zmuszać

Fizyczny

2022

Wyjaśniamy, czym jest siła dla fizyki, jej cechy charakterystyczne i rodzaje zgodnie z każdą teorią. Również sposób pomiaru i różne przykłady.

Do rozpoczęcia lub zatrzymania ruchu niezbędna jest siła.

Czym jest siła?

Z technicznego punktu widzenia siła to wielkość zdolna do modyfikacji wielkościruch lub dany kształt ciała lub a cząstka. Nie należy go mylić z pojęciami wysiłku lubEnergia.

Powszechnie pojęcie siły jest wyjaśniane w kategoriach mechanika klasyczny ustanowiony przez Zasady Izaaka Newtona (1642-1727), znane jako Prawa Ruchu i opublikowane w 1687 r Principia Matematyka.

Według mechaniki klasycznej siła działająca na ciało jest odpowiedzialna za zmiany w jego stanie ruchu, takie jak jego prostoliniowa trajektoria i jego przemieszczenie jednolitego, oraz do wydrukowania a przyśpieszenie (lub spowolnienie). Co więcej, każda siła działająca na ciało generuje identyczną siłę, ale w przeciwnym kierunku.

Zwykle mówimy o sile w naszym codziennym życiu, niekoniecznie używając tego słowa jako fizyczny. Siła jest badana przez fizykę i zgodnie z nią na poziomie rozpoznawane są cztery podstawowe siłykwant: siła grawitacyjna, siła elektromagnetyczna, silne oddziaływanie jądrowe i słabe oddziaływanie jądrowe.

Natomiast w mechanice newtonowskiej (lub klasycznej) istnieje wiele innych możliwych do zidentyfikowania sił, takich jak siła tarcia,Siła grawitacji, siła dośrodkowa itp.

Charakterystyka siły

Siłę można traktować jako jednostkę fizyczną, która opisuje intensywność interakcji między obiektami, blisko związaną zEnergia.

W mechanice klasycznej każda siła składa się z wielkości i a adres, oznaczając to przezwektor. Oznacza to, że jest to wielkość wektorowa, a nie skalarna.

Rodzaje siły

Według Einsteina masywne obiekty zakrzywiają czasoprzestrzeń.

Istnieje kilka rodzajów sił, w zależności od ich charakteru i skupienia:

Według mechaniki Newtona:

  • Siłatarcie. Jest to siła, która przeciwstawia się zmianie ruchu ciał, wywierając wytrzymałość porzucić stan spoczynku lub ruchu, który możemy postrzegać, gdy zaczynamy chodzić z ciężkim przedmiotem, pchając go.
  • Siła grawitacji. Jest to siła wywierana przez masa ciał na pobliskich przedmiotach, przyciągając je do siebie. Siła ta staje się zauważalna, gdy wszystkie lub niektóre z oddziałujących obiektów są bardzo masywne. Przykładem par excellence jest planeta Ziemia i przedmioty iistoty że żyjemy na jego powierzchni; istnieje między nimi grawitacyjna siła przyciągania.
  • Siła elektromagnetyczna Jest to siła przyciągania i odpychania, która jest generowana przez oddziaływanie pól elektromagnetycznych.

Możesz także porozmawiać o:

  • Siła docisku. Jest to siła wywierana przez bezpośredni kontakt fizyczny między jednym ciałem a drugim.
  • Siła na odległość. Jest to siła, którą można wywierać bez fizycznego kontaktu między ciałami.

Według mechaniki relatywistycznej lub Einsteinowskiej:

  • Siła grawitacji. Jest to siła, która wydaje się istnieć, gdy masywne obiekty zginają się przestrzeń–pogoda wokół nich, zmuszając mniejsze obiekty do odchylania się od ich trajektorii i zbliżania się do nich.
  • Siła elektromagnetyczna Jest to siła, jaką pola elektromagnetyczne wywierają na naładowane cząstki materiał, zgodnie z wyrażeniem siły Lorenza.

Według mechaniki kwantowej:

  • Siła grawitacji. Jest to siła wywierana przez jedną masę na drugą, będąca siłą słabą, działającą tylko w jednym kierunku (atrakcyjną), ale skuteczną na długich dystansach.
  • Zmuszaćelektromagnetyczny. Jest to siła, która wpływa na cząstki naładowane elektrycznie i generowane przez nie pola elektromagnetyczne, będąc siłą, która umożliwia wiązanie molekularne. Jest silniejszy niż grawitacja i ma dwa zmysły (przyciąganie-odpychanie).
  • Silna siła jądrowa. Jest to siła, która utrzymuje jądra atomy stabilny, trzymający się razemneutrony Yprotony. Jest bardziej intensywny niż elektromagnetyczny, ale ma znacznie mniejszy zasięg.
  • Słaba siła jądrowa. Jest to siła odpowiedzialna za rozpad promieniotwórczy, zdolna do przeprowadzania zmian w materii subatomowej, w jeszcze mniejszym zakresie niż silne siły jądrowe.

Jednostki siły

Według System międzynarodowy, siła jest mierzona w jednostkach zwanych Newtonami (N), na cześć wielkiego brytyjskiego fizyka. Jednostki te odpowiadają 100 000 dyn i są rozumiane jako siła przyłożona w ciągu jednej sekundy do a masa kilograma, tak aby osiągała prędkość jednego metra na sekundę. To jest to:

1 N = (1kg x 1m) / 1 s2

Istnieją inne jednostki dla innych systemów metrycznych, które są równoważne, w niutonach, do:

  • 1 kilogram-siła lub kilopond równa się 9,81 N
  • 1 funt-siła równa się 4.448222 N

Jak mierzy się siłę?

Obecnie istnieją różne modele hamowni, nawet z wyświetlaczami cyfrowymi.

Dynamometr to idealne urządzenie do pomiaru siły. Służy również do obliczania waga obiektów. Został wymyślony przez samego Isaaca Newtona, wykorzystując naciąganie sprężyny i Prawo sprężystości Hooke'a, w sposób podobny do skali wiosennej.

Nowoczesne wersje hamowni działają na tej samej zasadzie i mają haczyki lub pierścienie na końcach ich cylindrycznego korpusu, wewnątrz których znajduje się sprężyna lub spirala, która działa jak sprężyna. Na jednym z jego końców pomiar siła (w niektórych przypadkach może nawet pojawić się na wyświetlaczu cyfrowym).

Przykłady siły

Wszędzie wokół nas wciąż są przykłady siły. Poprzez wywieranie siły mięśniowej na obiekt, aby go podnieść, pokonujemy siłę grawitacji. Jeśli popchniemy barkiem masywne ciało, jak lodówkę, będziemy musieli nie tylko pokonać powaga, ale także siła tarcia, która przeciwstawia się ruchowi.

To samo dzieje się, gdy przyklejamy magnes na lodówkę, ponieważ siłamagnetyczny Utrzymuje go w miejscu, ale jeśli zbliżymy go do innego magnesu przez ten sam biegun, zamiast tego zauważymy lekką siłę odpychającą, która jest inną cechą tej samej siły magnetycznej.

Siła i ruch

Siła i ruch są ze sobą silnie powiązane. Przede wszystkim dlatego, że siła jest w stanie uruchomić, zatrzymać lub zmodyfikować ruch.

Na przykład, gdy piłka uderza w kij, siła pałkarza jest drukowana na drugim, aby zmienić jego trajektorię (taką samą, jaką początkowo dała mu siła miotacza, ponieważ piłka jest normalnie w spoczynku) i wyrzucić ją w pole.

Ilekroć w ciele działa jakaś siła adres po przemieszczeniu ta siła wykona pracę. Praca wymagana do tego ruchu jest równa energii potrzebnej do poruszania ciałem. W zależności od rodzaju siły i rodzaju ruchu dostępne będą różne wzory matematyczne do ich obliczania.

Siła grawitacji

Grawitację można chwilowo przezwyciężyć innymi siłami.

Siła grawitacji to siła przyciągania, jaką masy wywierają na otaczającą je materię, o natężeniu proporcjonalnym do ich masy i odwrotnie proporcjonalnym do odległości, jaka je dzieli.

W rzeczywistościSłońce przyciąga naszą planetę z daleka, z taką samą siłą, z jaką przyciąga nas, żyjących na jej powierzchni. Grawitację można przezwyciężyć na chwilę, tak jak robimy to podczas skoków, ale w końcu jej ulegniemy. Wszystko, co wznosi się swobodnie, musi opadać.

Siły międzycząsteczkowe

To są ci, którzy trzymająmolekuły razem, tworząc Struktury bardziej złożone i o większej masie, zależne bezpośrednio od charakteru atomy zaangażowany. Dlatego nazywa się je również wiązaniami międzycząsteczkowymi lub wiązaniami atomowymi. Siły te mogą być dwojakiego rodzaju:Siły Van der Waalsa lub mosty wodorowe.

!-- GDPR -->