sila

Fizično

2022

Pojasnimo, kaj je sila za fiziko, njene značilnosti in njene vrste glede na vsako teorijo. Tudi, kako se meri in različni primeri.

Za začetek ali ustavitev gibanja je potrebna sila.

Kaj je sila?

V tehničnem smislu je sila količina, ki lahko spremeni količinopremikanje ali dano obliko telesa ali a delec. Ne smemo ga zamenjevati s pojmi napora ozEnergija.

Običajno je pojem sile razložen v smislu mehanika klasična, ki jo je ustanovil Načela Isaaca Newtona (1642-1727), znan kot Zakoni gibanja in objavljen leta 1687 v svojih Principia Mathematica.

Po klasični mehaniki je sila, ki vpliva na telo, odgovorna za spremembe v njegovem stanju gibanja, kot sta njegova premočrtna pot in njegova premik uniformo in za tiskanje a pospešek (ali upočasnitev). Poleg tega vsaka sila, ki deluje na telo, ustvari enako silo, vendar v nasprotni smeri.

O sili običajno govorimo v vsakdanjem življenju, ne da bi nujno uporabili to besedo kot fizično. Silo proučuje fizika in po njej se na ravni prepoznajo štiri temeljne silekvantna: gravitacijska sila, elektromagnetna sila, močna jedrska sila in šibka jedrska sila.

Nasprotno pa v Newtonovi (ali klasični) mehaniki obstaja veliko drugih prepoznavnih sil, kot so sila trenja,Gravitacijska sila, centripetalna sila itd.

Značilnosti sile

Silo si lahko predstavljamo kot fizično entiteto, ki opisuje intenzivnost interakcij med predmeti, tesno povezane zEnergija.

Za klasično mehaniko je vsaka sila sestavljena iz velikosti in a naslov, s čimer ga označimo z avektor. To pomeni, da je vektorska količina, ne skalarna.

Vrste sile

Po Einsteinu se masivni predmeti upogibajo prostor-čas.

Obstaja več vrst sile, odvisno od njihove narave in fokusa:

Po Newtonovi mehaniki:

  • Močtrenje. To je sila, ki nasprotuje spremembi gibanja teles, ki izvaja a vzdržljivost opustiti stanje mirovanja ali gibanja, kot ga lahko zaznamo, ko začnemo hoditi po težkem predmetu, ko ga potiskamo.
  • Gravitacijska sila. To je sila, ki jo izvaja maso teles na bližnjih predmetih, ki jih vlečejo drug proti drugemu. Ta sila postane opazna, ko so vsi ali nekateri medsebojno delujoči predmeti zelo masivni. Primer par excellence je Planet Zemlja in predmeti inbitja da živimo na njeni površini; med njima je gravitacijska privlačna sila.
  • Elektromagnetna sila To je privlačna in odbojna sila, ki nastane zaradi interakcije elektromagnetnih polj.

Govorite lahko tudi o:

  • Kontaktna sila. To je sila, ki nastane zaradi neposrednega fizičnega stika med enim in drugim telesom.
  • Sila na daljavo. To je sila, ki se lahko izvaja brez kakršnega koli fizičnega stika med telesi.

Po relativistični ali Einsteinovi mehaniki:

  • Gravitacijska sila. To je sila, ki se zdi, da obstaja, ko se masivni predmeti upognejo prostor–vreme okoli njih, prisili manjše predmete, da zavijejo svoje poti in se jim približajo.
  • Elektromagnetna sila To je sila, s katero delujejo elektromagnetna polja na nabite delce zadeva, po izrazu Lorenzove sile.

Glede na kvantno mehaniko:

  • Gravitacijska sila. To je sila, ki jo izvaja ena masa na drugo, saj je šibka sila, samo v eni smeri (privlačna), vendar učinkovita na dolge razdalje.
  • Silaelektromagnetno. To je sila, ki vpliva na električno nabite delce in elektromagnetna polja, ki jih ustvarjajo, saj je sila, ki omogoča molekularno vez. Je močnejši od gravitacije in ima dva čutila (privlačnost-odbijanje).
  • Močna jedrska sila. To je sila, ki vzdržuje jedra atomi stabilen, drži skupajnevtroni Yprotoni. Je bolj intenziven kot elektromagnetni, vendar ima veliko manjši doseg.
  • Šibka jedrska sila. Je sila, odgovorna za radioaktivni razpad, sposobna izvajati spremembe v subatomski snovi, s še manjšim obsegom kot močne jedrske sile.

Enote sile

Po navedbah Mednarodni sistem, sila se meri v enotah, imenovanih newtoni (N), v čast velikemu britanskemu fiziku. Te enote ustrezajo 100.000 dinam in se razumejo kot količina sile, ki deluje v eni sekundi na maso kilograma, tako da doseže hitrost enega metra na sekundo. To je, da:

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

Obstajajo tudi druge enote za druge metrične sisteme, ki so v newtonih enakovredne:

  • 1 kilogram-sila ali kilopond je enak 9,81 N
  • 1 funt-sila je enaka 4,448222 N

Kako se meri sila?

Danes obstajajo različni modeli dinamometrov, tudi z digitalnimi zasloni.

Dinamometer je idealna naprava za merjenje sile. Uporablja se tudi za izračun utež predmetov. Izumil ga je sam Isaac Newton z uporabo raztezanja vzmeti in Hookeov zakon elastičnosti, na podoben način kot vzmetna tehtnica.

Sodobne različice dinamometra sledijo istemu principu in imajo na koncih valjastega telesa kavlje ali obroče, znotraj katerih je vzmet ali spirala, ki deluje kot vzmet. Na enem od svojih koncev je meritev sila (v nekaterih primerih se lahko prikaže celo na digitalnem zaslonu).

Primeri moči

Nenehno so primeri moči povsod okoli nas. Z uporabo mišične sile na predmet, da ga dvignemo, premagamo silo gravitacije. Če masivno telo potisnemo z ramo, kot je hladilnik, ne bomo morali le premagati gravitacija, ampak tudi sila trenja, ki nasprotuje gibanju.

Enako se zgodi, ko prilepimo magnet za hladilnik, saj silamagnetno Drži ga na mestu, a če ga skozi isti pol približamo drugemu magnetu, bomo namesto tega opazili rahlo odbojno silo, ki je še en znak iste magnetne sile.

Sila in gibanje

Sila in gibanje sta močno povezana drug z drugim. Na prvem mestu zato, ker je sila tista, ki je sposobna začeti, ustaviti ali spremeniti gibanje.

Na primer, ko bejzbolska žoga trči ob palico, se na drugi strani natisne sila udarca, da odvrne svojo pot (enako, kot ji jo je prvotno dala sila metalca, saj je žoga običajno v mirovanju) in jo vrže stran v polje.

Kadarkoli je v njem sila na telo naslov ob premiku bo ta sila opravila delo. Delo, potrebno za to gibanje, je enako energiji, ki je potrebna za premikanje telesa. Glede na vrsto sile in vrsto gibanja bodo za njihov izračun na voljo različne matematične formule.

Sila gravitacije

Gravitacijo je mogoče za trenutek premagati z drugimi silami.

Sila gravitacije je tista privlačna sila, ki jo mase izvajajo na snov okoli sebe, z intenzivnostjo, sorazmerno z njihovo maso in obratno sorazmerno z razdaljo, ki jih ločuje.

Pravzaprav jesonce privlači naš planet od daleč, z enako silo, s katero privlači nas, ki živimo na njegovem površju. Gravitacijo je mogoče za trenutek premagati, tako kot pri skakanju, vendar ji bomo sčasoma podlegli. Vse, kar gre prosto gor, mora pasti dol.

Medmolekularne sile

So tisti, ki ohranjajomolekule skupaj, tvorijo strukture bolj zapleteno in večjo maso, neposredno odvisno od narave atomi vključeni. Zato so znane tudi kot medmolekularne vezi ali atomske vezi. Te sile so lahko dveh vrst:Van der Waalsove sile ali vodikovi mostovi.

!-- GDPR -->