Tanım ABC Kavramı

Evelyn Maitee Marin | Haziran 2022
Endüstri Mühendisi, Fizik Yüksek Lisansı ve EdD

Evrende, tüm cisimler sürekli etkileşim halindedir ve bunun sonucu olarak, sorumlu olan sonsuz sayıda kuvvet vardır. var olan tüm fiziksel ve kimyasal fenomenlerin toplamı: elementlerin kombinasyonu bir etkileşimdir ve onda kuvvetler üretilir. moleküller arası. Ayrıca, makroskopik düzeyde, etkileşimlerin bir sonucu olarak kuvvetlerin kanıtı vardır, örneğin, bir evrak çantasını kaldırmak için bir kuvvet uygulamak gerekir.

Ay'ın Dünya yörüngesinde dönebilmesi için Dünya'nın ona, Dünya ve diğer gezegenlere de bir kuvvet uygulaması gerekir. Güneş Sistemi Güneş'in yörüngesinde dönebilir, buna izin veren kuvvetler olmalı hareket. Yukarıdakilerden, genellikle iki tür etkileşim ayırt edilebilir: temas ve mesafe ile.

temas etkileşimleri

Bunlar, bedenler arasında doğrudan teması içerenlerdir. Temas kuvvetlerinin bazı örnekleri şunlardır:

Normal reaksiyon (n): bir vücut bir yüzeye dayandığında veya bir yüzeye dokunduğunda oluşan bir kuvvettir. Adı, bu kuvvetin her zaman teğet temas düzlemine dik hareket etmesinden ve yüzeyden gövdeye yönlendirilmesinden kaynaklanmaktadır. Bu kuvvetin örnekleri, bir kişi düz bir yüzey üzerinde durduğunda her zaman ortaya çıkar. yatay, çünkü zemin cismi desteklemek ve düşmesini önlemek için yukarıya doğru dikey bir kuvvet uygular. ağırlık eylemi.

Gerilim (T): bu tür bir kuvvet, diğerlerinin yanı sıra halatlar, kablolar, yaylar veya zincirler gibi esnek cisimler (bükülebilir) tarafından uygulanır. Gerginlik terimi, bir ip gibi esnek bir elemanın uygulayabileceği tek yolun olması gerçeğinden kaynaklanmaktadır. kuvvet çekiyor çünkü iple itmeye çalışırsanız bükülür ve herhangi bir kuvvet uygulanmaz bazı. Gerilim, kabloya paralel olarak temsil edilir ve her zaman üzerinde etki ettiği gövdeyi terk eder.

Sürtünme kuvveti (Ff): tüm yüzeylerin mevcut pürüzlülüğünden kaynaklanan, aralarındaki göreceli harekete karşı bir direnç oluşturan bir kuvvettir. Çıplak gözle bir yüzey ne kadar pürüzsüz görünürse görünsün, her zaman, en azından mikroskobik düzeyde, yüzeye karşı bir tür tutuşa neden olan düzensizlikler vardır. temas halindeki iki yüzey arasında kayma, bu nedenle sürtünme kuvveti, temas yüzeyine teğet ve harekete (veya eğilime) zıt olarak temsil edilir. aynı). İki tür sürtünme kuvveti ayırt edilir: statik ve kinetik (²).

Statik sürtünme kuvveti (F_fs): vücut hareketsizken ama hareket etme eğilimindeyken hareket eder. Bu kuvvetin büyüklüğü, hareket etme eğilimini oluşturan kuvvete (veya kuvvetin bileşenine) eşittir ve maksimum değerine şu anda ulaşır. yaklaşmakta olan hareketin meydana geldiği an, sürtünme kuvvetinin cismin normal tepkisi ile doğru orantılı olduğu nokta. yüzey. sabiti orantılılık statik sürtünme katsayısı (μ_s).

Öte yandan, kinetik sürtünme kuvveti (F_fk), yüzeyler arasında bağıl hareket olduğunda uygulanır. Bu kuvvet yaklaşık olarak sabittir ve büyüklüğü kinetik sürtünme katsayısı (μ) çarpılarak belirlenir._k) normal reaksiyon için.

Sürtünme katsayıları, değeri temas halindeki yüzeylerin doğasına bağlı olan boyutsuz niceliklerdir. Değeri sıfır ile bir arasındadır (0 < μ < 1) ve deneysel olarak statik sürtünme katsayısının kinetik olandan (μ) daha büyük olduğu gösterilmiştir._s > μ_k).

mesafe etkileşimleri

Bu tür etkileşimler, etkileşen bedenlerin birbirleriyle fiziksel temas halinde olmalarına gerek kalmadan ortaya çıkar. Bu fenomeni haklı çıkarmak için Fizik, "alan teorisi" adı verilen bütün bir teori geliştirdi. alan olmak, bazı özelliklerle ilişkili fiziksel bir niceliğin uzayda ve zamanda temsili (Hamur, elektrik şarjı, manyetik malzemeler). Genel olarak, üç tür uzak etkileşim ayırt edilebilir:

Yerçekimi kuvveti: Bu bir kuvvettir. cazibe iki cismin kütle ile etkileşimi tarafından üretilir ve büyüklüğü Yasa Evrensel Yerçekimi:

Neresi:

F: kütleler arasındaki çekici kuvvetin büyüklüğü
G: evrensel yerçekimi sabiti (G ≈ 6.67x10^-11 N•m²/kg²)
m, M: cisimlerin kütleleri
r: kütleler arasındaki ayırma mesafesi

Elektrik kuvveti: Bu kuvvet, elektrik yüklü parçacıklar veya cisimler arasında meydana gelir ve Suçlamaların işaretlerinin farklı veya aynı olmasına bağlı olarak çekici veya itici olabilir. sırasıyla. Nokta yükler için, elektrik kuvvetinin büyüklüğü Coulomb Yasasından belirlenebilir:

nerede:

F: yükler arasındaki çekici kuvvetin büyüklüğü
k: Coulomb sabiti (k ≈ 9x10⁹ N m2/C²)
ne₁ Ve ne₂: puan ücretlerinin değerleri
r: yükler arasındaki ayırma mesafesi

Manyetik kuvvet: Hareketli yüklerin bir sonucu olarak elektromanyetik kuvvetin sonucudur. Manyetik kuvvetin değeri Lorentz Yasasından belirlenebilir:

F ⃗=q∙v ⃗×B ⃗

Neresi:

F ⃗: manyetik kuvvet
q: hareketli yük
v ⃗: hız kargo hareketi
B ⃗: manyetik alan

kuvvetlerin belirlenmesi

Klasik mekanikte Newton Kanunları, cisimler arasındaki etkileşimlerin ve bu etkileşimler sonucunda üretilen kuvvetlerin belirlenmesinin bir açıklamasını sunar. Özellikle Newton'un İkinci Yasası, bir cismin (a) yaşadığı ivmenin kütlesiyle (m) doğru orantılı ve uygulanan kuvvetle (F) ters orantılı olduğunu ifade eder:

F = m • bir

Kuvvetlerin vektör nicelikleri olduğuna dikkat etmek önemlidir, dolayısıyla büyüklükleri, yönleri ve duyuları vardır. Büyüklük tarafından belirlenir ifade yukarıda ve yön ve yön, ivmeninkiyle aynı olacaktır. Uluslararası sistemdeki kuvvet birimleri şuna eşittir: kg m/s2, yani Newton (N).

1 N = 1 kg•m/s2