AlegsaOnline.com

Force

Συγγραφέας: Leandro Alegsa

09-04-3647

Στη φυσική, η δύναμη είναι μια αλληλεπίδραση που προκαλεί την ώθηση ή την έλξη ενός αντικειμένου προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μεταβολή της κατάστασης της ορμής του αντικειμένου. Οι δυνάμεις προκαλούν επιτάχυνση των αντικειμένων, προσθήκη στη συνολική πίεση του αντικειμένου, αλλαγή κατεύθυνσης ή αλλαγή σχήματος. Η ισχύς μιας δύναμης μετριέται σε Newton (N). Υπάρχουν τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις στη φυσική.

Μια δύναμη είναι πάντα μια ώθηση, μια έλξη ή μια συστροφή και επηρεάζει τα αντικείμενα σπρώχνοντάς τα προς τα πάνω, τραβώντας τα προς τα κάτω, σπρώχνοντάς τα προς μια πλευρά ή αλλάζοντας την κίνηση ή το σχήμα τους με κάποιον άλλο τρόπο.

Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα

Σύμφωνα με τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα για την κίνηση, ο τύπος για την εύρεση της δύναμης είναι:

F = m a {\displaystyle F=ma} $F=ma$

όπου F {\displaystyle F} είναι η δύναμη,
m {\displaystyle m} είναι η μάζα ενός αντικειμένου,
και a {\displaystyle a} είναι η επιτάχυνση του αντικειμένου.

Αυτός ο τύπος λέει ότι όταν υπάρχει μια δύναμη σε ένα αντικείμενο, τότε αυτό θα κινείται όλο και πιο γρήγορα. Αν η δύναμη είναι ασθενής και το αντικείμενο είναι βαρύ, τότε θα χρειαστεί πολύς χρόνος για να αυξηθεί η ταχύτητα πολύ, αλλά αν η δύναμη είναι ισχυρή και το αντικείμενο είναι ελαφρύ, τότε θα κινηθεί πολύ πιο γρήγορα πολύ πιο γρήγορα.

Βάρος

Η βαρύτητα είναι μια επιτάχυνση. Όλα όσα έχουν μάζα έλκονται προς τη Γη λόγω αυτής της επιτάχυνσης. Αυτή η έλξη είναι μια δύναμη που ονομάζεται βάρος.

Μπορούμε να πάρουμε την παραπάνω εξίσωση και να αλλάξουμε το a {\displaystyle a} με την τυπική βαρύτητα g, οπότε μπορούμε να βρούμε έναν τύπο για τη βαρύτητα στη γη:

W = m g {\displaystyle W=mg} $W=mg$

όπου W {\displaystyle W} $W$ είναι το βάρος ενός αντικειμένου,
m {\displaystyle m} είναι η μάζα ενός αντικειμένου,
και g {\displaystyle g} είναι η επιτάχυνση της βαρύτητας στο επίπεδο της θάλασσας. Είναι περίπου 9,8 m / s 2 {\displaystyle 9.8m/s^{2}} $9.8m/s^{2}$ .

Αυτός ο τύπος λέει ότι όταν γνωρίζετε τη μάζα ενός αντικειμένου, τότε μπορείτε να υπολογίσετε πόση δύναμη ασκείται στο αντικείμενο λόγω της βαρύτητας. Πρέπει να βρίσκεστε στη γη για να χρησιμοποιήσετε αυτόν τον τύπο. Αν βρίσκεστε στο φεγγάρι ή σε άλλο πλανήτη, τότε μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον τύπο αλλά το g θα είναι διαφορετικό.

Η δύναμη είναι διάνυσμα, επομένως μπορεί να είναι ισχυρότερη ή ασθενέστερη και μπορεί επίσης να δείχνει προς διάφορες κατευθύνσεις. Η βαρύτητα δείχνει πάντα προς τα κάτω στο έδαφος (αν δεν βρίσκεστε στο διάστημα).

Βαρυτική δύναμη

Μια άλλη εξίσωση που λέει κάτι για τη βαρύτητα είναι:

F = G m 1 m 2 d 2 {\displaystyle {F}={\frac {Gm_{1}m_{2}}{d^{2}}}} ${F}={\frac {Gm_{1}m_{2}}{d^{2}}}$

F {\displaystyle F} είναι η δύναμη- G {\displaystyle G} $G$ είναι η βαρυτική σταθερά, η οποία χρησιμοποιείται για να δείξει πώς η βαρύτητα επιταχύνει ένα αντικείμενο- m 1 {\displaystyle m_{1}} $m_{1}$ είναι η μάζα του ενός αντικειμένου- m 2 {\displaystyle m_{2}} $m_{2}$ είναι η μάζα του δεύτερου αντικειμένου- και d {\displaystyle d} $d$ είναι η απόσταση μεταξύ των αντικειμένων.

Αυτή η εξίσωση χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του τρόπου με τον οποίο η γη κινείται γύρω από τον ήλιο και του τρόπου με τον οποίο η σελήνη κινείται γύρω από τη γη. Χρησιμοποιείται επίσης για τον υπολογισμό του τρόπου με τον οποίο κινούνται άλλοι πλανήτες, αστέρια και αντικείμενα στο διάστημα.

Η εξίσωση λέει ότι αν δύο αντικείμενα είναι πολύ βαριά, τότε υπάρχει μια ισχυρή δύναμη μεταξύ τους λόγω της βαρύτητας. Αν απέχουν πολύ μεταξύ τους, τότε η δύναμη είναι ασθενέστερη.

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Q: Τι είναι η δύναμη;

A: Μια δύναμη είναι μια ώθηση ή μια έλξη μεταξύ αντικειμένων. Είναι μια αλληλεπίδραση που συμβαίνει όταν ένα αντικείμενο δρα σε ένα άλλο και η δράση του αντιστοιχεί σε μια αντίδραση από το άλλο αντικείμενο.

Ερ: Πώς εξηγεί ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα τις δυνάμεις;

Α: Ο τρίτος νόμος του Νεύτωνα ορίζει ότι η δράση και η αντίδραση είναι "ίσες και αντίθετες" (αντιστοιχίζονται). Αυτό σημαίνει ότι όταν ένα αντικείμενο δρα σε ένα άλλο, το δεύτερο αντικείμενο θα αντιδράσει με ίσο αλλά αντίθετο τρόπο.

Ερ: Μεταξύ ποιων τύπων αντικειμένων δρουν διαφορετικές δυνάμεις;

Α: Διαφορετικές δυνάμεις δρουν μεταξύ διαφορετικών ειδών αντικειμένων. Για παράδειγμα, η βαρύτητα δρα μεταξύ αντικειμένων με μάζα όπως ο ήλιος και η γη, ενώ η ηλεκτρομαγνητική δύναμη δρα μεταξύ αντικειμένων με φορτίο όπως τα ηλεκτρόνια και τα άτομα.

Ερ: Πώς μια δύναμη αλλάζει την κατάσταση ενός αντικειμένου;

Α: Μια δύναμη αλλάζει την κατάσταση ενός αντικειμένου προκαλώντας την ώθηση ή την έλξη του προς μια ορισμένη κατεύθυνση, η οποία αλλάζει την ορμή του, το επιταχύνει, προσθέτει στη συνολική του πίεση, αλλάζει την κατεύθυνση ή το σχήμα του με κάποιον άλλο τρόπο.

Ερ: Πώς μετράται η ισχύς μιας δύναμης;

Α: Η ισχύς μιας δύναμης μετριέται σε Newton (Ν).

Ερ: Πόσες θεμελιώδεις δυνάμεις υπάρχουν στη φυσική;

Α: Υπάρχουν τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις στη φυσική.

Ερ: Με ποιους τρόπους μπορούν οι δυνάμεις να επηρεάσουν τα αντικείμενα;

Α: Οι δυνάμεις μπορούν να επηρεάσουν τα αντικείμενα σπρώχνοντάς τα προς τα πάνω, τραβώντας τα προς τα κάτω, σπρώχνοντάς τα στο πλάι ή αλλάζοντας την κίνηση ή το σχήμα τους με κάποιον άλλο τρόπο.