Концепция в определении ABC

Эвелин Мейти Марин | июнь 2022 г.
Инженер-технолог, магистр физики и EdD

Во Вселенной все тела находятся в постоянном взаимодействии и, как следствие, существует бесконечность сил, ответственных за всех существовавших физических и химических явлений: соединение элементов есть взаимодействие, и в нем производятся силы межмолекулярный. Также на макроскопическом уровне проявляются силы в результате взаимодействий, например, чтобы поднять портфель, требуется приложить силу.

Чтобы Луна вращалась вокруг Земли, Земля должна воздействовать на нее силой, а для Земли и других планет в Солнечная система может вращаться вокруг Солнца, должны быть силы, которые позволяют это движение. Из вышеизложенного в целом можно выделить два типа взаимодействия: контактное и дистанционное.

контактные взаимодействия

Это те, которые предполагают непосредственный контакт между телами. Некоторые примеры контактных сил:

Нормальная реакция (n): сила, возникающая, когда тело опирается на поверхность или касается ее. Название ее связано с тем, что эта сила всегда действует перпендикулярно касательной плоскости контакта и направлена ​​от поверхности к телу. Примеры этой силы возникают все время, когда человек стоит на ровной поверхности. горизонтальна, так как земля оказывает направленную вверх вертикальную силу, поддерживая тело и предотвращая его падение. весовое действие.

Напряжение (Т): этот тип силы создается гибкими телами (могут быть согнуты), такими как веревки, тросы, пружины или цепи и т. д. Термин натяжение связан с тем, что единственный способ, которым гибкий элемент, такой как веревка, может напрягаться сила тянет, так как если вы попытаетесь толкнуть веревку, она согнется и сила не будет приложена немного. Натяжение изображается параллельным кабелю и всегда выходит за пределы тела, на которое оно воздействует.

Сила трения (Ff): это сила, возникающая из-за шероховатости всех поверхностей, которая создает сопротивление относительному движению между ними. Какой бы гладкой ни казалась невооруженному глазу поверхность, всегда есть, по крайней мере, на микроскопическом уровне, неровности, вызывающие своеобразное сцепление, противодействующее движению. проскальзывание между двумя контактирующими поверхностями, поэтому силу трения изображают касательной к контактной поверхности и противоположной движению (или стремлению того же самого). Различают два вида сил трения: статический и кинетика(²).

Сила трения покоя (F_фс): действует, когда тело находится в состоянии покоя, но с тенденцией к движению. Величина этой силы равна силе (или составляющей силы), порождающей стремление к движению, и достигает максимального значения при момент, когда происходит приближающееся движение, точка, в которой сила трения прямо пропорциональна нормальной реакции поверхность. константа пропорциональность называется коэффициентом трения покоя (μ_с).

С другой стороны, кинетическая сила трения (F_фк), проявляется при относительном движении между поверхностями. Эта сила приблизительно постоянна, и ее величина определяется путем умножения коэффициента кинетического трения (μ_к) для нормальной реакции.

Коэффициенты трения представляют собой безразмерные величины, значение которых зависит от характера соприкасающихся поверхностей. Его значение находится между нулем и единицей (0 < μ < 1), и экспериментально показано, что статический коэффициент трения больше кинетического (μ_с > μ_к).

дистанционные взаимодействия

Эти типы взаимодействий возникают без необходимости физического контакта взаимодействующих тел друг с другом. Чтобы оправдать это явление, физика разработала целую теорию под названием «теория поля». быть полем представление в пространстве и времени физической величины, связанной с некоторым свойством (тесто, электрический заряд, магнитные материалы). В целом можно выделить три типа дистанционного взаимодействия:

Гравитационная сила: это сила Привлечение порождается взаимодействием на расстоянии двух тел с массой, а его величина подчиняется закону Закон всемирного тяготения:

Где:

F: величина силы притяжения между массами
G: универсальная гравитационная постоянная (G ≈ 6,67x10^-11 Н•м²/kg²)
m, M: массы тел
r: разделительное расстояние между массами

Электрическая сила: эта сила возникает между частицами или телами, которые электрически заряжены, и Оно может быть притягательным или отталкивающим, в зависимости от того, разные или одинаковые знаки зарядов. соответственно. Для точечных зарядов величину электрической силы можно определить по закону Кулона:

куда:

F: величина силы притяжения между зарядами
k: постоянная Кулона (k ≈ 9x10⁹ Н м2/Кл²)
какие₁ и что₂: значения точечных зарядов
r: расстояние между зарядами

Магнитная сила: является результатом электромагнитной силы в результате движущихся зарядов. Значение магнитной силы можно определить из закона Лоренца:

F ⃗=q∙v ⃗×B ⃗

Где:

F ⃗: магнитная сила
q: движущаяся нагрузка
v ⃗: скорость движения груза
B ⃗: магнитное поле

Определение сил

В классической механике законы Ньютона предлагают объяснение взаимодействий между телами и определение сил, возникающих в результате этих взаимодействий. В частности, второй закон Ньютона гласит, что ускорение, испытываемое телом (а), прямо пропорционально его массе (m) и обратно пропорционально приложенной силе (F):

F = м • а

Важно отметить, что силы являются векторными величинами, поэтому они имеют величину, направление и смысл. Величина определяется тем, выражение выше, а направление и направление будут такими же, как у ускорения. Единицы силы в международной системе эквивалентны кг м/с2, то есть Ньютон (Н).

1 Н = 1 кг•м/с2