Koncept u definiciji ABC

Evelyn Maitee Marin | lipnja 2022
Industrijski inženjer, magistar fizike i EdD

U svemiru su sva tijela u stalnoj interakciji, a kao posljedica toga postoji beskonačnost sila koje su odgovorne za od svih fizičkih i kemijskih fenomena koji su postojali: kombinacija elemenata je interakcija i u njoj nastaju sile intermolekularni. Također, na makroskopskoj razini postoje dokazi o silama kao rezultatu interakcija, na primjer, za podizanje aktovke potrebno je primijeniti silu.

Da bi Mjesec kružio oko Zemlje, Zemlja mora na njega djelovati silom, a za Zemlju i druge planete u Sunčev sustav može kružiti oko Sunca, moraju postojati sile koje to dopuštaju pokret. Iz navedenog se općenito mogu razlikovati dvije vrste interakcija: kontaktom i udaljenosti.

kontaktne interakcije

To su oni koji uključuju izravan kontakt između tijela. Neki primjeri kontaktnih sila su:

normalna reakcija (n): je sila koja nastaje kada tijelo počiva na površini ili dodiruje površinu. Ime je dobio zbog činjenice da ova sila uvijek djeluje okomito na tangentnu ravninu dodira i usmjerena je s površine na tijelo. Primjeri ove sile javljaju se cijelo vrijeme kada osoba stoji na ravnoj površini. horizontalno, budući da tlo vrši vertikalnu silu prema gore kako bi poduprla tijelo i spriječila njegovo padanje. djelovanje težine.

napetost (T): ovu vrstu sile vrše fleksibilna tijela (mogu se savijati) kao što su užad, sajle, opruge ili lanci, između ostalog. Izraz napetost nastaje zbog činjenice da jedini način na koji fleksibilni element kao što je uže može djelovati sila je povlačenje, jer ako pokušate gurati užetom, ono će se saviti i nikakva sila se ne primjenjuje neki. Napetost je prikazana paralelno sa sajlom i uvijek napušta tijelo na koje djeluje.

Sila trenja (Ff): to je sila koja proizlazi iz hrapavosti svih površina, što stvara otpor relativnom kretanju između njih. Bez obzira koliko glatka površina izgledala golim okom, uvijek postoje, barem na mikroskopskoj razini, nepravilnosti koje uzrokuju neku vrstu hvatanja koja se suprotstavlja klizanje između dviju površina u dodiru, stoga je sila trenja predstavljena tangentno na dodirnu površinu i suprotno kretanju (ili tendenciji istog). Razlikuju se dvije vrste sila trenja: statički i kinetika (²).

Statička sila trenja (F_fs): djeluje kada tijelo miruje, ali s tendencijom kretanja. Veličina ove sile jednaka je sili (ili komponenti sile) koja stvara tendenciju pomicanja i dostiže svoju maksimalnu vrijednost pri Trenutak u kojem se događa nadolazeće gibanje, točka u kojoj je sila trenja izravno proporcionalna normalnoj reakciji površinski. konstanta od proporcionalnost naziva se koeficijent statičkog trenja (μ_s).

S druge strane, kinetička sila trenja (F_fk), nastaje kada postoji relativno gibanje između površina. Ta je sila približno konstantna i njezina se veličina određuje množenjem koeficijenta kinetičkog trenja (μ_k) za normalnu reakciju.

Koeficijenti trenja su bezdimenzijske veličine čija vrijednost ovisi o prirodi dodirnih površina. Njegova vrijednost je između nule i jedinice (0 < μ < 1), a eksperimentalno je pokazano da je statički koeficijent trenja veći od kinetičkog (μ_s > μ_k).

interakcije na daljinu

Ove vrste interakcija nastaju bez potrebe da tijela u interakciji budu u fizičkom kontaktu jedno s drugim. Kako bi opravdala ovaj fenomen, fizika je razvila cijelu teoriju nazvanu "teorija polja", budući da je polje reprezentacija u prostoru i vremenu fizičke veličine povezane s nekim svojstvom (tijesto, električno punjenje, magnetski materijali). Općenito, mogu se razlikovati tri vrste daljinskih interakcija:

Gravitacijska sila: to je sila od privlačnost nastaje interakcijom na udaljenosti dvaju tijela s masom, a njegova veličina je podređena Zakon univerzalne gravitacije:

Gdje:

F: veličina privlačne sile između masa
G: univerzalna gravitacijska konstanta (G ≈ 6,67x10^-11 N•m²/kg²)
m, M: mase tijela
r: razmak između masa

Električna sila: ova sila nastaje između čestica ili tijela koja su električno nabijena, i Može biti privlačan ili odbojan, ovisno o tome jesu li znakovi naboja različiti ili isti. odnosno. Za točkaste naboje, veličina električne sile može se odrediti iz Coulombovog zakona:

gdje:

F: veličina privlačne sile između naboja
k: Coulombova konstanta (k ≈ 9x10⁹ N m2/C²)
što₁ i što₂: vrijednosti točkastih naboja
r: razmak između naboja

Magnetska sila: rezultat je elektromagnetske sile kao rezultat pokretnih naboja. Vrijednost magnetske sile može se odrediti iz Lorentzovog zakona:

F ⃗=q∙v ⃗×B ⃗

Gdje:

F ⃗: magnetska sila
q: pokretno opterećenje
v ⃗: ubrzati kretanja tereta
B ⃗: magnetsko polje

Određivanje sila

U klasičnoj mehanici, Newtonovi zakoni nude objašnjenje interakcija između tijela i određivanje sila koje nastaju kao rezultat tih interakcija. Konkretno, Newtonov Drugi zakon izražava da je ubrzanje koje doživljava tijelo (a) izravno proporcionalno njegovoj masi (m) i obrnuto proporcionalno primijenjenoj sili (F):

F = m • a

Važno je napomenuti da su sile vektorske veličine, pa imaju veličinu, smjer i osjetila. Veličina je određena prema izraz gore, a smjer i smjer bit će isti kao i ubrzanja. Jedinice sile u međunarodnom sustavu su ekvivalentne kg m/s2, odnosno Newton (N).

1 N = 1 kg•m/s2