정의 ABC의 개념

에블린 메이티 마린 | 2022년 6월
산업 엔지니어, 물리학 석사 및 EdD

우주에서 모든 물체는 끊임없이 상호 작용하며 결과적으로 무한한 힘이 있습니다. 존재했던 모든 물리적, 화학적 현상의 집합: 요소의 조합은 상호 작용이며, 그 안에서 힘이 생성됩니다. 분자간. 또한 거시적 수준에서 상호 작용의 결과로 힘의 증거가 있습니다. 예를 들어 서류 가방을 들어 올리려면 힘을 가해야 합니다.

달이 지구를 공전하기 위해서는 지구가 달에 힘을 가해야 하고 지구와 다른 행성들도 힘을 가해야 합니다. 태양계 태양을 공전할 수 있기 때문에 이를 가능하게 하는 힘이 있어야 합니다. 움직임. 위에서부터 두 가지 유형의 상호 작용이 일반적으로 구별될 수 있습니다. 접촉과 거리입니다.

연락처 상호 작용

그것들은 신체 사이의 직접적인 접촉을 포함하는 것들입니다. 접촉력의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

정상 반응(n): 물체가 표면에 놓이거나 닿을 때 발생하는 힘입니다. 그 이름은 이 힘이 항상 접하는 접면에 수직으로 작용하고 표면에서 몸체로 향하기 때문입니다. 이 힘의 예는 사람이 평평한 표면에 서 있을 때 항상 발생합니다. 지면이 위로 수직으로 힘을 가해 몸을 지지하고 넘어지는 것을 방지하기 때문입니다. 웨이트 액션.

장력(T): 이러한 유형의 힘은 무엇보다도 로프, 케이블, 스프링 또는 체인과 같은 유연한 물체(구부릴 수 있음)에 의해 가해집니다. 장력이라는 용어는 로프와 같은 유연한 요소가 힘이 당기는 것은 밧줄로 밀려고 하면 구부러지고 힘이 가해지지 않기 때문입니다. 약간. 장력은 케이블과 평행하게 표시되며 항상 케이블이 작용하는 본체를 떠납니다.

마찰력(Ff): 그것은 모든 표면이 존재하는 거칠기에서 비롯되는 힘으로, 표면 사이의 상대적인 움직임에 대한 저항을 생성합니다. 육안으로 볼 때 표면이 아무리 매끄럽게 보일지라도, 최소한 미시적인 수준에서는 항상 요철이 존재하여 반대 방향의 그립을 유발합니다. 접촉하는 두 표면 사이의 미끄러짐, 따라서 마찰력은 접촉 표면에 접하고 운동(또는 경향에 반대)으로 표시됩니다. 동일한의). 두 가지 유형의 마찰력이 구별됩니다. 공전 그리고 동역학(²).

정지 마찰력(F_fs): 몸이 쉬고 있지만 움직이려는 경향이 있을 때 작용합니다. 이 힘의 크기는 움직이려는 경향을 생성하는 힘(또는 힘의 구성요소)과 같으며 다음 위치에서 최대값에 도달합니다. 임박한 운동이 발생하는 순간, 마찰력이 정상 반력에 정비례하는 지점 표면. 상수 비례 정지 마찰 계수(μ_에스).

한편, 운동 마찰력(F_에크), 표면 사이에 상대 운동이 있을 때 가해집니다. 이 힘은 거의 일정하고 그 크기는 운동 마찰 계수(μ_케이) 정상적인 반응에 대해.

마찰 계수는 접촉하는 표면의 특성에 따라 값이 달라지는 무차원 양입니다. 그 값은 0과 1 사이(0 < μ < 1)이며, 실험적으로 정적 마찰 계수가 운동 마찰 계수(μ_에스 > μ_케이).

거리 상호 작용

이러한 유형의 상호 작용은 상호 작용하는 본체가 서로 물리적으로 접촉할 필요 없이 발생합니다. 이 현상을 정당화하기 위해 물리학은 "장 이론"이라는 전체 이론을 개발했습니다. 필드는 어떤 속성과 관련된 물리량의 공간과 시간 표현입니다. (반죽, 전하, 자성 재료). 일반적으로 세 가지 유형의 원격 상호 작용을 구별할 수 있습니다.

중력: 의 힘이다. 끌어 당김 질량을 가진 두 물체의 거리에서 상호 작용에 의해 생성되고 그 크기는 다음을 따릅니다. 법 만유인력:

어디에:

F: 질량 사이의 인력의 크기
G: 만유인력 상수(G ≈ 6.67x10^-11 N•m²/kg²)
m, M: 물체의 질량
r: 질량 사이의 이격 거리

전기력: 이 힘은 전하를 띤 입자나 물체 사이에 발생하며, 혐의의 징후가 다른지 같은지에 따라 매력적일 수도 있고 혐오스러울 수도 있습니다. 각기. 점 전하의 경우 전기력의 크기는 쿨롱의 법칙에서 결정할 수 있습니다.

어디:

F: 전하 사이의 인력의 크기
k: 쿨롱 상수(k ≈ 9x10⁹ Nm2/C²)
무엇₁ 그리고 뭐₂: 포인트 요금의 가치
r: 전하 사이의 이격 거리

자기력: 움직이는 전하의 결과로 발생하는 전자기력의 결과입니다. 자기력의 값은 로렌츠의 법칙에서 결정할 수 있습니다.

F ⃗=q∙v ⃗×B ⃗

어디에:

F ⃗: 자기력
q: 이동 하중
v ⃗: 속도 화물 이동의
B ⃗: 자기장

힘의 결정

고전 역학에서 뉴턴의 법칙은 물체 사이의 상호 작용과 이러한 상호 작용의 결과로 생성되는 힘의 결정에 대한 설명을 제공합니다. 특히, 뉴턴의 제2법칙은 물체(a)가 경험하는 가속도는 질량(m)에 정비례하고 적용된 힘(F)에 반비례한다는 것을 표현합니다.

F = m • 에이

힘은 벡터 양이므로 크기, 방향 및 감각이 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 크기는 다음과 같이 결정됩니다. 표현 위의 방향과 방향은 가속도와 동일합니다. 국제 시스템의 힘의 단위는 다음과 같습니다. kgm/s2, 즉, 뉴턴(N)입니다.

1N = 1kg•m/s2