Сила є динамічним агентом, відповідальним за зміну стану відпочинок або рух тіла. Коли до тіла прикладають силу, воно може розвинути a прискорення, як Закони Ньютона, або деформуватися. У природі існують різні типи сили, такі як міцністьгравітаційне,міцністьелектричний,міцністьмагнітний,міцністьядернісильний і слабкий,міцністьтертя, плавучої сили тощо
сили є векторні величини які, отже, потрібно визначити відповідно до вашого модуль,напрямку і сенс. Модуль сили відноситься до її інтенсивності; напрямку це стосується напрямків, в яких діють сили (наприклад, горизонтальні та вертикальні); кожен напрямок, у свою чергу, представляє два почуття: позитивні та негативні, ліві та праві, вгору та вниз тощо.
Види сили
Відповідно до Міжнародна система одиниць, незалежно від його природи, величина сили вимірюється в одиниці кг м / с²однак ми зазвичай використовуємо величину Ньютон (N) призначити таку одиницю, як данину поваги одному з найбільших фізиків усіх часів: Ісаак Ньютон
. Прилади, що використовуються для вимірювання сил, називаються динамометри - пружини відомих пружних констант, які розтягуються, коли до них прикладається деяка силаНе зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)
У деяких підручниках прийнято визначати два типи міцності: сили на відстані, також відомий як польові сили, та контактних сил. У групу сил на відстані прийнято включати силу ваги, силу магніту, силу тяжіння між зарядами та інші. У групі контактних сил використовуються такі приклади, як штовхання чи витягування чогось, застосування тяги, сили тертя та ін.
Незважаючи на запропоноване визначення, необхідно уточнити, що контактних сил немає. Всі сили в природі виникають завдяки взаємодії різних полів, таких як поле тяжіння та електромагнітне поле.
Навіть коли ми чогось торкаємось, між нашою рукою та предметом немає контакту: в мікроскопічному масштабі атоми не торкаються, оскільки, коли вони дуже близькі, їх електросфери є деформуються, відштовхуючи один одного завдяки заряду своїх електронів, які розходяться внаслідок взаємодії ваш електричні поля і магнітний. Мало випадків, коли атомні ядра насправді торкаються. Ці ситуації включають дуже висококількостівенергія, як ті, що отримані в експериментах, що проводяться всередині прискорювачів частинок.
Дивисьтакож:Зрозумійте, що відбувається, коли частинки стикаються зі швидкістю, близькою до швидкості світла
Давайте подивимося, які типи сил існують у природі. З описаних нижче сил виникають усі відомі фізичні явища. Перевірте, що вони собою являють та їх основні особливості:
- сила тяжіння: також відомий як силова вага, - це тип сили, що змушує два тіла, що мають масу, притягувати одне одного. Сила ваги відповідає за те, щоб ми тримали нас прив’язаними до Землі, а також за орбітою всіх планет навколо Сонця.
- Електрична сила: відповідає за залучення або відштовхування електричних зарядів. Наприклад, хімічні зв’язки трапляються лише через різницю в заряді між атомами. Електрична сила може спричинити наявність електронів в провідники рухатися в певному напрямку, породжуючи електричні струми, які в свою чергу можуть бути використані для живлення електричні схеми.
- Магнітна сила: діє на рухомі вантажі. Цей тип сили змушує магніти притягувати або відштовхувати один одного, залежно від полярностей магнітного поля. THE магнітна сила це також змушує маленькі намагнічені голки орієнтуватися відповідно до напрямку магнітного поля Землі.
- Сильна і слабка ядерна сила: відповідають за підтримку цілісності ядер атомів. Сильна ядерна сила тримає протони залученими, хоча їх заряди відбивають один одного. Слабка ядерна сила, у свою чергу, утримує кварки разом, породжуючи, наприклад, протони та нейтрони.
Сили як тяга,тертя,штовхає,буксири,повороти,силиеластичний та інші, як правило, описуються як силимеханіка, насправді вони є макроскопічними проявами взаємодій, які в основному є електричними.
Дивисьтакож:Квантова фізика: розділ фізики, який вивчає явища малих розмірів
Сили і закони Ньютона
Поняття сили може бути дещо розмитим, якщо немає виразів, здатних визначити його послідовно. Закони Ньютона - це сукупність законів, що визначають, що таке сили і яка поведінка.
Відповідно з 1-й закон Ньютона - закон Росії інертність, якщо на тіло не діє сила чи якщо сили, що діють на тіло, відміняють одна одну, це тіло може перебувати або в стані спокою, або в прямолінійному і рівномірному русі.
На додаток до першого закону Ньютона, Основний принцип динаміки, відомий як 2-й закон Ньютона, стверджує, що чиста сила на тіло дорівнює масі цього тіла, помноженій на прискорення, створюване чистою силою. Крім того, набуте прискорення повинно завжди бути в тому ж напрямку і в тому ж напрямку, що і результуюча сила.
THE Третій закон Ньютона, відомий як закон дії та реакції, стверджує, що сили завжди виникають попарно. Якщо тіло А чинить силу на тіло В, тіло В виробляє на тілі А силу однакової величини та напрямку, але в зворотному напрямку. Окрім зазначення того, що сили дії та реакції однакові за величиною, третій закон Ньютона також говорить, що пара дії та реакції ніколи не може відбуватися в одному тілі.
Ознайомтеся з деякими прикладами, де ми можемо спостерігати закон дії та реакції:
- Коли ми йдемо, ми штовхаємо землю назад. Земля, у свою чергу, штовхає нас вперед.
- Якщо ми хочемо піднятися на мотузку, ми повинні натягнути її вниз, щоб нас могли підштовхнути.
- Якщо, занурившись, ми просуваємо край басейну, нас відсувають назад. Ми не спостерігаємо такої поведінки поза водою через силу тертя, яка тримає нас прикріпленими до землі.
Читайте також: 7 питань, що досі не отримали відповіді з боку фізики
фіктивні сили
Силифіктивний вони присутні в неінерційних кадрах. Закони Ньютона визначені виключно для посилальнаінерційні, тобто положення, що перебувають у стані спокою або в прямолінійному русі, з постійною швидкістю. Наприклад, ситуації, що включають обертання, викликають появу вигаданих сил, які насправді не є силами.
Коли ми переходимо на високу передачу в дуже різкому повороті, ми можемо відчути, як наше тіло хлюпається об стінки автомобіля. Інший приклад - коли ми сидимо в літаку, що злітає, ми можемо відчути, як “сила” притискає нас до сидіння. Ця сила насправді є інертність з тіл.
Оскільки тіло піддається прискоренню, ваша інерціясхильний протистояти цій силі, таким чином, ми відчуваємо вигадану силу в протилежному напрямку, яка, власне, і є нашою тенденція залишатися в тому русі, в якому ми перебуваємо. .
Хорошим прикладом фіктивної сили є відцентрова сила. Під час кругових рухів тіла, як правило, тікають у напрямку дотична до кривої, як коли ми крутимо камінь на струні і відпускаємо його. Це міцністьочевидний, що призводить до того, що камінь тримає натягнуту струну, насправді є інерцією самого каменю, що проявляється проти застосування реальної сили, званої доцентровою силою.
У цьому випадку доцентрова сила створюється тягою, яку струна робить на камінь, і, отже, вона є справжньою силою, яка завжди вказує на центр траєкторії, по якій камінь рухається. THE центробіжна сила насправді це не сила, а вираз інерції прискореного тіла.
Читайте також: Фізичні прийоми формули
Формули, що використовуються для розрахунку сил
Ознайомтесь із формулами, за якими можна розрахувати різні типи сил:
→ Сила ваги або сила тяжіння
G - універсальна постійна гравітації (6,67,10-11 м³ кг-1s-2)
р - відстань від центру Землі (м)
Гравітаційна сила та вага є синонімами. У наведених вище формулах ми виражаємо формули, використовувані для розрахунку сили тяжіння, зумовленої двома масами m і M, а також ваги P, яка виникає внаслідок гравітаційного поля. g зірки. Таким чином, ми можемо зрозуміти, що гравітаційна сила виникає внаслідок взаємодії мас і гравітаційних полів.
→ Електрична сила
k0 - константа електростатичного вакууму (9.109 N.m²C-2)
І - електричне поле (N / C)
р - відстань між зарядами (м)
Гравітаційну силу можна розрахувати дуже подібно до сили тяжіння. Крім того, його можна обчислити щодо електричного поля.
→ Магнітна сила
Магнітна сила виникає внаслідок взаємодії електричного заряду q зі швидкістю v відносно магнітного поля B. Кут θ у формулі вимірюється між швидкістю та магнітним полем.
→ Сила тертя
μ - коефіцієнт тертя
N - нормальна міцність
Сила тертя виникає в результаті молекулярних притягань, таких як зусилля, викликані диполем, також відомі як сили Ван дер Ваальса.
→ Пружна міцність
k - постійна пружності (Н / м)
x - деформація (м)
Пружна сила виникає, коли тіло прагне повернутися до своєї первісної форми під впливом зовнішньої сили.
→ плавуча сила
d - щільність (кг / м³)
g - сила тяжіння (м / с²)
V - занурений об'єм (м³)
Плавуча сила виникає, коли якесь тіло вводиться в рідину, наприклад, в атмосферне повітря або воду.
Незважаючи на те, що вони відрізняються одна від одної, усі приклади, наведені вище, є когерентними за розмірами, тобто всі вони вимірюються в одній одиниці - ньютоні.
Мені Рафаель Хелерброк
