Definícia sily vo fyzike

Sila je kvantitatívny opis interakcie, ktorá spôsobuje zmenu pohybu objektu. Objekt môže rýchlosť hore, spomaliť alebo zmeniť smer v reakcii na silu. Inak povedané, sila je akákoľvek akcia, ktorá má tendenciu udržiavať alebo meniť pohyb tela alebo ho deformovať. Objekty sú tlačené alebo ťahané silami pôsobiacimi na ne.

Prítlačná sila je definovaná ako sila, ktorá pôsobí, keď dva fyzikálne objekty prichádzajú do priameho vzájomného kontaktu. Iné sily, ako sú gravitácia a elektromagnetické sily, sa môžu vyvíjať aj cez prázdne vákuum vesmíru.

Kľúčové cesty: Kľúčové podmienky

Sila je vektor; má smer aj veľkosť. Jednotkou SI pre silu je newton (N). Jeden newton sily sa rovná 1 kg * m / s2 (kde symbol „*“ znamená „krát“).

Sila je úmerná akcelerácia, ktorá je definovaná ako rýchlosť zmeny rýchlosti. Z hľadiska počtu je sila derivátom hybnosti vzhľadom na čas.

Vo vesmíre sú dva typy síl: kontakt a nekontakt. Kontaktné sily, ako napovedá názov, sa vyskytujú, keď sa objekty navzájom dotýkajú, ako napríklad kopnutie lopty: Jeden objekt (vaša noha) sa dotkne druhého objektu (lopta). Nekontaktné sily sú tie, kde sa predmety navzájom nedotýkajú.

Kontaktné sily možno rozdeliť do šiestich rôznych typov:

• ťahová: ako napr
• Jar: napríklad sila, ktorá pôsobí, keď stlačíte dva konce pružiny
• Normálna reakcia: kde jedno telo poskytuje reakciu na silu, ktorá na neho pôsobí, napríklad na guľu, ktorá skáče na čiernu plochu
• Trenie: sila, ktorá sa vyvíja, keď sa objekt pohybuje naprieč iným, ako napríklad guľa, ktorá sa valí cez čiernu plochu
• Trenie vzduchu: trenie, ku ktorému dochádza, keď sa nejaký predmet, napríklad guľa, pohybuje vzduchom
• hmotnosť: kde je telo ťahané smerom do stredu Zeme kvôli gravitácii

Nekontaktné sily možno klasifikovať podľa troch typov:

• gravitačné: čo je spôsobené gravitačnou príťažlivosťou medzi dvoma orgánmi
• elektrická: čo je spôsobené elektrickým nábojom prítomným v dvoch telách
• magnetic: ktoré sa vyskytujú v dôsledku magnetických vlastností dvoch telies, ako sú naproti sebe priťahované protiľahlé póly dvoch magnetov

Pojem sily bol pôvodne definovaný Sir Isaac Newton v jeho tri zákony o pohybe. Vysvetlil gravitácia ako príťažlivá sila medzi telami, ktoré vlastnili hmota. Avšak gravitácia vo vnútri Einsteinova všeobecná relativita nevyžaduje silu.

Newtonov prvý zákon o pohybe hovorí, že objekt sa bude naďalej pohybovať konštantnou rýchlosťou, pokiaľ naň nebude pôsobiť vonkajšia sila. Objekty v pohybe zostávajú v pohybe, kým na ne nebude pôsobiť sila. Toto je zotrvačnosť. Nebudú sa zrýchľovať, spomaľovať alebo meniť smer, kým na nich niečo nebude pôsobiť. Napríklad, ak posuniete hokejový puk, nakoniec sa zastaví z dôvodu trenia na ľade.

Newtonov druhý zákon o pohybe hovorí, že sila je priamo úmerná zrýchleniu (rýchlosť zmeny hybnosti) pri konštantnej hmotnosti. Medzitým je zrýchlenie nepriamo úmerné hmotnosti. Napríklad, keď hodíte loptičku hodenú na zem, vyvíja silu smerom nadol; zem v reakcii vyvíja vzostupnú silu, ktorá spôsobí, že sa lopta odrazí. Tento zákon je užitočný na meranie síl. Ak poznáte dva z týchto faktorov, môžete vypočítať tretí. Tiež viete, že ak sa objekt zrýchľuje, musí naň pôsobiť sila.

Newtonov tretí zákon o pohybe sa týka interakcií medzi dvoma objektmi. Hovorí sa, že pre každú akciu existuje rovnaká a opačná reakcia. Keď je sila aplikovaná na jeden objekt, má to rovnaký účinok na objekt, ktorý vyvinul silu, ale v opačnom smere. Napríklad, ak skočíte z malej lode do vody, sila, ktorú použijete na skok vpred do vody, tiež tlačí loď dozadu. Akčné a reakčné sily sa vyskytujú súčasne.

Existujú štyri základné sily ktoré riadia interakcie fyzikálnych systémov. Vedci pokračujú v jednotnej teórii týchto síl:

1. gravitácia: sila, ktorá pôsobí medzi masami. Všetky častice zažívajú gravitačnú silu. Ak napríklad držíte loptičku vo vzduchu, hmota Zeme umožňuje, aby guľa padla v dôsledku gravitačnej sily. Alebo ak sa mláďa vtiahne zo svojho hniezda, gravitácia zo Zeme ho pritiahne k zemi. Aj keď graviton bol navrhnutý ako gravitácia sprostredkujúca častice, ešte nebol pozorovaný.

2. Elektromagnetická: sila, ktorá pôsobí medzi elektrickými nábojmi. Sprostredkovateľskou časticou je fotón. Napríklad reproduktor používa elektromagnetickú silu na šírenie zvuku a systém zamykania dverí banky využíva elektromagnetické sily, aby pomohol pevne zatvoriť dvere trezoru. Výkonové obvody v lekárskych prístrojoch, ako je zobrazovanie pomocou magnetickej rezonancie, používajú elektromagnetické sily, rovnako ako magnetické levitácie, ktoré sa používajú v Japonsku a Číne, tzv. Maglev.

3. Silná jadrová energia: sila, ktorá drží jadro atómu pohromade, sprostredkovaná pôsobením gluónov kvarky, starožitnosti a samotné gluóny. (Gluón je častice posla, ktorá viaže kvarky v protónoch a neutrónoch. Kvarky sú základné častice, ktoré sa kombinujú a vytvárajú protóny a neutróny, zatiaľ čo starožitnosti sú rovnaké ako kvarkové hmoty, ale majú opačné elektrické a magnetické vlastnosti.)

4. Slabá jadrová energia: sila sprostredkovaná výmenou W a Z bozóny a je vidieť v beta rozpade neutrónov v jadre. (Bozón je typ častice, ktorý dodržiava pravidlá Bose-Einsteinovej štatistiky.) Pri veľmi vysokých teplotách je slabá sila a elektromagnetická sila nerozoznateľná.