Definicija sile u fizici

Sila je kvantitativni opis interakcije koja uzrokuje promjenu u kretanju objekta. Objekt može ubrzati gore, usporiti ili promijeniti smjer kao odgovor na silu. Drugim riječima, sila je svaka radnja koja ima za cilj održavanje ili promjenu gibanja tijela ili iskrivljavanje. Objekte guraju ili povlače sile koje djeluju na njih.

Kontaktna sila definira se kao sila koja djeluje kada dva fizička objekta dolaze u neposredan dodir jedni s drugima. Druge sile, poput gravitacije i elektromagnetske sile, mogu se naprezati čak i kroz prazan prostor vakuuma.

Ključni odvodi: ključni pojmovi

Sila je a vektor; ima i smjer i veličinu. Jedinica za silu SI je newton (N). Jedan newton sile jednak je 1 kg * m / s2 (gdje simbol "*" stoji za "times").

Sila je proporcionalna ubrzanje, koja se definira kao brzina promjene brzine. U računici računa, sila je izvedenica zamaha u odnosu na vrijeme.

Postoje dvije vrste sila u svemiru: kontaktna i nekontinentalna. Kontaktne snage, kao što naziv govori, odvijaju se kada se predmeti dodiruju, poput udarca loptom: Jedan predmet (stopalo) dodiruje drugi predmet (lopticu). Nekontaktne sile su one gdje se predmeti ne dodiruju.

Kontaktne snage mogu se klasificirati prema šest različitih vrsta:

• naponski: kao što je uzica čvrsto zategnuta
• Proljeće: kao što je sila koja se javlja pri stiskanju dva kraja opruge
• Normalna reakcija: pri čemu jedno tijelo reagira na silu koja djeluje na njega, kao što je lopta koja se odbija na crnoj ploči
• Trenje: sila koja se vrši pri premještanju nekog predmeta preko drugog, poput kugle koja se prebacuje nad crni vrh
• Trenje zraka: trenje koje nastaje kada se neki predmet, poput kugle, kreće kroz zrak
• Težina: gdje se tijelo povlači prema središtu Zemlje zbog gravitacije

Nekontaktne sile mogu se klasificirati prema tri vrste:

• gravitacijsko: što zbog gravitacijske privlačnosti između dvaju tijela
• Električna: što zbog električnih naboja prisutnih u dva tijela
• magnetska: do kojeg dolazi zbog magnetskih svojstava dvaju tijela, kao što su suprotni polovi dvaju magneta koji se međusobno privlače

Pojam sile izvorno je definirao Sir Isaac Newton u njegovom tri zakona kretanja. On je objasnio gravitacija kao privlačna sila između tijela koja su posjedovala masa. Međutim, gravitacija unutar Einsteinova opća relativnost ne zahtijeva silu.

Newtonov prvi zakon pokreta kaže da će se objekt nastaviti kretati stalnom brzinom ukoliko na njega ne djeluje vanjska sila. Predmeti u pokretu ostaju u pokretu dok na njih ne djeluje sila. To je inercija. Neće ubrzati, usporiti ili promijeniti smjer dok nešto ne djeluje na njih. Na primjer, ako gurnete hokejsku palicu, ona će se s vremenom zaustaviti zbog trenja o ledu.

Newtonov drugi zakon kretanja kaže da je sila izravno proporcionalna ubrzanju (brzini promjene momenta) za konstantnu masu. U međuvremenu, ubrzanje je obrnuto proporcionalno masi. Na primjer, kada kuglu baci na zemlju, ona djeluje na dolje; tlo, kao odgovor, djeluje nagore sila zbog čega lopta odskače. Ovaj je zakon koristan za mjerenje sila. Ako znate dva faktora, možete izračunati treći. Također znate da ako se predmet ubrzava, na njega mora postojati sila.

Newtonov treći zakon kretanja odnosi se na interakcije između dva objekta. Kaže da za svaku akciju postoji jednaka i suprotna reakcija. Kada se sila primijeni na jedan objekt, ona ima isti učinak na objekt koji je proizveo silu, ali u suprotnom smjeru. Na primjer, ako skočite s malog čamca u vodu, sila koju upotrebljavate za skok naprijed u vodu također će gurnuti čamac prema natrag. Akcijske i reakcijske snage događaju se istovremeno.

Tamo su četiri temeljne sile koje upravljaju interakcijama fizičkih sustava. Znanstvenici i dalje slijede jedinstvenu teoriju ovih sila:

1. Gravitacija: sila koja djeluje između masa. Sve čestice doživljavaju silu gravitacije. Ako, primjerice, držite kuglu u zraku, masa Zemlje omogućuje da kugla padne zbog sile gravitacije. Ili ako beba ptica puza iz svog gnijezda, gravitacija sa Zemlje će je povući na zemlju. Iako je graviton predložen kao čestica koja posreduje gravitaciju, on još nije primijećen.

2. Elektromagnetski: sila koja djeluje između električnih naboja. Čestica koja posreduje je foton. Na primjer, zvučnik koristi elektromagnetsku silu za širenje zvuka, a bankovni sustav zaključavanja vrata koristi elektromagnetske sile kako bi pomogao da se vrata trezora čvrsto zatvore. Strujni krugovi u medicinskim instrumentima poput snimanja magnetskom rezonancom koriste elektromagnetske sile, kao što to čine i magnetski brzi tranzitni sustavi u Japanu i Kini - nazvani "maglev" za magnetsku levitaciju.

3. Jaka nuklearna sila: sila koja drži jezgru atoma zajedno, posredovana gluonima koji djeluju na kvarkovi, antikvarkovi i sami gluoni. (Gluon je glasnička čestica koja veže kvarkove unutar protona i neutrona. Kvarkovi su temeljne čestice koje se kombiniraju u tvorbu protona i neutrona, dok su antikvarkovi identični kvarcima u masi, ali su suprotni u električnim i magnetskim svojstvima.)

4. Slaba nuklearna: sila koja je posredovana razmjenom W i Z bozoni a vidi se u beta raspadu neutrona u jezgri. (Bozon je vrsta čestica koja se pridržava pravila Bose-Einsteinove statistike.) Pri vrlo visokim temperaturama slaba sila i elektromagnetska sila ne razlikuju se.