forta

Fizic

2022

Explicăm ce este o forță pentru fizică, caracteristicile și tipurile ei în funcție de fiecare teorie. De asemenea, cum se măsoară și diverse exemple.

O forță este necesară pentru ca o mișcare să înceapă sau să se oprească.

Ce este o forță?

În termeni tehnici, o forță este o mărime capabilă să modifice cantitatea decirculaţie sau forma dată a unui corp sau a particulă. Nu trebuie confundat cu conceptele de efort sauEnergie.

În mod obișnuit, conceptul de forță este explicat în termeni de mecanica clasic stabilit de către Principiile lui Isaac Newton (1642-1727), cunoscut sub numele de Legile Mișcării și publicat în 1687 în Principia Mathematica.

Potrivit mecanicii clasice, forța care afectează un corp este responsabilă de modificările stării sale de mișcare, cum ar fi traiectoria rectilinie și deplasare uniformă, și să imprime a accelerare (sau încetinirea). În plus, orice forță care acționează asupra unui corp generează o forță identică, dar în sens opus.

În mod normal vorbim de forță în viața noastră de zi cu zi, fără a folosi neapărat acest cuvânt ca fiind fizic. Forța este studiată de fizică și, conform acesteia, sunt recunoscute patru forțe fundamentale la nivelcuantic: forța gravitațională, forța electromagnetică, forța nucleară puternică și forța nucleară slabă.

În schimb, în ​​mecanica newtoniană (sau clasică), există multe alte forțe identificabile, cum ar fi forța de frecare,Forta gravitationala, forța centripetă etc.

Caracteristicile forței

O forță poate fi gândită ca o entitate fizică care descrie intensitatea interacțiunilor dintre obiecte, strâns legată deEnergie.

Pentru mecanica clasică, fiecare forță este compusă dintr-o mărime și a abordare, notându-l astfel cu avector. Aceasta înseamnă că este o mărime vectorială, nu scalară.

Tipuri de forță

Potrivit lui Einstein, obiectele masive curbează spațiu-timp.

Există mai multe tipuri de forță, în funcție de natura și focalizarea lor:

Conform mecanicii newtoniene:

  • Puterea defrecare. Este forţa care se opune schimbării mişcării corpurilor, exercitând a rezistenta a abandona starea de odihnă, sau de mișcare, așa cum o putem percepe atunci când începem să plimbăm un obiect greu când îl împingem.
  • Forta gravitationala. Este forța exercitată de masa de corpuri pe obiectele din apropiere, atrăgându-le unul spre celălalt. Această forță devine vizibilă atunci când toate sau unele dintre obiectele care interacționează sunt foarte masive. Exemplul prin excelență este Planeta Pământ iar obiectele şiființe că trăim pe suprafața ei; între ele există o forță de atracție gravitațională.
  • Forța electromagnetică Este forța de atracție și respingere care este generată de interacțiunea câmpurilor electromagnetice.

Puteți vorbi și despre:

  • Forța de contact. Este forța care se exercită prin contactul fizic direct între un corp și altul.
  • Forța la distanță. Este forța care poate fi exercitată fără niciun contact fizic între corpuri.

Conform mecanicii relativiste sau einsteiniene:

  • Forta gravitationala. Este forța care pare să existe atunci când obiectele masive se îndoaie spaţiu–vreme în jurul lor, forțând obiectele mai mici să-și devieze traiectoriile și să se apropie de ele.
  • Forța electromagnetică Este forța pe care o exercită câmpurile electromagnetice asupra particulelor încărcate ale materie, în urma expresiei forței Lorenz.

Conform mecanicii cuantice:

  • Forta gravitationala. Este forța exercitată de o masă asupra celeilalte, fiind o forță slabă, într-o singură direcție (atrăgătoare), dar eficientă pe distanțe mari.
  • Fortaelectromagnetic. Este forța care afectează particulele încărcate electric și câmpurile electromagnetice pe care le generează, fiind forța care permite legarea moleculară. Este mai puternic decât gravitația și are două simțuri (atracție-repulsie).
  • Forță nucleară puternică. Este forța care menține nucleele atomi stabil, păstrându-se împreunăneutroni Yprotoni. Este mai intens decât electromagnetic, dar are o rază de acțiune mult mai mică.
  • Forță nucleară slabă. Este forța responsabilă pentru dezintegrarea radioactivă, capabilă să efectueze modificări ale materiei subatomice, cu o amploare și mai mică decât forțele nucleare puternice.

Unități de forță

Conform Sistemul internațional, forta se masoara in unitati numite Newtoni (N), in onoarea marelui fizician britanic. Aceste unități corespund la 100.000 de dine și sunt înțelese ca cantitatea de forță aplicată în timpul unei secunde unui masa de un kilogram, astfel încât capătă viteza de un metru pe secundă. Adică că:

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

Există și alte unități pentru alte sisteme metrice, care sunt echivalente, în Newtoni, cu:

  • 1 kilogram-forță sau kilopond este egal cu 9,81 N
  • 1 liră-forță este egal cu 4,448222 N

Cum se măsoară forța?

Astăzi există diverse modele de dinamometre, chiar și cu afișaje digitale.

Dinamometrul este dispozitivul ideal pentru măsurarea forței. De asemenea, este folosit pentru a calcula greutate a obiectelor. A fost inventat de Isaac Newton însuși, folosind întinderea unui arc și Legea elasticității lui Hooke, într-o manieră asemănătoare cu o scară cu arc.

Versiunile moderne ale dinamometrului urmează același principiu și au cârlige sau inele la capetele corpului lor cilindric, în interiorul cărora se află un arc sau spirală care acționează ca un arc. La unul dintre capetele sale măsurare forță (în unele cazuri poate apărea chiar pe un afișaj digital).

Exemple de forță

Există în mod constant exemple de putere în jurul nostru. Prin exercitarea forței noastre musculare asupra unui obiect pentru a-l ridica, învingem forța gravitației. Dacă împingem un corp masiv cu umărul, ca un frigider, nu va trebui doar să depășim gravitatie, dar și forța de frecare care se opune mișcării.

La fel se întâmplă și când lipim un magnet de frigider, deoarece forțamagnetic Îl ține pe loc, dar dacă îl aducem mai aproape de un alt magnet prin același pol, în schimb, vom observa o ușoară forță de respingere, care este un alt caracter al aceleiași forțe magnetice.

Forță și mișcare

Forța și mișcarea sunt puternic implicate una cu cealaltă. În primul rând, pentru că forța este aceea care este capabilă să pornească, să oprească sau să modifice o mișcare.

De exemplu, atunci când o minge de baseball se izbește de bâtă, forța batetorului este imprimată pe secundă pentru a-și devia traiectoria (la fel pe care i-a dat-o forța aruncătorului, deoarece mingea este în mod normal în repaus) și o aruncă pe teren.

Ori de câte ori există o forță asupra unui corp în el abordare la deplasare, va fi muncă efectuată de acea forță. Munca necesară pentru ca această mișcare să aibă loc este egală cu energia necesară mișcării corpului. În funcție de tipul de forță și de tipul de mișcare, vor fi disponibile diverse formule matematice pentru a le calcula.

Forta gravitatiei

Gravitația poate fi depășită momentan prin alte forțe.

Forța gravitației este acea forță de atracție pe care o exercită masele asupra materiei din jurul lor, cu o intensitate proporțională cu masa lor și invers proporțională cu distanța care le separă.

De fapt, celSoare ne atrage planeta de la distanta, cu acelasi tip de forta cu care ne atrage pe noi, cei care traim pe suprafata ei. Gravitația poate fi depășită momentan, așa cum facem când sărim, dar în cele din urmă vom ceda. Tot ce urcă liber, trebuie să coboare.

Forte intermoleculare

Ei sunt cei care păstreazămolecule împreună, formând structurilor mai complex și de masă mai mare, în funcție direct de natura atomi implicat. De aceea sunt cunoscute și ca legături intermoleculare sau legături atomice. Aceste forțe pot fi de două tipuri:Forțele Van der Waals sau Podurile de Hidrogen.

!-- GDPR -->