Sila je dynamický agent zodpovedný za zmenu stavu odpočívaj alebo pohyb tela. Keď na telo pôsobí sila, môže vyvinúť a zrýchlenieako Newtonove zákony, alebo deformovať. V prírode existujú rôzne druhy sily, napríklad silagravitačné,silaelektrický,silamagnetické,silajadrovýsilný a slabý,silatrenia, vztlakovej sily atď.
sily sú vektorové veličiny ktoré je preto potrebné definovať podľa vášho modul,smer a zmysel. Modul sily sa vzťahuje na jej intenzitu; The smer týka sa smerov, v ktorých pôsobia sily (napríklad horizontálne a vertikálne); každý smer zas predstavuje dva zmysly: pozitívne a negatívne, vľavo a vpravo, hore a dole atď.
Druhy sily
Podľa Medzinárodný systém jednotiek, bez ohľadu na jeho povahu sa množstvo sily meria v jednotkách kg.m / s², obvykle však používame veľkosť Newton (N) označiť takúto jednotku ako poctu jednému z najväčších fyzikov všetkých čias: Isaac Newton. Zariadenia používané na meranie síl sa nazývajú dynamometre - pružiny známych elastických konštánt, ktoré sa naťahujú, keď na ne pôsobí určitá sila.
Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)
V niektorých učebniciach je bežné definovať dva typy sily: sily na diaľku, tiež známe ako poľné sily, a kontaktné sily. Do skupiny síl na diaľku je zvykom zahrnúť váhovú silu, magnetickú silu, príťažlivú silu medzi nábojmi a inými. V skupine kontaktných síl sa používajú príklady, ako je tlačenie alebo ťahanie niečoho, pôsobenie trakcie, trecie sily a iné.
Napriek navrhovanej definícii je potrebné objasniť, že neexistujú kontaktné sily. Všetky sily v prírode vznikajú interakciou rôznych polí, napríklad gravitačného poľa a elektromagnetického poľa.
Aj keď sa niečoho dotkneme, medzi rukou a predmetom nie je žiadny kontakt: v mikroskopickom meradle sa atómy nedotýkajú, pretože keď sú veľmi blízko, ich elektroguľôčky sú deformované, navzájom sa odpudzujúce vďaka náboju svojich elektrónov, ktoré sa vzďaľujú v dôsledku interakcie tvoj elektrické polia a magnetické. Existuje len málo prípadov, keď sa atómové jadrá skutočne dotknú. Tieto situácie zahŕňajú veľmi vysokomnožstvávenergia, ako tie, ktoré sa získali pri pokusoch uskutočňovaných vo vnútri urýchľovačov častíc.
Pozritiež:Pochopte, čo sa stane, keď sa častice zrazia rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla
Pozrime sa, aké typy síl existujú v prírode. Z ďalej popísaných síl vznikajú všetky známe fyzikálne javy. Zistite, aké sú, a ich hlavné vlastnosti:
- Gravitačná sila: taktiež známy ako silová váha, je typ sily, ktorá spôsobuje, že sa dve telesá s hmotnosťou priťahujú. Váhová sila je zodpovedná za to, že nás držíte pripútaných k Zemi a tiež za obežnú dráhu všetkých planét okolo Slnka.
- Elektrická sila: je zodpovedný za priťahovanie alebo odpudzovanie elektrických nábojov. Napríklad chemické väzby sa dejú iba kvôli rozdielu v poplatkoch medzi atómami. Elektrická sila môže spôsobiť elektróny prítomné v vodičov pohybovať sa konkrétnym smerom, čo vedie k vzniku elektrických prúdov, ktoré sa zase dajú použiť na napájanie elektrické obvody.
- Magnetická sila: pôsobí na pohybujúce sa bremená. Tento typ sily spôsobuje, že sa magnety navzájom priťahujú alebo odpudzujú, v závislosti od polarít magnetického poľa. THE magnetická sila spôsobuje to tiež to, že sa malé magnetizované ihly orientujú podľa smeru magnetického poľa Zeme.
- Silná a slabá jadrová sila: sú zodpovedné za udržiavanie integrity jadier atómov. Silná jadrová sila udržiava protóny priťahované, aj keď sa ich náboje navzájom odpudzujú. Slabá jadrová sila zase drží kvarky pohromade, napríklad pri vzniku protónov a neutrónov.
Sily ako trakcia,trenie,tlačí,remorkéry,zvraty,silyelastické a ďalšie, všeobecne opísané ako silymechanika, sú to v skutočnosti makroskopické prejavy interakcií, ktoré sú väčšinou elektrické.
Pozritiež:Kvantová fyzika: odbor fyziky, ktorý skúma malorozmerné javy
Newtonove sily a zákony
Pojem sila môže byť trochu neurčitý, ak neexistujú výrazy, ktoré by ho mohli koherentne definovať. Newtonove zákony sú súborom zákonov, ktoré definujú, čo sú sily a aké je správanie.
Podľa Newtonov 1. zákon - zákon z zotrvačnosť, ak na teleso nepôsobí žiadna sila alebo ak sa sily pôsobiace na teleso navzájom rušia, môže byť toto teleso buď v pokoji alebo priamym a rovnomerným pohybom.
Okrem prvého Newtonovho zákona platí: základný princíp dynamiky, známy ako Newtonov druhý zákon, uvádza, že čistá sila na teleso sa rovná hmotnosti tohto telesa vynásobenej zrýchlením vyvolaným čistou silou. Ďalej musí byť získané zrýchlenie vždy v rovnakom smere a v rovnakom smere ako výslednica síl.
THE Tretí Newtonov zákon, známy ako zákon akcie a reakcie, uvádza, že sily vznikajú vždy v pároch. Ak teleso A vyvíja silu na teleso B, vytvára teleso B na teleso A silu rovnakej veľkosti a smeru, ale v opačnom smere. Okrem toho, že Newtonov tretí zákon naznačuje, že akčné a reakčné sily majú rovnakú veľkosť, tiež uvádza, že akčný a reakčný pár sa nikdy nemôže vyskytnúť v jednom tele.
Pozrite sa na niektoré príklady, kde môžeme dodržiavať zákon akcie a reakcie:
- Keď kráčame, tlačíme zem dozadu. Zem nás zasa posúva vpred.
- Ak chceme liezť po lane, musíme ho stiahnuť dole, aby nás bolo možné tlačiť hore.
- Ak pri ponorení tlačíme na okraj bazéna, sme odtlačení dozadu. Toto správanie mimo vody nepozorujeme kvôli trecej sile, ktorá nás drží pripevneného k zemi.
Prečítajte si tiež: Fyzika neodpovedala na 7 otázok
fiktívne sily
Silyfiktívne sú prítomné v neinerciálnych rámcoch. Newtonove zákony sú definované výlučne pre referenčnýzotrvačnosti, to znamená polohy, ktoré sú v pokoji alebo v priamočiarom pohybe, s konštantnou rýchlosťou. Napríklad situácie spojené s rotáciou vyvolávajú vznik fiktívnych síl, ktoré v skutočnosti nie sú silami.
Keď vo veľmi ostrej zákrute zaradíme vysoký prevodový stupeň, môžeme cítiť, ako naše telo škrípe o steny automobilu. Ďalším príkladom je, keď sedíme v lietadle, ktoré vzlieta, môžeme cítiť, ako nás „sila“ tlačí na sedadlo. Táto sila je v skutočnosti zotrvačnosť orgánov.
Pretože telo podlieha akcelerácii, tvoja zotrvačnosťmá tendenciu odolávať tejto sile, týmto spôsobom pociťujeme fiktívnu silu v opačnom smere, ktorá je v skutočnosti naša tendencia zostať v stave pohybu, v ktorom sa nachádzame. .
Dobrým príkladom fiktívnej sily je odstredivá sila. Pri kruhovom pohybe majú telá tendenciu unikať v smere dotyčnica do krivky, ako keď roztočíme kameň na šnúrke a uvoľníme ho. To silazjavný, ktorý spôsobuje, že kameň drží napnutú strunu, je vlastne zotrvačnosť samotného kameňa, ktorá sa prejavuje proti pôsobeniu skutočnej sily, ktorá sa nazýva dostredivá sila.
Dostredivá sila je v tomto prípade vytváraná ťahom, ktorý reťazec vyvíja na kameň, a je teda skutočnou silou, ktorá vždy smeruje do stredu dráhy, v ktorej sa kameň pohybuje. THE odstredivá sila nie je to v skutočnosti sila, ale vyjadrenie zotrvačnosti zrýchleného tela.
Prečítajte si tiež: Fyzikálne triky
Vzorce použité na výpočet síl
Pozrite sa na vzorce, ktoré možno použiť na výpočet rôznych typov síl:
→ Silová hmotnosť alebo gravitačná sila
G - univerzálna gravitačná konštanta (6,67,10-11 m³kg-1s-2)
r - vzdialenosť od stredu Zeme (m)
Gravitačná sila a hmotnosť sú synonymom. Vo vyššie uvedených vzorcoch vyjadrujeme vzorce použité na výpočet gravitačnej sily spôsobenej dvoma hmotnosťami m a M a tiež váhu P, ktorá vzniká v dôsledku gravitačného poľa. g hviezdy. Môžeme teda pochopiť, že gravitačná sila vzniká interakciou medzi hmotami a gravitačnými poľami.
→ Elektrická sila
k0 - elektrostatická vákuová konštanta (9.109 N.m²C-2)
A - elektrické pole (N / C)
r - vzdialenosť medzi poplatkami (m)
Gravitačnú silu je možné vypočítať veľmi podobne ako gravitačnú silu. Ďalej sa dá vypočítať vo vzťahu k elektrickému poľu.
→ Magnetická sila
Magnetická sila vzniká interakciou elektrického náboja q s rýchlosťou v vo vzťahu k magnetickému poľu B. Uhol θ vo vzorci sa meria medzi rýchlosťou a magnetickým poľom.
→ Trecia sila
μ - koeficient trenia
N - Normálna sila
Trecia sila vzniká ako výsledok molekulárnych atrakcií, ako sú sily indukované dipólom, tiež známe ako van der Waalsove sily.
→ Elastická pevnosť
k - elastická konštanta (N / m)
x - deformácia (m)
Pružná sila vzniká, keď má telo tendenciu vrátiť sa do pôvodného tvaru, keď je vystavené pôsobeniu vonkajšej sily.
→ vztlaková sila
d - hustota (kg / m³)
g - gravitácia (m / s²)
V. - ponorený objem (m³)
Vztlaková sila vzniká, keď je niektoré teleso vložené do kvapaliny, napríklad do atmosférického vzduchu alebo vody.
Napriek tomu, že sa navzájom líšia, všetky vyššie uvedené sily sú rozmerovo koherentné, to znamená, že sa všetky merajú v tej istej jednotke, newtonovej.
Podľa mňa.Rafael Helerbrock
