Сила

Сила может быть определена как некое усилие, которое изменяет или стремится изменить состояние покоя, равномерное движение или изменяет форму объекта. Она заставляет объекты ускоряться или замедляться.

Сила – основная причина движения от покоя тел.

Единица измерения

Единица измерения силы – ньютон ($Н$). Ньютон отображает силу, необходимую для перемещения, ускорения или движения объектов.

Основная формула для него:

$F = ma$,

где $m$ обозначает массу в килограммах, а $a$ обозначает ускорение в м/с2.

Сила – это векторная величина.

Чтобы полностью посчитать силу, действующую на объект, требуется не только величина, но и информация о направлении действия силы. Таким образом, величина 10 Ньютон не является полным описанием силы, действующей на объект. А 10 Ньютон вниз – это полное описание силы, действующей на объект. Даны как величина (10 Ньютон), так и направление (вниз).

Вектор силы имеет направление, поэтому для представления силы на диаграммах обычно используют стрелку. Такие диаграммы называются векторными диаграммами и используются на протяжении всего курса изучения физики.

Размер стрелки означает величину силы, а направление стрелки показывает направление, в котором действует сила.

Кроме того, если какой-либо объект находится в состоянии покоя или, точнее, в равновесии, это может означать, что силы, действующие на объект, взаимно компенсируют друг друга, и, следовательно, чистая сила равна 0.

Можно представить ситуации, в которых две отдельные векторные силы взаимно компенсируют друг друга («баланс»), но существует третья индивидуальная сила, которая не уравновешена другой силой. Например, книгу, скользящую по шероховатой поверхности стола слева направо. Нисходящая сила тяжести и восходящая сила стола, поддерживающего книгу, действуют в противоположных направлениях и таким образом уравновешивают друг друга. Однако сила трения действует влево, и нет правой силы, чтобы уравновесить ее. В этом случае единственная неуравновешенная сила действует на книгу, чтобы изменить ее состояние.

Типы сил

Во вселенной существуют разные типы сил. Основываясь на характере взаимодействия между двумя телами, они могут быть классифицированы на две основные категории:

• контактные силы,
• бесконтактные силы (полевые силы или силы, действующие на расстоянии).

Контактные силы возникают, когда объекты непосредственно соприкасаются друг с другом.

Например, когда вы ударяете в мяч или тянете стул.

Они также могут быть классифицированы следующим образом:

Пружина

Сила, действующая со стороны сжатой или растянутой пружины на любой прикрепленный к ней объект, называется пружинной силой.

Объект, сжимающий или растягивающий пружину, всегда движется в направлении, которое возвращает объект в его положение покоя или равновесия.

Нормальная реакция опоры

Реакция, когда одно тело оказывает воздействие на другое, то второе вызывает реакцию, которая действует перпендикулярно поверхности второго тела.

Трение

Сила, создаваемая поверхностью, когда объект движется по ней или прилагает усилия для перемещения по ней, называется трением.

Существует как минимум два типа силы трения – скольжение и статическое трение. Например, если книга скользит по поверхности стола, то стол прилагает силу трения в направлении, противоположном его движению. Трение является результатом того, что две поверхности плотно прижаты друг к другу.

Сопротивление воздуха

Это особый тип трения, который воздействует на объекты, когда они двигаются по воздуху.

Часто наблюдается сила сопротивления воздуха, противодействующая движению объекта. Это наиболее заметно для объектов, которые движутся с высокой скоростью (например, парашютист) или для объектов с большой площадью поверхности (парусник).

Бесконтактные силы

Они же полевые силы или силы, действующие на расстоянии.

Эти силы имеют место существовать благодаря некоторым начальными характеристикам тел и возникают без какого-либо физического взаимодействия между телами. Короче говоря, силы, которые действуют между телами, разделенными расстоянием без какого-либо реального контакта.

Некоторые примеры бесконтактных сил:

Гравитационные силы

Силы, связанные с гравитационным притяжением между двумя телами. В случае притяжения Землей сила всегда направлена вниз.

Электрические силы

Силы, возникающие из-за зарядов, присутствующих на двух объектах. Направление этих сил зависит от типа зарядов на двух взаимодействующих телах.

Магнитные силы

Они имеют место быть между двумя телами из-за наличия в них магнитных характеристик. Направление зависит от природы магнитной полярности, приобретенной телами.

Нужна работа по низкой цене? У нас вы можете заказать статью по физике недорого!

Тест по теме «Сила»