Definice síly ve fyzice

Síla je kvantitativní popis interakce, která způsobí změnu pohybu objektu. Objekt může Rychlost nahoru, zpomalit nebo změnit směr v reakci na sílu. Jinými slovy, síla je jakákoli akce, která má tendenci udržovat nebo měnit pohyb těla nebo jej deformovat. Objekty jsou tlačeny nebo taženy silami, které na ně působí.

Přítlačná síla je definována jako síla vyvíjená, když dva fyzické objekty přicházejí do přímého vzájemného kontaktu. Jiné síly, jako gravitační a elektromagnetické síly, se mohou vyvinout i přes prázdné vakuum prostoru.

Klíčové cesty: Klíčové podmínky

Síla je vektor; má jak směr, tak velikost. Jednotka SI pro sílu je newton (N). Jeden newton síly se rovná 1 kg * m / s2 (kde symbol "*" znamená "časy").

Síla je úměrná akcelerace, která je definována jako rychlost změny rychlosti. Z hlediska počtu je síla derivátem hybnosti s ohledem na čas.

Ve vesmíru jsou dva typy sil: kontakt a nekontakt. Kontaktní síly, jak název napovídá, se vyskytují, když se objekty vzájemně dotýkají, jako je například kopnutí míče: Jeden předmět (vaše noha) se dotkne druhého objektu (koule). Nekontaktní síly jsou ty, kde se objekty navzájem nedotýkají.

Kontaktní síly lze klasifikovat podle šesti různých typů:

• Napětí: jako je napnutá struna
• Jaro: jako je síla vyvíjená při stlačování dvou konců pružiny
• Normální reakce: kde jedno tělo poskytuje reakci na sílu, která na něj působí, jako je koule, která skáče na blacktopu
• Tření: síla vyvíjená, když se předmět pohybuje naproti jinému, jako je například kulička převrácená přes blacktop
• Tření vzduchu: tření, ke kterému dochází, když se předmět, například koule, pohybuje vzduchem
• Hmotnost: kde je tělo přitaženo ke středu Země kvůli gravitaci

Nekontaktní síly lze rozdělit do tří typů:

• Gravitační: což je kvůli gravitační přitažlivosti mezi dvěma těly
• Elektrický: což je způsobeno elektrickým nábojem přítomným ve dvou tělech
• Magnetický: který nastává v důsledku magnetických vlastností dvou těl, jako jsou protilehlé póly dvou magnetů přitahovány k sobě

Pojem síly byl původně definován Sir Isaac Newton v jeho tři zákony pohybu. Vysvětlil gravitace jako přitažlivá síla mezi těly, které posedly Hmotnost. Avšak gravitace uvnitř Einsteinova obecná relativita nevyžaduje sílu.

Newtonův první zákon pohybu říká, že objekt se bude i nadále pohybovat konstantní rychlostí, pokud na něj nebude působit vnější síla. Objekty v pohybu zůstávají v pohybu, dokud na ně nepůsobí síla. To je setrvačnost. Nebudou zrychlovat, zpomalovat nebo měnit směr, dokud na ně nebude něco působit. Pokud například posunete hokejový puk, nakonec se zastaví kvůli tření na ledu.

Newtonův druhý zákon pohybu říká, že síla je přímo úměrná zrychlení (rychlost změny hybnosti) pro konstantní hmotnost. Mezitím je zrychlení nepřímo úměrné hmotnosti. Například, když hodíte kouli hodenou na zem, působí silou dolů; země v reakci vyvíjí vzestupnou sílu, která způsobí, že se míč odrazí. Tento zákon je užitečný pro měření sil. Pokud znáte dva faktory, můžete vypočítat třetí. Také víte, že pokud objekt zrychluje, musí na něj působit síla.

Newtonův třetí zákon pohybu se týká interakcí mezi dvěma objekty. Říká se, že pro každou akci existuje stejná a opačná reakce. Když je síla aplikována na jeden objekt, má stejný účinek na objekt, který sílu vytvořil, ale v opačném směru. Například, pokud skočíte z malé lodi do vody, síla, kterou použijete ke skoku vpřed do vody, také tlačí loď dozadu. Akční a reakční síly se odehrávají současně.

Existují čtyři základní síly které řídí interakce fyzických systémů. Vědci nadále usilují o sjednocenou teorii těchto sil:

1. Gravitace: síla, která působí mezi masami. Všechny částice zažívají gravitační sílu. Pokud například držíte míč ve vzduchu, hmota Země umožňuje pádu míče v důsledku gravitační síly. Nebo pokud se z ptačí hnízdo plazí ptáček, gravitace ze Země ho přitáhne k zemi. Zatímco graviton byl navržen jako gravitační síla zprostředkující částice, nebyl dosud pozorován.

2. Elektromagnetické: síla, která působí mezi elektrickými náboji. Zprostředkující částice je foton. Například reproduktor používá elektromagnetickou sílu k šíření zvuku a systém zamykání dveří banky používá elektromagnetické síly, aby pomohl pevně zavřít dveře trezoru. Výkonové obvody v lékařských nástrojích, jako je zobrazování magnetickou rezonancí, používají elektromagnetické síly, stejně jako magnetické rychlé tranzitní systémy v Japonsku a Číně - nazývané „maglev“ pro magnetickou levitaci.

3. Silné jaderné: síla, která drží jádro atomu pohromadě, zprostředkovaná gluony působícími na kvarky, starožitnosti a samotné gluony. (Gluon je částice posla, která váže kvarky uvnitř protonů a neutronů. Kvarky jsou základní částice, které se spojují a vytvářejí protony a neutrony, zatímco antikvary jsou identické s kvarky v hmotě, ale opačně v elektrických a magnetických vlastnostech.)

4. Slabá jaderná energie: síla, která je zprostředkována výměnou W a Z bosony a je vidět v beta rozpadu neutronů v jádře. (Boson je typ částice, která dodržuje pravidla Bose-Einsteinovy ​​statistiky.) Při velmi vysokých teplotách jsou slabá síla a elektromagnetická síla nerozeznatelné.