Back to the topics list

forcë

Kur shtyjmë, tërheqim, shkelmojmë, ngremë, hedhim, lëvizim me lëvizje, godasim, marrim, shtrydhim, shtypim, fryjmë, hapim dhe mbyllim një objekt, themi se një forcë i është aplikuar objektit. Këto veprime nuk janë gjë tjetër veçse aplikim i forcës. Cilado qoftë mënyra e aplikimit të forcës, ato janë vetëm dy llojesh -

• Shtyni
• Tërhiqe

Një agjent i jashtëm që prodhon lëvizje në një trup ose ndryshon gjendjen ekzistuese të lëvizjes në një trup quhet forcë.

Shembuj të shtytjes

• E shtyjmë derën për ta mbyllur ose hapur
• Ne shtyjmë një karrocë në një dyqan
• Ne shtyjmë një kuti nëpër dhomë

Shembuj të tërheqjes

• Ne ngremë një kovë me ujë
• E tërheqim derën e frigoriferit për ta hapur
• Ne tërheqim një karrige për t'u ulur

Ne përdorim forcën për të ecur, për të ngritur ndonjë send, për të hedhur ndonjë gjë, për të lëvizur një send nga vendi i tij, etj. Me pak fjalë, forca është aty në çdo aktivitet që bëjmë. Duke ushtruar forcë zakonisht sjellim çdo gjë në lëvizje ose në pozicion pushimi, por jo gjithmonë. Për shembull, nëse aplikojmë forcë në një mur, ai nuk lëviz.

Pika e trupit ku vepron një forcë quhet pika e zbatimit të forcës.

Një vijë e tërhequr nëpër pikën e zbatimit të forcës në drejtim të forcës quhet vija e veprimit të një force.

Efektet e forcës

Forca ka shumë efekte në objektet në të cilat zbatohet. Forca mund të gjykohet nga efektet e ndryshme që mund të prodhojë në objektin ku aplikohet.

1. Forca shkakton lëvizje - Forca mund të sjellë një objekt të palëvizshëm në lëvizje me kusht që të mos ketë forcë tjetër që e pengon lëvizjen. Kjo do të thotë se kur një sasi e mjaftueshme e forcës aplikohet në një objekt që nuk lëviz, atëherë objekti fillon të lëvizë në drejtim të forcës. Një ndryshim në pozicionin e një objekti quhet lëvizje. Për shembull, kur shtyjmë ndonjë makinë lodër, ajo lëviz, ose një kuti e shtrirë në dysheme mund të lëvizet duke e shtyrë atë duke ushtruar forcë mbi të. Pra, kur zbatohet forca, një objekt i palëvizshëm vjen në lëvizje ose forca ndryshon pozicionin e një objekti të palëvizshëm.
2. Forca ndryshon shpejtësinë - Shpejtësia e një trupi në lëvizje mund të ndryshohet duke ushtruar forcë ndaj tij - duke ushtruar forcë në përshpejtuesin, shpejtësia e një makine në lëvizje mund të rritet dhe duke frenuar shpejtësia mund të ulet ose eventualisht madje të ndalet makinë në lëvizje. Kur aplikojmë forcë në të njëjtin drejtim me atë të lëvizjes, shpejtësia rritet. Kur aplikojmë forcë në drejtim të kundërt me atë të lëvizjes, shpejtësia zvogëlohet.
3. Lëvizja e ndalimit të forcës - Kjo do të thotë kur ne aplikojmë forcë në drejtim të kundërt të lëvizjes, ajo mund të vendosë një objekt në lëvizje në gjendje pushimi. Për shembull, një makinë në lëvizje mund të ndalet duke vendosur frena në të. Kur përpiqemi ta mbajmë topin e hedhur drejt nesh me forcë më të madhe se forca me të cilën ai vjen, ai ndalon.
4. Forca ndryshon drejtimin - Kur një forcë zbatohet në një kënd ndaj një objekti në lëvizje, ajo ndryshon drejtimin e objektit në lëvizje. Për shembull, në një lojë tenisi, kur një lojtar e godet topin përsëri te lojtari në anën e kundërt, forca e aplikuar në top ndryshon drejtimin e tij. Një makinë në lëvizje ndryshon drejtimin e saj kur ushtrohet forcë në timonin e saj në mënyrë që ta kthejë atë. Në një lojë futbolli, lojtarët ndryshojnë drejtimin e lëvizjes së futbollit duke goditur topin me këmbën e tyre në një kënd.
5. Forca ndryshon formën - Kur forca ushtrohet një objekti, forma dhe madhësia e tij ndryshojnë. Për shembull, kur shtypet një tullumbace e fryrë, forca e aplikuar ndryshon formën e saj. Kur një bllok i fortë shkëmbi goditet me çekan, forca e aplikuar nga çekiçi ndryshon formën e saj për të bërë një statujë. Kur shtrydhim një shishe plastike me ujë, një forcë e aplikuar ndryshon formën dhe madhësinë e saj.

Karakteristikat e Forcës

• Forca është për shkak të një ndërveprimi të të paktën dy objekteve
• Mund të ndryshojë gjendjen e lëvizjes së një objekti
• Mund të ndryshojë formën e një objekti
• Forcat e aplikuara në një objekt në të njëjtin drejtim i shtohen njëra-tjetrës dhe rezultante është i njëjti drejtim
• Kur forcat aplikohen në një objekt në drejtim të kundërt, atëherë forca e tyre rezultante ose neto është diferenca midis këtyre forcave kundërshtare dhe drejtimi i tij që rezulton është i njëjtë me atë të forcës më të madhe.
• Nëse dy forcat që veprojnë në një objekt janë të barabarta në madhësi, por të kundërta në drejtim, atëherë forca neto që vepron në trup është zero.
• Është një sasi vektoriale prandaj duhet të specifikohet duke dhënë madhësinë dhe drejtimin e saj.
• Nëse madhësia ose drejtimi ose të dyja ndryshojnë, atëherë edhe efekti i forcës ndryshon.
  

Llojet e forcave:

• Forcat e balancuara kundrejt forcave të pabalancuara
• Forcat që veprojnë në një objekt mund të jenë të balancuara ose të pabalancuara.
• Forcat e balancuara
  

Forcat e balancuara janë ato ku rezultati i forcave të aplikuara është i barabartë me zero. Ato nuk shkaktojnë ndonjë ndryshim në gjendjen e objektit mbi të cilin aplikohet, p.sh. objekti në të cilin zbatohet forca gjendja nuk ndryshon nga lëvizja në pushim ose anasjelltas, megjithatë, forcat e balancuara mund të ndryshojnë formën dhe madhësinë e një Objekt. Forcat e balancuara janë të barabarta në madhësi, por të kundërta në drejtime. Forcat e balancuara konsiderohen të jenë në gjendje ekuilibri.

Për shembull, në mundjen e krahut ku nuk ka fitues, forca e ushtruar nga secili person është e barabartë, por ata po shtyjnë në drejtim të kundërt. Forca që rezulton (forca neto) është zero. Ose, në një tërheqje lufte, nëse nuk ka lëvizje në litar, të dy skuadrat ushtrojnë forca të barabarta, por të kundërta që janë të balancuara. Përsëri, forca që rezulton (forca neto) është zero.

Kur forcat janë të balancuara, nuk ka ndryshim në drejtim.

• Forcat e kombinuara që janë të balancuara janë gjithmonë të barabarta me zero.
• Forcat e balancuara nuk mund të ndryshojnë lëvizjen ose drejtimin e një objekti.
• Një forcë e ekuilibruar e mban një objekt të lëvizë me një shpejtësi konstante

Një libër në tryezë është një shembull i një force të ekuilibruar. Forca e peshës së librit kundërshtohet nga forca normale (forca mbështetëse) e tabelës. Të dy forcat janë plotësisht të barabarta dhe të kundërta.

Një shembull i një force të ekuilibruar që mban një objekt në lëvizje me një shpejtësi konstante është kontrolli i lundrimit në një makinë që përpiqet të barazojë forcat e fërkimit me një forcë përpara. Pasi të merret shpejtësia konstante, të dy grupet e forcave janë plotësisht të barabarta dhe të kundërta.

Forcat e pabalancuara

Ndryshe nga forcat e balancuara, forcat e pabalancuara janë ato ku forca e aplikuar rezultante është më e madhe se zero. Forcat që veprojnë në objekt nuk janë të barabarta dhe ato gjithmonë bëjnë që lëvizja e një objekti të ndryshojë shpejtësinë dhe/ose drejtimin në të cilin ai po lëviz.

Kur dy forca të pabalancuara ushtrohen në drejtime të kundërta, forca e tyre e kombinuar është e barabartë me diferencën midis dy forcave. Madhësia dhe drejtimi i forcës neto ndikojnë në lëvizjen që rezulton. Kjo forcë e kombinuar ushtrohet në drejtim të forcës më të madhe. Për shembull, nëse në një tërheqje lufte, një ekip tërhiqet më fort se tjetri, veprimi që rezulton (forca neto) do të jetë që litari do të ndryshojë lëvizjen e tij në drejtim të forcës me forcën/madhësinë më të madhe.

Kur forcat e pabalancuara ushtrohen në të njëjtin drejtim, forca që rezulton (forca neto) do të jetë shuma e forcave në drejtimin në të cilin zbatohen forcat. Për shembull, nëse dy njerëz tërheqin një objekt në të njëjtën kohë në të njëjtin drejtim, forca e aplikuar në objekt do të jetë rezultat i forcave të tyre të kombinuara.

Kur forcat veprojnë në të njëjtin drejtim, forcat e tyre shtohen. Kur forcat veprojnë në drejtime të kundërta, forcat e tyre zbriten nga njëra-tjetra.

Forcat e pabalancuara gjithashtu bëjnë që një objekt jolëvizës të ndryshojë lëvizjen e tij

Nëse nuk ka forcë neto që vepron mbi objektin, lëvizja nuk ndryshon. Nëse ka një forcë neto që vepron mbi një objekt, shpejtësia e objektit do të ndryshojë në drejtimin e forcës neto.

Forcat e kontaktit kundrejt atyre pa kontakt

Në varësi të ndërveprimit midis një force dhe një objekti, forcat klasifikohen si forca kontakti dhe pa kontakt.

Forcat e kontaktit: Një forcë që mund të zbatohet vetëm kur është në kontakt me një objekt quhet forcë kontakti. Të gjitha forcat mekanike janë forca kontakti p.sh. forca muskulare dhe forca e fërkimit.

Llojet e forcave të kontaktit:

• Forca e aplikuar - Forca për shkak të veprimit të muskujve quhet forcë e aplikuar. Quhet edhe forca muskulare. Ne aplikojmë forcë muskulore gjatë punës bazë të përditshme të jetës sonë, si frymëmarrja, tretja, ngritja e një kovë, tërheqja ose shtyrja e ndonjë objekti.
• Forca normale - Është një forcë e ndërveprimit të kontaktit ndërmjet sipërfaqeve. Ai vepron gjithmonë pingul me sipërfaqet dhe jashtë sipërfaqes.
• Forca e fërkimit - Kur dy objekte rrëshqasin mbi njëri-tjetrin, ato fërkohen dhe shtyhen kundër njëri-tjetrit. Kjo forcë shtytëse quhet forcë e fërkimit. Për shembull, ndezja e një shkrepseje ose ndalimi i një topi në lëvizje vjen nën forcën e fërkimit.
• Forca e tensionit – Një forcë e aplikuar ku forca zbatohet përmes një vargu, kablloje, litari, etj. Një forcë tensioni vetëm mund të tërheqë, nuk mund të shtyjë. Zakonisht supozojmë se tensioni në një kabllo është i njëjtë kudo në kabllo.
• Forca e rezistencës së ajrit - Ky është një lloj i veçantë i forcës së fërkimit që vepron mbi objektet ndërsa ato udhëtojnë nëpër ajër. Forca e rezistencës së ajrit shpesh vërehet për të kundërshtuar lëvizjen e një objekti. Forca zakonisht do të neglizhohet për shkak të madhësisë së saj të papërfillshme. Është më e dukshme për objektet që udhëtojnë me shpejtësi të madhe (p.sh. një skijues me parashutë ose një skiator në zbritje).
• Forca e pranverës - Forca e ushtruar nga një susta e ngjeshur ose e shtrirë është 'forca e pranverës'. Forca e krijuar mund të jetë një shtytje ose tërheqje në varësi të mënyrës se si është ngjitur susta.

Forcat pa kontakt: Një forcë që mund të zbatohet pa asnjë kontakt me dy trupa quhet forcë pa kontakt, p.sh. forca magnetike, forca elektrostatike, forca gravitacionale.

Llojet e forcave pa kontakt

• Një forcë gravitacionale është një forcë që përpiqet të tërheqë dy objekte drejt njëri-tjetrit. Çdo gjë që ka masë ka gjithashtu një tërheqje gravitacionale. Sa më masiv të jetë një objekt, aq më e fortë është tërheqja e tij gravitacionale. Graviteti i tokës është ajo që ju mban në tokë dhe që shkakton rënien e objekteve. Pikat e ujit që bien nga qielli janë një shembull i forcës gravitacionale. Rënia e mollës nga pema është shembulli më i mirë dhe më popullor i një force pa kontakt.
• Forca magnetike është forca e ushtruar nga një magnet mbi objektet magnetike. Ato ekzistojnë pa asnjë kontakt midis dy objekteve. Për shembull, kunjat e hekurit tërhiqen kur janë në afërsi të një magneti pa asnjë kontakt fizik.
• Forca elektrostatike është forca e ushtruar nga të gjithë trupat e ngarkuar elektrike mbi trupat e tjerë të ngarkuar. Ajo mund të jetë edhe tërheqëse dhe e neveritshme në natyrë bazuar në ngarkesën e trupit. Për shembull, karikimi i flokëve dhe tërheqja e copave të letrës drejt tyre.
• Forca bërthamore është forca që mban së bashku atomet dhe grimcat e tyre.

Fushë force

• Rajoni ose hapësira në të cilën veprojnë forcat jokontaktuese si forca magnetike, forca gravitacionale dhe forca elektrostatike quhet fushë force.
• Rajoni që rrethon një magnet, ku një substancë magnetike përjeton forcë quhet fushë magnetike.
• Rajoni që rrethon një ngarkesë elektrike, ku një substancë elektrike përjeton forcë quhet fushë elektrike.
• Kështu, një fushë force është një sferë ndikimi e forcave pa kontakt.

Forca = Masa × Nxitimi

Nxitimi - Ndryshimi i shpejtësisë së një objekti quhet nxitim. Kur një objekt fiton shpejtësi, nxitimi i tij është pozitiv; kur shpejtësia humbet, nxitimi është negativ.

Masa - Çdo objekt përbëhet nga materia. Sa më shumë lëndë të ketë një objekt, aq më i madh është dhe aq më shumë masë ka.

Sipas ligjit të dytë të lëvizjes së Njutonit, shtyni një objekt me masë të caktuar dhe ai përshpejtohet në bazë të sasisë së forcës dhe masës. Një forcë e vogël me një masë të madhe rezulton në një nxitim të ngadaltë dhe një forcë e madhe me një masë të vogël jep një nxitim të shpejtë. Kjo do të thotë se një forcë zero në çdo masë jep nxitim zero. Nëse objekti qëndron në këmbë, ai mbetet i palëvizshëm; nëse është duke lëvizur, ai vazhdon të lëvizë me të njëjtën shpejtësi dhe drejtim.