаваемое результирующей силой. Кроме того, полученное ускорение всегда должно быть в том же направлении и с тем же направлением, что и равнодействующая сил.
THE Третий закон Ньютона, известный как закон действия и противодействия, утверждает, что силы всегда возникают парами. Если тело A воздействует на тело B, тело B создает на теле A силу равной величины и направления, но в противоположном направлении. В дополнение к указанию на то, что силы действия и противодействия равны по величине, третий закон Ньютона также утверждает, что пара действие и противодействие никогда не может возникать в одном теле.
Ознакомьтесь с некоторыми примерами, где мы можем наблюдать закон действия и противодействия:
- Когда мы идем, мы толкаем землю назад. Земля, в свою очередь, толкает нас вперед.
- Если мы хотим подняться по веревке, мы должны потянуть ее вниз, чтобы нас можно было подтолкнуть вверх.
- Если при погружении мы толкаем край бассейна, нас отбрасывает назад. Мы не наблюдаем такого поведения вне воды из-за силы трения, которая удерживает нас на земле.
Читайте тоже: 7 вопросов по физике, на которые пока нет ответа
фиктивные силы
Силыфиктивный они присутствуют в неинерциальных системах отсчета. Законы Ньютона определены исключительно для ссылочныйинерции, то есть положения, которые находятся в состоянии покоя или в прямолинейном движении с постоянной скоростью. Например, ситуации, связанные с вращением, вызывают появление фиктивных сил, которые на самом деле не являются силами.
Когда мы включаем высокую передачу в очень крутом повороте, мы чувствуем, как наше тело прижимается к стенкам автомобиля. Другой пример: когда мы сидим в взлетающем самолете, мы чувствуем «силу», прижимающую нас к сиденью. Эта сила, по сути, и есть инерция тел.
Поскольку тело подвержено ускорению, твоя инерцияимеет тенденцию сопротивляться этой силе, таким образом, мы чувствуем фиктивную силу в противоположном направлении, что, по сути, является нашим тенденция оставаться в том состоянии движения, в котором мы находимся. .
Хороший пример фиктивной силы - центробежная сила. При круговом движении тела стремятся убегать в направлении касательная к изгибу, как когда мы вращаем камень на веревочке и отпускаем его. Что силаочевидный, который заставляет камень удерживать нить в натянутом состоянии, на самом деле является инерцией самого камня, проявляющейся против приложения реальной силы, называемой центростремительной силой.
Центростремительная сила в этом случае создается за счет натяжения струны на камень, и, следовательно, это реальная сила, которая всегда указывает на центр траектории, по которой движется камень. THE центробежная сила На самом деле это не сила, а выражение инерции ускоряемого тела.
Читайте тоже: Уловки с физическими формулами
Формулы, используемые для расчета сил
Ознакомьтесь с формулами, которые можно использовать для расчета различных типов сил:
→ Силовой вес или сила тяжести
грамм - всемирная гравитационная постоянная (6,67,10-11 м³кг-1s-2)
р - расстояние от центра Земли (м)
Сила тяжести и вес - синонимы. В приведенных выше формулах мы выражаем формулы, используемые для расчета гравитационной силы, вызванной двумя массами m и M, а также веса P, который возникает из-за гравитационного поля. грамм звезды. Таким образом, мы можем понять, что гравитационная сила возникает из-за взаимодействия масс и гравитационных полей.
→ Электрическая сила
k0 - постоянная электростатического вакуума (9,109 Н.м²C-2)
А ТАКЖЕ - электрическое поле (N / C)
р - расстояние между зарядами (м)
Гравитационная сила может быть вычислена очень аналогично гравитационной силе. Кроме того, его можно вычислить относительно электрического поля.
→ Магнитная сила
Магнитная сила возникает из-за взаимодействия электрического заряда q со скоростью v с магнитным полем B. Угол θ в формуле измеряется между скоростью и магнитным полем.
→ Сила трения
μ - коэффициент трения
N - нормальная сила
Сила трения возникает в результате молекулярного притяжения, такого как силы, индуцированные диполем, также известные как силы Ван-дер-Ваальса.
→ Упругая прочность
k - упругая постоянная (Н / м)
x - деформация (м)
Сила упругости возникает, когда тело стремится вернуться к своей исходной форме под действием внешней силы.
→ подъемная сила
d - плотность (кг / м³)
грамм - сила тяжести (м / с²)
V - погружаемый объем (м³)
Выталкивающая сила возникает, когда какое-либо тело помещается в жидкость, такую как атмосферный воздух или вода.
Несмотря на то, что они отличаются друг от друга, все приведенные выше силы являются размерно когерентными, то есть все они измеряются в одной и той же единице - ньютоне.
Автор: Рафаэль Хелерброк