• Kas yra jėga?
• Jėgos charakteristikos
• Jėgos rūšys
• Jėgos vienetai
• Kaip matuojama jėga?
• Stiprybės pavyzdžiai
• Jėga ir judėjimas
• Gravitacijos jėga
• Tarpmolekulinės jėgos

Pagal kiekvieną teoriją paaiškiname, kas yra jėga fizikoje, jos charakteristikos ir rūšys. Taip pat, kaip jis matuojamas ir įvairūs pavyzdžiai.

Judėjimui pradėti arba sustabdyti reikalinga jėga.

Kas yra jėga?

Techniniu požiūriu jėga yra dydis, galintis pakeisti kiekįjudėjimas arba duota kūno forma arba a dalelė. Jo nereikėtų painioti su pastangų ar sąvokomisEnergija.

Paprastai jėgos sąvoka paaiškinama taip mechanika įsteigta klasika Izaoko Niutono principai (1642-1727), žinomi kaip judėjimo įstatymai ir paskelbti 1687 m. Principia Mathematica.

Remiantis klasikine mechanika, jėga, kuri veikia kūną, yra atsakinga už jo judėjimo būsenos pokyčius, pvz., tiesinę trajektoriją ir poslinkis uniformą, ir spausdinti a pagreitis (arba sulėtėjimas). Be to, bet kokia jėga, veikianti kūną, sukuria identišką jėgą, bet priešinga kryptimi.

Mes paprastai kalbame apie jėgą kasdieniame gyvenime, nebūtinai vartodami šį žodį kaip fizinis. Jėgą tiria fizika ir pagal ją lygiu atpažįstamos keturios pagrindinės jėgoskvantinis: gravitacinė jėga, elektromagnetinė jėga, stipri branduolinė jėga ir silpna branduolinė jėga.

Priešingai, Niutono (arba klasikinėje) mechanikoje yra daug kitų atpažįstamų jėgų, tokių kaip trinties jėga,Gravitacinė jėga, įcentrinė jėga ir kt.

Jėgos charakteristikos

Jėga gali būti laikoma fizine esybe, apibūdinančia objektų sąveikos intensyvumą, glaudžiai susijusią suEnergija.

Klasikinėje mechanikoje kiekviena jėga susideda iš dydžio ir a adresu, tokiu būdu pažymėdamas jį avektorius. Tai reiškia, kad tai vektorinis dydis, o ne skaliarinis.

Jėgos rūšys

Anot Einšteino, masyvūs objektai sulenkia erdvėlaikį.

Priklausomai nuo jų pobūdžio ir fokusavimo, yra keletas jėgos tipų:

Pagal Niutono mechaniką:

• Stiprumastrintis. Tai jėga, kuri priešinasi kūnų judėjimo kaitai, darydama a ištvermė atsisakyti ramybės arba judėjimo būsenos, kurią galime suvokti pradėdami eiti sunkų daiktą jį stumiant.
• Gravitacinė jėga. Tai jėga, kurią veikia masė kūnus ant netoliese esančių objektų, traukdami juos vienas prie kito. Ši jėga tampa pastebima, kai visi arba kai kurie sąveikaujantys objektai yra labai masyvūs. Par excellence pavyzdys yra Planeta žemė o objektai irbūtybės kad gyvename jos paviršiuje; tarp jų yra gravitacinė traukos jėga.
• Elektromagnetinė jėga Tai patraukli ir atstumianti jėga, kurią sukuria elektromagnetinių laukų sąveika.

Taip pat galite kalbėti apie:

• Kontaktinė jėga. Tai jėga, kuri atsiranda dėl tiesioginio fizinio kontakto tarp vieno ir kito kūno.
• Jėga per atstumą. Tai jėga, kurią galima veikti be jokio fizinio kontakto tarp kūnų.

Pagal reliatyvistinę arba Einšteino mechaniką:

• Gravitacinė jėga. Tai jėga, kuri, atrodo, egzistuoja, kai masyvūs objektai lenkia erdvė–oras aplink juos, priversdami mažesnius objektus nukrypti nuo savo trajektorijų ir prie jų artėti.
• Elektromagnetinė jėga Tai jėga, kurią elektromagnetiniai laukai veikia įkrautas daleles reikalas, vadovaujantis Lorenco jėgos išraiška.

Pagal kvantinę mechaniką:

• Gravitacinė jėga. Tai jėga, kurią viena masė veikia kitą, nes ji yra silpna jėga, tik viena kryptimi (patraukli), bet veiksminga dideliais atstumais.
• Jėgaelektromagnetinis. Tai jėga, kuri veikia elektra įkrautas daleles ir jų sukuriamus elektromagnetinius laukus, nes ji yra jėga, kuri leidžia susieti molekules. Jis stipresnis už gravitaciją ir turi du pojūčius (trauka-atstūmimas).
• Stipri branduolinė jėga. Tai jėga, kuri palaiko branduolius atomai stabilus, besilaikantis kartuneutronų Yprotonų. Jis yra intensyvesnis nei elektromagnetinis, tačiau turi daug mažesnį diapazoną.
• Silpna branduolinė jėga. Tai jėga, atsakinga už radioaktyvųjį skilimą, galinti atlikti subatominės medžiagos pokyčius, kurių mastas dar mažesnis nei stiprios branduolinės jėgos.

Jėgos vienetai

Pagal Tarptautinė sistema, jėga matuojama vienetais, vadinamais niutonais (N), didžiojo britų fiziko garbei. Šie vienetai atitinka 100 000 dynų ir yra suprantami kaip jėgos, veikiančios per vieną sekundę masė kilogramo, kad jis įgautų vieno metro per sekundę greitį. Tai yra, kad:

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

Kitoms metrinėms sistemoms yra ir kitų vienetų, kurie niutonais yra lygiaverčiai:

• 1 kilogramo jėga arba kilopondas yra lygus 9,81 N
• 1 svaro jėga lygi 4,448222 N

Kaip matuojama jėga?

Šiandien yra įvairių dinamometrų modelių, net su skaitmeniniais ekranais.

Dinamometras yra idealus prietaisas jėgos matavimui. Jis taip pat naudojamas apskaičiuojant svorio objektų. Jį išrado pats Izaokas Niutonas, naudodamas spyruoklės ištempimą ir Huko elastingumo dėsnis, panašiai kaip spyruoklinė skalė.

Šiuolaikinės dinamometro versijos veikia tuo pačiu principu ir cilindrinio korpuso galuose turi kabliukus arba žiedus, kurių viduje yra spyruoklė arba spiralė, kuri veikia kaip spyruoklė. Viename iš jo galų matavimas jėga (kai kuriais atvejais ji netgi gali pasirodyti skaitmeniniame ekrane).

Stiprybės pavyzdžiai

Aplink mus nuolatos yra stiprybės pavyzdžių. Padėdami savo raumenų jėgą objektui, kad jį pakeltume, mes nugalime gravitacijos jėgą. Jei pečiu stumsime masyvų kūną, pavyzdžiui, šaldytuvą, turėsime ne tik įveikti gravitacija, bet ir trinties jėga, kuri priešinasi judėjimui.

Tas pats atsitinka, kai klijuojame šaldytuvo magnetą, nes jėgamagnetinis Jis laiko jį vietoje, bet jei per tą patį polių priartinsime jį prie kito magneto, pastebėsime nedidelę atstūmimo jėgą, kuri yra dar vienas tos pačios magnetinės jėgos požymis.

Jėga ir judėjimas

Jėga ir judesys yra stipriai susiję vienas su kitu. Visų pirma, nes jėga yra ta, kuri gali pradėti, sustabdyti ar pakeisti judėjimą.

Pavyzdžiui, kai beisbolo kamuoliukas atsitrenkia į lazdą, antroje pusėje atspausdinama mušimo jėga, kad būtų nukreipta jo trajektorija (ta pati, kurią iš pradžių davė ąsočio jėga, nes kamuolys paprastai būna ramybės būsenoje) ir išmeta jį į lauką.

Visada, kai jame esantį kūną veikia jėga adresu pasislinkus, bus atliktas tos jėgos darbas. Šiam judesiui atlikti reikalingas darbas yra lygus energijai, reikalingai kūnui judėti. Priklausomai nuo jėgos tipo ir judėjimo tipo, joms apskaičiuoti bus naudojamos įvairios matematinės formulės.

Gravitacijos jėga

Gravitaciją galima akimirksniu įveikti kitomis jėgomis.

Gravitacijos jėga yra ta patraukli jėga, kurią masės veikia aplink jas esančią medžiagą, kurios intensyvumas proporcingas jų masei ir atvirkščiai proporcingas jas skiriančiam atstumui.

Tiesą sakant,Saulė jis traukia mūsų planetą iš tolo, ta pačia jėga, kuria traukia mus, gyvenančius jos paviršiuje. Gravitaciją galima įveikti akimirksniu, kaip tai darome šokinėjant, bet galiausiai jai pasiduosime. Viskas, kas kyla laisvai, turi nusileisti.

Tarpmolekulinės jėgos

Jie yra tie, kurie laikosimolekules kartu, formuojantis struktūros sudėtingesnis ir didesnės masės, tiesiogiai priklauso nuo jo pobūdžio atomai dalyvauja. Štai kodėl jie taip pat žinomi kaip tarpmolekuliniai ryšiai arba atominiai ryšiai. Šios jėgos gali būti dviejų tipų:Van der Waals pajėgos arba vandenilio tiltai.