Styrka är den dynamiska agenten som ansvarar för att ändra tillståndet för resten eller rörelse av en kropp. När en kraft appliceras på en kropp kan den utveckla en acceleration, som den Newtons lagareller deformeras. Det finns olika typer av kraft i naturen, såsom styrkagravitation,styrkaelektrisk,styrkamagnetisk,styrkakärnstark och svag,styrkaav friktion, flytande kraft etc.
krafter är vektormängder som därför måste definieras enligt din modul,riktning och känsla. Kraftens modul avser dess intensitet; De riktning det gäller riktningarna i vilka krafter applicerar (till exempel horisontellt och vertikalt); i varje riktning presenteras i sin tur två känner: positivt och negativt, vänster och höger, upp och ner, etc.
Typer av kraft
Enligt Internationella systemet för enheteroberoende av dess natur mäts kraftmängden i enheten kg.m / s²dock brukar vi använda storleken Newton (N) att utse en sådan enhet som en hyllning till en av de största fysikerna genom tiderna:
Isaac Newton. Enheter som används för att mäta krafter kallas dynamometrar - fjädrar av kända elastiska konstanter som sträcker sig när någon kraft appliceras på dem.Sluta inte nu... Det finns mer efter reklam;)
I vissa läroböcker är det vanligt att definiera två typer av styrka: krafter på avstånd, även känd som fältstyrkor, och kontaktstyrkor. I gruppen krafter på avstånd är det vanligt att inkludera viktkraften, magnetkraften, dragkraften mellan laddningar och andra. I gruppen av kontaktkrafter används exempel som att trycka eller dra i något, tillämpa dragkraft, friktionskrafter, bland andra.
Trots den föreslagna definitionen, det är nödvändigt att klargöra att det inte finns några kontaktkrafter. Alla krafter i naturen uppstår genom växelverkan mellan olika fält, såsom gravitationsfältet och det elektromagnetiska fältet.
Även när vi rör vid något finns det ingen kontakt mellan vår hand och objektet: i mikroskopisk skala berör atomer inte, eftersom deras elektrokulor är mycket nära deformerade och stöter varandra tack vare laddningen av deras elektroner, som rör sig ifrån varandra på grund av interaktionen mellan din elektriska fält och magnetisk. Det finns få fall där atomkärnor faktiskt berör. Dessa situationer involverar väldigt högtkvantiteterienergi, som de som erhölls i experiment utförda inuti partikelacceleratorer.
Seockså:Förstå vad som händer när partiklar kolliderar med hastigheter nära ljusets hastighet
Låt oss se vilka typer av krafter som finns i naturen. Från krafterna som beskrivs nedan uppstår alla kända fysiska fenomen. Kolla in vad de är och deras huvudfunktioner:
- gravitationskraften: också känd som styrka vikt, är den typ av kraft som får två kroppar som har massa attrahera varandra. Viktkraften är ansvarig för att hålla oss bundna till jorden och även för banorna runt alla planeter runt solen.
- Elektrisk kraft: ansvarar för att attrahera eller avstänga elektriska laddningar. Kemiska bindningar sker till exempel bara på grund av skillnaden i laddning mellan atomer. Den elektriska kraften kan orsaka elektroner som finns i ledare rör sig i en viss riktning, vilket ger upphov till elektriska strömmar, som i sin tur kan användas för att driva elektriska kretsar.
- Magnetisk kraft: verkar på rörliga laster. Denna typ av kraft får magneter att attrahera eller stöta ut varandra, beroende på magnetfältets polariteter. DE magnetisk kraft det får också små magnetiserade nålar att orientera sig efter jordens magnetfält.
- Stark och svag kärnkraftsstyrka: är ansvariga för att upprätthålla integriteten hos atomkärnorna. Den starka kärnkraftsstyrkan håller protonerna attraherade, även om deras laddningar stöter varandra. Den svaga kärnkraften håller i sin tur kvarkerna ihop och ger exempelvis protoner och neutroner.
Krafter som dragning,friktion,skjuter,bogserbåtar,vändningar,krafterelastisk och andra, allmänt beskrivna som kraftermekanik, de är i själva verket makroskopiska manifestationer av interaktioner som mestadels är elektriska.
Seockså:Kvantfysik: en gren av fysik som studerar smådimensionella fenomen
Newtons styrkor och lagar
Begreppet kraft kan vara något vagt om det inte finns några uttryck som kan definiera det på ett sammanhängande sätt. Newtons lagar är en uppsättning lagar som definierar vad krafterna är och vad beteendet är.
Enligt Newtons första lag - lagen om tröghet, om ingen kraft verkar på en kropp, eller om de krafter som verkar på en kropp avbryter varandra, kan denna kropp antingen vara i vila eller i en rak och enhetlig rörelse.
Förutom Newtons första lag, grundläggande princip för dynamik, känd som Newtons andra lag, säger att nettokraften på en kropp är lika med kroppens massa multiplicerad med den acceleration som produceras av nätkraften. Dessutom måste den förvärvade accelerationen alltid vara i samma riktning och med samma riktning som krafternas resultat.
DE Newtons tredje lag, känd som handling och reaktion, säger att krafter alltid uppstår parvis. Om kropp A utövar en kraft på kropp B, alstrar kropp B på kropp A en kraft av samma storlek och riktning, men i motsatt riktning. Förutom att indikera att åtgärds- och reaktionskrafterna är lika stora, säger Newtons tredje lag också att handlings- och reaktionsparet aldrig kan förekomma i en enda kropp.
Kolla in några exempel där vi kan följa handlings- och reaktionslagen:
- När vi går skjuter vi marken bakåt. Marken i sin tur driver oss framåt.
- Om vi vill klättra ett rep måste vi dra ner det så att vi kan skjutas uppåt.
- Om, när vi är nedsänkta, skjuter vi kanten på en pool, skjuts vi tillbaka. Vi observerar inte detta beteende ur vattnet på grund av den friktionskraft som håller oss fästa vid marken.
Läs också: 7 frågor fortfarande obesvarade av fysik
fiktiva krafter
Krafterfiktiv de finns i icke-tröghetsramar. Newtons lagar definieras exklusivt för referenströghet, det vill säga positioner som är i vila eller i rätlinjig rörelse, med konstant hastighet. Situationer som involverar rotation, till exempel, framkallar framväxten av fiktiva krafter, som egentligen inte är krafter.
När vi går i hög växel i en mycket skarp sväng kan vi känna att vår kropp kramar mot väggarna i en bil. Ett annat exempel är när vi sitter i ett plan som lyfter, vi kan känna en "kraft" som trycker oss mot sätet. Denna kraft är faktiskt tröghet av kropparna.
Eftersom en kropp utsätts för acceleration, din tröghettenderar att motstå denna kraft, på detta sätt känner vi en fiktiv kraft i motsatt riktning, som i själva verket är vår tendens att stanna kvar i det rörelsestillstånd vi befinner oss i. .
Ett bra exempel på fiktiv kraft är centrifugalkraft. När de är i cirkelrörelse tenderar kroppar att fly i riktningen tangent till kurvan, som när vi snurrar en sten på en snöre och släpper den. Det där styrkaskenbar, som får stenen att hålla strängen stram, är faktiskt trögheten hos själva stenen som manifesterar sig mot appliceringen av en verklig kraft, kallad centripetal force.
Centripetalkraften, i detta fall, produceras av det drag som strängen gör på stenen och det är därför en verklig kraft som alltid pekar på mitten av banan där stenen rör sig. DE centrifugalkraft det är faktiskt inte en kraft utan uttrycket av trögheten hos den accelererade kroppen.
Läs också: Fysik formel knep
Formler som används för att beräkna krafter
Kolla in formlerna som kan användas för att beräkna olika typer av krafter:
→ Kraftvikt eller gravitationskraft
G - universell gravitationskonstant (6.67.10-11 m³kg-1s-2)
r - avstånd från jordens centrum (m)
Gravitationskraft och vikt är synonyma. I formlerna ovan uttrycker vi de formler som används för att beräkna gravitationskraften orsakad av två massor m och M och även vikten P, som uppstår på grund av gravitationsfältet. g av en stjärna. Således kan vi förstå att gravitationskraften uppstår från interaktionen mellan massor och gravitationsfält.
→ Elektrisk kraft
k0 - elektrostatisk vakuumkonstant (9.109 N.m²C-2)
OCH - elektriskt fält (N / C)
r - avstånd mellan laddningar (m)
Gravitationskraften kan beräknas mycket liknande gravitationskraften. Dessutom kan den beräknas i förhållande till det elektriska fältet.
→ Magnetisk kraft
Den magnetiska kraften uppstår från växelverkan mellan en elektrisk laddning q, med hastighet v, i förhållande till ett magnetfält B. Vinkeln θ i formeln mäts mellan hastigheten och magnetfältet.
→ Friktionskraft
μ - friktionskoefficient
N - Normal styrka
Friktionskraften uppstår som ett resultat av molekylära attraktioner, såsom dipolinducerade krafter, även kända som van der Waals styrkor.
→ Elastisk styrka
k - elastisk konstant (N / m)
x - deformation (m)
Elastisk kraft uppstår när en kropp tenderar att återgå till sin ursprungliga form när den utsätts för applicering av en extern kraft.
→ flytande kraft
d - densitet (kg / m³)
g - gravitation (m / s²)
V - nedsänkt volym (m³)
Den flytande kraften uppstår när någon kropp förs in i en vätska, såsom atmosfärisk luft eller vatten.
Trots att de skiljer sig från varandra är alla krafter som exemplifierats ovan dimensionellt sammanhängande, det vill säga de mäts alla i samma enhet, Newton.
Av mig Rafael Helerbrock