Definiția Force in Physics

Forța este o descriere cantitativă a unei interacțiuni care provoacă o schimbare în mișcarea unui obiect. Un obiect poate viteză în sus, încetinește sau schimbă direcția ca răspuns la o forță. Altfel spus, forța este orice acțiune care tinde să mențină sau să modifice mișcarea unui corp sau să o denatureze. Obiectele sunt împinse sau trase de forțele care acționează asupra lor.

Forța de contact este definită ca forța exercitată când două obiecte fizice vin în contact direct între ele. Alte forțe, cum ar fi gravitația și forțele electromagnetice, se pot exercita chiar și peste vidul gol al spațiului.

Cheie de luat cu cheie: termeni cheie

Forța este a vector; are atât direcție, cât și amploare. Unitatea SI pentru forță este newton (N). Un newton de forță este egal cu 1 kg * m / s2 (unde simbolul „*” înseamnă „timp”).

Forța este proporțională cu accelerare, care este definit ca viteza de schimbare a vitezei. În termeni de calcul, forța este derivata momentului în raport cu timpul.

Există două tipuri de forțe în univers: contactul și noncontactul. Forțele de contact, așa cum sugerează și numele, au loc atunci când obiectele se ating între ele, cum ar fi lovirea unei mingi: Un obiect (piciorul tău) atinge celălalt obiect (mingea). Forțele necontacte sunt cele în care obiectele nu se ating între ele.

Forțele de contact pot fi clasificate în funcție de șase tipuri diferite:

• tensional: cum ar fi o strângere strânsă
• Arc: cum ar fi forța exercitată când comprimați două capete ale unui arc
• Reacție normală: unde un corp oferă o reacție la o forță exercitată asupra lui, cum ar fi o minge care sări pe un punct negru
• Frecare: forța exercitată atunci când un obiect se mișcă peste altul, cum ar fi o bilă care se rostogolește pe un punct negru
• Frecare de aer: frecarea care apare atunci când un obiect, cum ar fi o minge, se deplasează prin aer
• Greutate: unde un corp este tras spre centrul Pământului din cauza gravitației

Forțele necontacte pot fi clasificate în funcție de trei tipuri:

• gravitational: care se datorează atracției gravitaționale dintre două corpuri
• Electric: ceea ce se datorează sarcinilor electrice prezente în două corpuri
• Magnetic: care apare datorită proprietăților magnetice ale două corpuri, cum ar fi polii opuși ai doi magneți fiind atrași unul de celălalt

Conceptul de forță a fost inițial definit de Sir Isaac Newton în al lui trei legi ale mișcării. A explicat gravitatie ca o forță atrăgătoare între corpurile care dețineau masa. Cu toate acestea, gravitația în interior Relativitatea generală a lui Einstein nu necesită forță.

Prima lege a mișcării din Newton spune că un obiect va continua să se miște cu o viteză constantă dacă nu este acționat de o forță externă. Obiectele în mișcare rămân în mișcare până când o forță acționează asupra lor. Aceasta este inerție. Ei nu vor grăbi, încetini sau vor schimba direcția până când ceva nu va acționa asupra lor. De exemplu, dacă glisați un puc de hochei, se va opri în cele din urmă din cauza frecării pe gheață.

A doua lege a mișcării Newton spune că forța este direct proporțională cu accelerația (viteza de schimbare a impulsului) pentru o masă constantă. Între timp, accelerația este invers proporțională cu masa. De exemplu, când arunci o minge aruncată pe pământ, aceasta exercită o forță în jos; solul, ca răspuns, exercită o forță ascendentă, determinând săritura mingii. Această lege este utilă pentru măsurarea forțelor. Dacă cunoașteți doi dintre factori, puteți calcula al treilea. Știți, de asemenea, că dacă un obiect se accelerează, trebuie să existe o forță care să acționeze asupra lui.

A treia lege a mișcării din Newton se referă la interacțiunile dintre două obiecte. Se spune că pentru fiecare acțiune există o reacție egală și opusă. Când o forță este aplicată unui singur obiect, aceasta are același efect asupra obiectului care a produs forța, dar în direcția opusă. De exemplu, dacă sari de pe o barcă mică în apă, forța pe care o folosești pentru a sari înainte în apă va împinge barca înapoi. Forțele de acțiune și reacție se produc în același timp.

Sunt patru forțe fundamentale care guvernează interacțiunile sistemelor fizice. Oamenii de știință continuă să urmărească o teorie unificată a acestor forțe:

1. Gravitation: forța care acționează între mase. Toate particulele experimentează forța gravitației. Dacă țineți o bilă în aer, de exemplu, masa Pământului permite mingii să cadă din cauza forței gravitației. Sau dacă o pasăre bebelușă se târăște din cuibul său, gravitația de pe Pământ o va trage spre pământ. În timp ce gravitonul a fost propus ca gravitate care mediază particulele, nu a fost încă observată.

2. Electromagnetic: forța care acționează între sarcinile electrice. Particulul mediator este fotonul. De exemplu, un difuzor folosește forța electromagnetică pentru a propaga sunetul, iar sistemul de blocare a ușilor unei bănci folosește forțe electromagnetice pentru a ajuta la închiderea strânsă a ușilor bolții. Circuitele de putere în instrumente medicale precum imagistica prin rezonanță magnetică folosesc forțe electromagnetice, la fel și sistemele magnetice de tranzit rapid din Japonia și China - numite „maglev” pentru levitație magnetică.

3. Puternică nucleară: forța care ține împreună nucleul atomului, mediată de gluoni care acționează cuarci, anticharcuri și gluonele în sine. (Un gluon este o particulă de mesagerie care leagă quark-urile din protoni și neutroni. Quark-urile sunt particule fundamentale care se combină pentru a forma protoni și neutroni, în timp ce antiquarks sunt identici cu quark-urile în masă, dar opuse în proprietățile electrice și magnetice.)

4. Slab nuclear: forța care este mediată prin schimbul W și Z bosoni și este observat în degradarea beta a neutronilor din nucleu. (Un boson este un tip de particule care respectă regulile statisticilor Bose-Einstein.) La temperaturi foarte ridicate, forța slabă și forța electromagnetică sunt indistinguibile.