Back to the topics list

сила

Когда мы толкаем, тянем, пинаем, поднимаем, бросаем, щелкаем, ударяем, берем, сжимаем, нажимаем, надуваем, открываем и закрываем объект, мы говорим, что к объекту приложена сила. Эти действия есть не что иное, как применение силы. Каким бы ни был способ приложения силы, они бывают всего двух видов –

• Толкать
• Вытащить

Внешний агент, который вызывает движение в теле или изменяет существующее состояние движения в теле, называется силой.

Примеры для нажатия

• Мы толкаем дверь, чтобы закрыть или открыть ее
• Толкаем тележку в магазине
• Мы толкаем коробку через комнату

Примеры вытягивания

• Поднимаем ведро воды
• Тянем дверцу холодильника, чтобы открыть ее
• Мы тянем стул, чтобы сесть

Мы используем силу, чтобы ходить, поднимать любой предмет, бросать что-либо, сдвигать предмет с места и т. д. Короче говоря, сила присутствует в каждом нашем действии. Применяя силу, мы обычно приводим что-либо в движение или в состояние покоя, но не всегда. Например, если мы приложим силу к стене, она не сдвинется.

Точка тела, в которой действует сила, называется точкой приложения силы.

Линия, проведенная через точку приложения силы в направлении действия силы, называется линией действия силы.

Эффекты силы

Сила оказывает множество эффектов на объекты, к которым она применяется. О силе можно судить по различным эффектам, которые она может произвести на объект, к которому она приложена.

1. Сила вызывает движение. Сила может привести в движение неподвижный объект, если нет другой силы, препятствующей движению. Это означает, что когда к неподвижному объекту прикладывается достаточное количество силы, объект начинает двигаться в направлении действия силы. Изменение положения объекта называется движением. Например, когда мы толкаем любую игрушечную машинку, она движется, или коробку, лежащую на полу, можно сдвинуть, толкнув ее, то есть приложив к ней силу. Так, при приложении силы неподвижный объект приходит в движение или сила изменяет положение неподвижного объекта.
2. Сила изменяет скорость. Скорость движущегося тела можно изменить, приложив к нему силу. Приложив силу к акселератору, скорость движущегося автомобиля можно увеличить, а с помощью тормозов скорость можно либо уменьшить, либо даже остановить. движущаяся машина. Когда мы применяем силу в том же направлении, что и движение, скорость увеличивается. Когда мы применяем силу в направлении, противоположном движению, скорость уменьшается.
3. Принудительная остановка движения. Это означает, что когда мы применяем силу в направлении, противоположном движению, это может привести движущийся объект в состояние покоя. Например, движущийся автомобиль можно остановить, затормозив его. Когда мы пытаемся удержать мяч, брошенный к нам с большей силой, чем сила, с которой он летит, он останавливается.
4. Сила изменяет направление — когда сила прикладывается под углом к движущемуся объекту, она меняет направление движущегося объекта. Например, в игре в теннис, когда игрок отбивает мяч обратно игроку на противоположной стороне, сила, приложенная к мячу, меняет свое направление. Движущийся автомобиль меняет свое направление, когда к его рулевому колесу прикладывают силу, чтобы он повернулся. В игре в футбол игроки меняют направление движения мяча, ударяя по мячу ногой под углом.
5. Сила изменяет форму. Когда к объекту прикладывается сила, его форма и размер меняются. Например, при нажатии на надутый воздушный шар приложенная сила меняет его форму. Когда бьют по твердому каменному блоку, сила, прилагаемая молотком, меняет его форму, превращая его в статую. Когда мы сжимаем пластиковую бутылку с водой, приложенная сила меняет ее форму и размер.

Характеристики силы

• Сила возникает из-за взаимодействия по крайней мере двух тел
• Это может изменить состояние движения объекта
• Он может изменить форму объекта
• Силы, приложенные к объекту в одном и том же направлении, складываются, и равнодействующая имеет одно и то же направление.
• Когда силы приложены к объекту в противоположном направлении, их результирующая или результирующая сила представляет собой разницу между этими противодействующими силами, и ее результирующее направление такое же, как у большей силы.
• Если две силы, действующие на тело, равны по величине, но противоположны по направлению, то результирующая сила, действующая на тело, равна нулю.
• Это векторная величина, поэтому ее следует указывать, указав ее величину и направление.
• Если изменяется величина, или направление, или и то, и другое, то изменяется и действие силы.
  

Виды сил:

• Уравновешенные и неуравновешенные силы
• Силы, действующие на объект, могут быть уравновешенными и неуравновешенными.
• Сбалансированные силы
  

Уравновешенные силы - это те, где результат приложенных сил равен нулю. Они не вызывают никакого изменения состояния объекта, к которому они приложены, т. е. объект, к которому приложена сила, состояние не переходит из движения в состояние покоя или наоборот, однако уравновешенные силы могут изменить форму и размер объекта. объект. Уравновешенные силы равны по величине, но противоположны по направлениям. Считается, что уравновешенные силы находятся в состоянии равновесия.

Например, в армрестлинге, где нет победителя, сила, прилагаемая каждым человеком, одинакова, но они толкают в противоположном направлении. Результирующая сила (чистая сила) равна нулю. Или, в перетягивании каната, если веревка не движется, две команды прилагают равные, но противоположные силы, которые уравновешены. Опять же, результирующая сила (чистая сила) равна нулю.

Когда силы уравновешены, нет изменения направления.

• Комбинированные силы, которые уравновешены, всегда равны нулю.
• Уравновешенные силы не могут изменить движение или направление объекта.
• Уравновешенная сила заставляет объект двигаться с постоянной скоростью

Книга на столе — пример уравновешенной силы. Силе веса книги противодействует нормальная сила (сила опоры) стола. Эти две силы совершенно равны и противоположны.

Примером уравновешенной силы, которая заставляет объект двигаться с постоянной скоростью, является круиз-контроль на автомобиле, который пытается уравнять силы трения с поступательной силой. Как только достигается постоянная скорость, два набора сил полностью равны и противоположны.

Неуравновешенные силы

В отличие от уравновешенных сил, неуравновешенные силы — это силы, при которых результирующая приложенная сила больше нуля. Силы, действующие на объект, не равны, и они всегда заставляют движение объекта изменять скорость и/или направление, в котором он движется.

Когда две неуравновешенные силы действуют в противоположных направлениях, их общая сила равна разнице между двумя силами. Величина и направление чистой силы влияют на результирующее движение. Эта объединенная сила действует в направлении большей силы. Например, если в перетягивании каната одна команда тянет сильнее, чем другая, результирующее действие (чистая сила) будет состоять в том, что веревка изменит свое движение в направлении силы с большей силой/величиной.

Когда неуравновешенные силы действуют в одном и том же направлении, результирующая сила (чистая сила) будет суммой сил в направлении приложения сил. Например, если два человека одновременно тянут объект в одном и том же направлении, сила, приложенная к объекту, будет результатом их совместной силы.

Когда силы действуют в одном направлении, их силы складываются. Когда силы действуют в противоположных направлениях, их силы вычитаются друг из друга.

Неуравновешенные силы также заставляют неподвижный объект изменять свое движение.

Если на объект не действует результирующая сила, движение не меняется. Если на объект действует результирующая сила, скорость объекта будет изменяться в направлении результирующей силы.

Контактные и бесконтактные силы

В зависимости от взаимодействия между силой и объектом силы подразделяются на контактные и бесконтактные.

Контактные силы: сила, которая может быть приложена только при контакте с объектом, называется контактной силой. Все механические силы являются контактными силами, например, мышечная сила и сила трения.

Виды контактных сил:

• Приложенная сила. Сила за счет действия мышц называется приложенной силой. Ее также называют мышечной силой. Мы применяем мышечную силу во время основной повседневной работы нашей жизни, такой как дыхание, пищеварение, подъем ведра, тяга или толкание какого-либо предмета.
• Нормальная сила – это сила контактного взаимодействия между поверхностями. Он всегда действует перпендикулярно поверхностям и вне поверхности.
• Сила трения. Когда два объекта скользят друг по другу, они трутся и толкаются друг о друга. Эта толкающая сила называется силой трения. Например, зажигание спички или остановка движущегося мяча происходит под действием силы трения.
• Сила натяжения — сила, приложенная к струне, кабелю, веревке и т. д. Сила натяжения может только тянуть, но не толкать. Обычно мы предполагаем, что натяжение троса везде одинаковое.
• Сила сопротивления воздуха — это особый тип силы трения, которая действует на объекты, когда они движутся по воздуху. Часто наблюдается сила сопротивления воздуха, препятствующая движению объекта. Силой обычно пренебрегают из-за ее незначительной величины. Это наиболее заметно для объектов, движущихся с высокой скоростью (например, парашютист или горнолыжник).
• Сила пружины. Сила, создаваемая сжатой или растянутой пружиной, называется «силой пружины». Создаваемая сила может быть толкающей или тянущей в зависимости от того, как прикреплена пружина.

Бесконтактные силы: Сила, которая может быть приложена без какого-либо контакта с двумя телами, называется бесконтактной силой, например, магнитная сила, электростатическая сила, гравитационная сила.

Виды бесконтактных сил

• Гравитационная сила — это сила, которая пытается притянуть два объекта друг к другу. Все, что имеет массу, также имеет гравитационное притяжение. Чем массивнее объект, тем сильнее его гравитационное притяжение. Земная гравитация — это то, что удерживает вас на земле и заставляет объекты падать. Капли воды, падающие с неба, являются примером гравитационной силы. Яблоко, падающее с дерева, — лучший и самый популярный пример бесконтактной силы.
• Магнитная сила — это сила, с которой магнит действует на магнитные объекты. Они существуют без какого-либо контакта между двумя объектами. Например, железные булавки притягиваются, когда они находятся рядом с магнитом без какого-либо физического контакта.
• Электростатическая сила – это сила, с которой все электрически заряженные тела действуют на другие заряженные тела. Он может быть как притягательным, так и отталкивающим по своей природе в зависимости от заряда тела. Например, зарядка волос и притяжение к ним кусочков бумаги.
• Ядерная сила — это сила, которая удерживает атомы и их частицы вместе.

Силовое поле

• Область или пространство, в котором действуют бесконтактные силы, такие как магнитная сила, гравитационная сила и электростатическая сила, называется силовым полем.
• Область вокруг магнита, где магнитное вещество испытывает силу, называется магнитным полем.
• Область вокруг электрического заряда, где электрическое вещество испытывает силу, называется электрическим полем.
• Таким образом, силовое поле является сферой действия бесконтактных сил.

Сила = Масса × Ускорение

Ускорение. Изменение скорости объекта называется ускорением. Когда объект набирает скорость, его ускорение положительно; когда скорость потеряна, ускорение отрицательно.

Масса. Каждый объект состоит из материи. Чем больше материи в объекте, тем он больше и тем больше его масса.

Согласно второму закону движения Ньютона, надавите на объект определенной массы, и он ускорится в зависимости от количества силы и массы. Малая сила с большой массой приводит к медленному ускорению, а большая сила с малой массой дает быстрое ускорение. Это означает, что сила, равная нулю, на любую массу дает нулевое ускорение. Если объект стоит на месте, он остается неподвижным; если он движется, он продолжает двигаться с той же скоростью и направлением.