Концепция в дефиниция ABC

Евелин Мейте Марин | юни 2022 г
Индустриален инженер, магистър по физика и EdD

Във Вселената всички тела са в постоянно взаимодействие и в резултат на това съществува безкрайност от сили, които са отговорни за от всички съществуващи физични и химични явления: комбинацията от елементи е взаимодействие и в него се произвеждат сили междумолекулна. Също така, на макроскопско ниво има доказателства за сили в резултат на взаимодействия, например, за да се вдигне куфарче, е необходимо да се приложи сила.

За да може Луната да обикаля около Земята, Земята трябва да упражни сила върху нея, а за Земята и другите планети в Слънчева система може да обикаля около Слънцето, трябва да има сили, които позволяват това движение. От горното могат да се разграничат най-общо два типа взаимодействия: чрез контакт и чрез разстояние.

контактни взаимодействия

Те са тези, които включват директен контакт между телата. Някои примери за контактни сили са:

Нормална реакция (n): е сила, която се генерира, когато тяло почива върху или докосва повърхност. Името му се дължи на факта, че тази сила винаги действа перпендикулярно на допирателната равнина на контакт и е насочена от повърхността към тялото. Примери за тази сила се срещат през цялото време, когато човек стои на равна повърхност. хоризонтално, тъй като земята упражнява вертикална сила нагоре, за да поддържа тялото и да предотврати падането му. тегловно действие.

Напрежение (T): този тип сила се упражнява от гъвкави тела (могат да се огъват) като въжета, кабели, пружини или вериги, между другото. Терминът напрежение се дължи на факта, че единственият начин, по който гъвкав елемент като въже може да упражнява силата е дърпане, тъй като ако се опитате да бутате с въже, то ще се огъне и не се прилага сила някои. Напрежението се представя успоредно на кабела и винаги напуска тялото, върху което действа.

Сила на триене (Ff): това е сила, която произлиза от грапавостта на всички повърхности, която генерира съпротивление на относителното движение между тях. Без значение колко гладка може да изглежда повърхността с просто око, винаги има, поне на микроскопично ниво, неравности, които причиняват вид сцепление, което се противопоставя на плъзгане между две повърхности в контакт, следователно, силата на триене се представя допирателна към контактната повърхност и противоположна на движението (или на тенденцията от същото). Разграничават се два вида сили на триене: статичен и кинетиката (²).

Силата на статично триене (F_fs): действа, когато тялото е в покой, но с тенденция към движение. Величината на тази сила е равна на силата (или компонента на силата), която генерира тенденцията за движение и достига максималната си стойност при момент, в който възниква предстоящо движение, точката, в която силата на триене е право пропорционална на нормалната реакция на повърхност. константата на пропорционалност се нарича коефициент на статично триене (μ_с).

От друга страна, на кинетична сила на триене (F_fk), се упражнява, когато има относително движение между повърхностите. Тази сила е приблизително постоянна и нейната величина се определя чрез умножаване на коефициента на кинетично триене (μ_к) за нормалната реакция.

Коефициентите на триене са безразмерни величини, чиято стойност зависи от естеството на контактните повърхности. Стойността му е между нула и единица (0 < μ < 1), като експериментално е доказано, че статичният коефициент на триене е по-голям от кинетичния (μ_с > μ_к).

дистанционни взаимодействия

Тези видове взаимодействия възникват без да е необходимо взаимодействащите тела да са във физически контакт помежду си. За да оправдае това явление, физиката е разработила цяла теория, наречена "теория на полето", като полето е представяне в пространството и времето на физическа величина, свързана с някакво свойство (тесто, електрически заряд, магнитни материали). Като цяло могат да се разграничат три типа отдалечени взаимодействия:

Гравитационна сила: тя е сила на атракция генерирано от взаимодействието на разстояние от две тела с маса и неговата величина се подчинява на закон на универсалната гравитация:

Където:

F: величината на силата на привличане между масите
G: универсална гравитационна константа (G ≈ 6,67x10^-11 N•m²/kg²)
m, M: маси на тела
r: разделително разстояние между масите

Електрическа сила: тази сила възниква между частици или тела, които са електрически заредени, и Тя може да бъде привлекателна или отблъскваща, в зависимост от това дали знаците на зарядите са различни или еднакви. съответно. За точковите заряди величината на електрическата сила може да се определи от закона на Кулон:

където:

F: величината на силата на привличане между зарядите
k: Константа на Кулон (k ≈ 9x10⁹ N m2/C²)
Какво₁ и какво₂: стойности на точковите такси
r: разстояние на разделяне между зарядите

Магнитна сила: е резултат от електромагнитната сила в резултат на движещи се заряди. Стойността на магнитната сила може да се определи от закона на Лоренц:

F ⃗=q∙v ⃗×B ⃗

Където:

F ⃗: магнитна сила
q: подвижен товар
v ⃗: скорост на движението на товара
B ⃗: магнитно поле

Определяне на силите

В класическата механика законите на Нютон предлагат обяснение на взаимодействията между телата и определянето на силите, които се генерират в резултат на тези взаимодействия. По-специално, вторият закон на Нютон изразява, че ускорението, изпитвано от тяло (a), е право пропорционално на неговата маса (m) и обратно пропорционално на приложената сила (F):

F = m • a

Важно е да се отбележи, че силите са векторни величини, така че те имат величина, посока и сетива. Величината се определя от изразяване по-горе, а посоката и посоката ще бъдат същите като тези на ускорението. Единиците за сила в международната система са еквивалентни на kg m/s2, тоест Нютон (N).

1 N = 1 kg•m/s2