Δύναμη

Δύναμη

Τι είναι η δύναμη;

Στη φυσική, η δύναμη είναι μια ώθηση ή έλξη σε ένα αντικείμενο. Μια δύναμη μπορεί να προκαλέσει ένα αντικείμενο να επιταχυνθεί, να επιβραδυνθεί, να παραμείνει στη θέση του ή να αλλάξει σχήμα.

Πώς να μετρήσετε τη δύναμη

Η μονάδα μέτρησης της δύναμης είναι ο Νεύτωνας που συντομεύεται ως «Ν». Ένα νέο είναι η δύναμη που απαιτείται για την επιτάχυνση ενός γραμμαρίου μάζας κατά ένα εκατοστό ανά δευτερόλεπτο. Άλλες μονάδες δύναμης περιλαμβάνουν το dyne και τη δύναμη pound.


Παραδείγματα δύναμης
Δύναμη, μάζα και επιτάχυνση

Δύναμη μπορεί να προσδιοριστεί αν γνωρίζετε τη μάζα και την επιτάχυνση ενός αντικειμένου. Αυτή η εξίσωση προέρχεται από τον δεύτερο νόμο της κίνησης του Νεύτωνα:

f = m * α
Όπου f = δύναμη, m = μάζα και a = επιτάχυνση.
Δυνάμεις και διανύσματα

Η Δύναμη δεν έχει μόνο μέγεθος (δηλαδή αυτό που παίρνουμε σε Newton όταν χρησιμοποιούμε την παραπάνω εξίσωση), αλλά έχει και μια κατεύθυνση. Αυτό καθιστά τη δύναμη ένα διάνυσμα. Τα διανύσματα εμφανίζονται με ένα βέλος που δείχνει την κατεύθυνση της δύναμης και έναν αριθμό που δείχνει το μέγεθος. Δείτε τις εικόνες στα δεξιά για να δείτε πώς χρησιμοποιείται το βέλος για να δείξει την κατεύθυνση της δύναμης.

Δυνάμεις σε ισορροπία

Μερικές φορές μπορεί να υπάρχουν πολλές δυνάμεις που δρουν σε ένα αντικείμενο, αλλά το αντικείμενο παραμένει ακίνητο. Σε αυτήν την περίπτωση οι δυνάμεις βρίσκονται σε ισορροπία. Το άθροισμα των δυνάμεων, ή η καθαρή δύναμη, είναι μηδέν.

Η παρακάτω εικόνα δείχνει ένα αντικείμενο που κάθεται σε ένα τραπέζι. Το αντικείμενο δεν κινείται. Αυτό συμβαίνει επειδή η δύναμη της βαρύτητας που τραβά το αντικείμενο προς τα κάτω είναι ίση και αντίθετη με τη δύναμη του τραπεζιού που ανεβαίνει προς τα πάνω. Η καθαρή δύναμη είναι μηδέν και οι δυνάμεις είναι σε ισορροπία.

Συνδυασμένες Δυνάμεις

Όταν πολλαπλές δυνάμεις δρουν σε ένα αντικείμενο, η προκύπτουσα δύναμη είναι το άθροισμα των διανυσμάτων των επιμέρους δυνάμεων. Εδώ δεν θα μπλέξουμε πολύπλοκα διανυσματικά μαθηματικά, αλλά θα πάρουμε για παράδειγμα μια σύγκρουση. Οι δύο πλευρές τραβούν η καθεμία. Εάν η μία πλευρά τραβά με δύναμη 2 Ν προς την αριστερή κατεύθυνση και η άλλη πλευρά τραβά με δύναμη 3 Ν προς τη σωστή κατεύθυνση, τότε η προκύπτουσα δύναμη είναι 1 Ν προς τη σωστή κατεύθυνση.

Τύποι Δυνάμεων

• Τριβή - Η τριβή είναι μια δύναμη που προκαλείται όταν ένα αντικείμενο τρίβεται εναντίον ενός άλλου. Λειτουργεί στην αντίθετη κατεύθυνση της κύριας δύναμης.
• Βαρύτητα - Η βαρύτητα είναι μια δύναμη που προκαλείται από ένα μεγάλο σώμα, όπως η Γη. Η βαρύτητα τραβάει αντικείμενα προς τη Γη με επιτάχυνση «g» που ισούται με 9,8 m / s^δύο.
• Ηλεκτρομαγνητική - Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι μια δύναμη που σχετίζεται με ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία .
• Πυρηνικές - Πυρηνικές δυνάμεις είναι οι δυνάμεις που συγκρατούν τα άτομα και τα σωματίδια τους μαζί.
• Ένταση - Μια δύναμη έλξης που ασκείται από ένα κορδόνι, καλώδιο ή αλυσίδα σε άλλο αντικείμενο.
• Ελαστική - Μια ελαστική δύναμη είναι μια δύναμη που ασκείται από ένα αντικείμενο που προσπαθεί να επιστρέψει στο φυσικό του μήκος. Αυτό διαμορφώνεται από ένα ελατήριο που έχει τραβηχτεί από μια εξωτερική δύναμη, αλλά τραβά προς τα πίσω ενώ προσπαθεί να επιστρέψει στο αρχικό του μήκος.

Ενδιαφέροντα γεγονότα για τη Δύναμη

• Ένα αντικείμενο που επιταχύνεται σε κυκλική κίνηση βιώνει «κεντρομόλο» δύναμη.
• Οι τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις είναι η βαρύτητα, η ηλεκτρομαγνητική δύναμη, η ισχυρή πυρηνική δύναμη και η ασθενής πυρηνική δύναμη.
• Η ροπή είναι ένας τύπος δύναμης που μετρά τις αλλαγές στην ταχύτητα περιστροφής ενός αντικειμένου. Η ροπή είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των αυτοκινήτων, ειδικά των φορτηγών.
• Drag είναι μια δύναμη που μειώνει την ταχύτητα ενός αντικειμένου. Η ώθηση είναι μια δύναμη που αυξάνει την ταχύτητα ενός αντικειμένου.