Back to the topics list

nguvu

Tunaposukuma, kuvuta, kupiga teke, kunyanyua, kurusha, kuzungusha, kugonga, kuokota, kubana, kubonyeza, kuingiza hewa, kufungua na kufunga kitu tunasema nguvu inatumika kwenye kitu hicho. Vitendo hivi si chochote ila ni matumizi ya nguvu. Vyovyote itakavyokuwa njia ya utumiaji wa nguvu, ni za aina mbili tu -

• Sukuma
• Vuta

Wakala wa nje ambao hutoa mwendo katika mwili au kubadilisha hali iliyopo ya mwendo katika mwili huitwa nguvu.

Mifano ya kushinikiza

• Tunasukuma mlango ili kufunga au kuufungua
• Tunasukuma trolley kwenye duka
• Tunasukuma sanduku kwenye chumba

Mifano ya kuvuta

• Tunainua ndoo ya maji
• Tunavuta mlango wa jokofu ili kuifungua
• Tunavuta kiti ili kukaa

Tunatumia nguvu kutembea, kunyanyua kitu chochote, kutupa chochote, kusogeza kitu kutoka mahali pake n.k. Kwa ufupi, nguvu ipo katika kila shughuli tunayofanya. Kwa kutumia nguvu kwa kawaida tunaleta kitu chochote kikiwa katika mwendo au katika hali ya kupumzika lakini si mara zote. Kwa mfano, tukiweka nguvu kwenye ukuta hausogei.

Hatua kwenye mwili ambapo nguvu hufanya kazi inaitwa hatua ya matumizi ya nguvu.

Mstari unaotolewa kupitia hatua ya matumizi ya nguvu katika mwelekeo wa nguvu inaitwa mstari wa hatua ya nguvu.

Madhara ya nguvu

Nguvu ina athari nyingi kwa vitu inatumiwa. Nguvu inaweza kuamuliwa kwa athari mbalimbali inazoweza kutoa kwenye kitu kinachotumika.

1. Nguvu husababisha mwendo - Nguvu inaweza kuleta kitu kisichosimama kwenye mwendo mradi hakuna nguvu nyingine inayozuia mwendo. Hii ina maana kwamba wakati kiasi cha kutosha cha nguvu kinatumika kwa kitu kisichosogea basi kitu huanza kusonga katika mwelekeo wa nguvu. Mabadiliko katika nafasi ya kitu huitwa mwendo. Kwa mfano, tunaposukuma gari lolote la kuchezea, linasogea, au sanduku lililolala sakafuni linaweza kusogezwa kwa kulisukuma yaani kwa kulitia nguvu. Kwa hivyo, wakati nguvu inatumiwa, kitu kilichosimama kinakuja kwenye mwendo au nguvu hubadilisha nafasi ya kitu kilichosimama.
2. Lazimisha kubadilisha kasi - Kasi ya mwili unaosonga inaweza kubadilishwa kwa kuutumia nguvu - kwa kuweka nguvu kwenye kiongeza kasi kasi ya gari linalosonga inaweza kuongezeka na kwa kufunga breki kasi inaweza kupunguzwa au hatimaye hata kusimamisha mwendo. gari linalotembea. Tunapotumia nguvu katika mwelekeo sawa na ule wa mwendo, kasi huongezeka. Tunapotumia nguvu katika mwelekeo tofauti na ule wa mwendo, kasi hupungua.
3. Lazimisha mwendo wa kusimamisha - Hii inamaanisha tunapotumia nguvu katika mwelekeo tofauti wa mwendo, inaweza kuweka kitu kinachosonga katika hali ya kupumzika. Kwa mfano, gari katika mwendo linaweza kusimamishwa kwa kufunga breki kwake. Tunapojaribu kuumiliki mpira uliorushwa kwetu kwa nguvu kubwa kuliko nguvu inayokuja nao, unasimama.
4. Nguvu inabadilisha mwelekeo - Wakati nguvu inatumiwa kwa pembe kwa kitu kinachohamia, inabadilisha mwelekeo wa kitu kinachohamia. Kwa mfano, katika mchezo wa tenisi, wakati mchezaji anapiga mpira nyuma kwa mchezaji wa upande mwingine, nguvu inayotumiwa kwenye mpira hubadilisha mwelekeo wake. Gari linalotembea hubadilisha mwelekeo wake wakati nguvu inatumika kwenye usukani wake ili kuigeuza. Katika mchezo wa kandanda, wachezaji hubadilisha mwelekeo wa soka linalosonga kwa kugonga mpira kwa mguu wao kwa pembeni.
5. Nguvu hubadilisha umbo - Nguvu inapotumika kwa kitu umbo na saizi yake hubadilika. Kwa mfano, wakati puto iliyochangiwa inasisitizwa, nguvu inayotumiwa hubadilisha sura yake. Wakati kizuizi kigumu cha mwamba kinapigwa, nguvu inayotumiwa na nyundo hubadilisha umbo lake na kutengeneza sanamu. Tunapopunguza chupa ya maji ya plastiki, nguvu inayotumiwa hubadilisha sura na ukubwa wake.

Tabia za Nguvu

• Nguvu inatokana na mwingiliano wa angalau vitu viwili
• Inaweza kubadilisha hali ya mwendo wa kitu
• Inaweza kubadilisha umbo la kitu
• Nguvu zinazotumika kwa kitu katika mwelekeo huo huongezeana na matokeo ni mwelekeo sawa
• Nguvu zinapotumika kwa kitu kinyume chake basi matokeo yao au nguvu halisi ni tofauti kati ya nguvu hizi zinazopingana na mwelekeo wake ni sawa na ule wa nguvu kubwa.
• Ikiwa nguvu mbili zinazofanya kazi kwenye kitu ni sawa kwa ukubwa lakini kinyume katika mwelekeo, basi nguvu ya wavu inayofanya kazi kwenye mwili ni sifuri.
• Ni wingi wa vekta kwa hivyo inapaswa kubainishwa kwa kutoa ukubwa wake na mwelekeo.
• Ikiwa ukubwa au mwelekeo au zote mbili zinabadilika, basi athari ya nguvu pia inabadilika.
  

Aina za nguvu:

• Mizani dhidi ya nguvu zisizo na usawa
• Vikosi vinavyofanya kazi kwenye kitu vinaweza kuwa na usawa au kutokuwa na usawa.
• Nguvu za usawa
  

Nguvu za usawa ndizo ambazo matokeo ya nguvu zilizotumiwa ni sawa na sifuri. Hazisababishi mabadiliko yoyote katika hali ya kitu kinachotumika juu yake yaani kitu ambacho nguvu inatumika hali haibadiliki kutoka mwendo hadi kupumzika au kinyume chake, hata hivyo, nguvu za usawa zinaweza kubadilisha umbo na ukubwa wa kitu. kitu. Nguvu za usawa ni sawa kwa ukubwa lakini kinyume katika maelekezo. Nguvu za usawa zinachukuliwa kuwa katika hali ya usawa.

Kwa mfano, katika mieleka ya mkono ambapo hakuna mshindi, nguvu inayotolewa na kila mtu ni sawa, lakini wanasukuma kinyume. Nguvu inayotokana (net force) ni sifuri. Au, katika kuvuta kamba, ikiwa hakuna harakati kwenye kamba, timu hizo mbili zinafanya nguvu sawa lakini zinazopingana ambazo ziko sawa. Tena, nguvu inayotokana (nguvu ya wavu) ni sifuri.

Nguvu zinapokuwa sawia hakuna mabadiliko katika mwelekeo.

• Nguvu za pamoja ambazo zina usawa daima ni sawa na sifuri.
• Nguvu za usawa haziwezi kubadilisha mwendo au mwelekeo wa kitu.
• Nguvu iliyosawazishwa huweka kitu kikisogea kwa kasi isiyobadilika

Kitabu kwenye meza ni mfano wa nguvu ya usawa. Nguvu ya uzito wa kitabu inakabiliwa na nguvu ya kawaida (nguvu ya msaada) ya meza. Nguvu hizi mbili ni sawa kabisa na kinyume.

Mfano wa nguvu ya usawa ambayo huweka kitu kusonga kwa kasi ya mara kwa mara ni udhibiti wa cruise kwenye gari ambayo inajaribu kusawazisha nguvu za msuguano na nguvu ya mbele. Mara tu kasi ya mara kwa mara inapatikana, seti mbili za nguvu ni sawa kabisa na kinyume.

Nguvu zisizo na usawa

Tofauti na nguvu zilizosawazishwa, nguvu zisizo na usawa ndizo ambazo nguvu iliyotumika ya matokeo ni kubwa kuliko sifuri. Vikosi vinavyotenda kwenye kitu si sawa na daima husababisha mwendo wa kitu kubadilisha kasi na/au mwelekeo ambacho kinasogea.

Wakati nguvu mbili zisizo na usawa zinatumiwa kwa mwelekeo tofauti, nguvu zao za pamoja ni sawa na tofauti kati ya nguvu hizo mbili. Ukubwa na mwelekeo wa nguvu ya wavu huathiri mwendo unaosababisha. Nguvu hii ya pamoja inafanywa kwa mwelekeo wa nguvu kubwa zaidi. Kwa mfano, ikiwa katika kuvuta kamba, timu moja inavuta kwa nguvu zaidi kuliko nyingine, kitendo kinachotokea (net force) itakuwa kwamba kamba itabadilisha mwendo wake kuelekea upande wa nguvu kwa nguvu / ukubwa mkubwa.

Wakati nguvu zisizo na usawa zinafanywa kwa mwelekeo huo huo, nguvu inayotokana (nguvu ya wavu) itakuwa jumla ya nguvu katika mwelekeo wa nguvu zinazotumiwa. Kwa mfano, ikiwa watu wawili huvuta kitu kwa wakati mmoja katika mwelekeo huo huo, nguvu inayotumiwa kwenye kitu itakuwa matokeo ya nguvu zao za pamoja.

Wakati nguvu zinafanya kazi katika mwelekeo huo huo, nguvu zao huongezwa. Wakati nguvu zinafanya kazi kwa mwelekeo tofauti, nguvu zao hutolewa kutoka kwa kila mmoja.

Nguvu zisizo na usawa pia husababisha kitu kisichosogea kubadili mwendo wake

Ikiwa hakuna nguvu ya wavu inayofanya kazi kwenye kitu, mwendo haubadilika. Ikiwa kuna nguvu ya wavu inayofanya kazi kwenye kitu, kasi ya kitu itabadilika katika mwelekeo wa nguvu ya wavu.

Mawasiliano dhidi ya nguvu zisizo za mawasiliano

Kulingana na mwingiliano kati ya nguvu na kitu, nguvu zinaainishwa kama nguvu za mawasiliano na zisizo za mawasiliano.

Nguvu za mawasiliano: Nguvu inayoweza kutumika tu inapogusana na kitu inaitwa nguvu ya mawasiliano. Nguvu zote za mitambo ni nguvu za mawasiliano mfano nguvu ya misuli, na nguvu ya msuguano.

Aina za nguvu za mawasiliano:

• Nguvu iliyotumiwa - Nguvu kutokana na hatua ya misuli inaitwa nguvu iliyotumiwa. Pia inaitwa nguvu ya misuli. Tunatumia nguvu za misuli wakati wa kazi za kimsingi za maisha yetu kama vile kupumua, kusaga chakula, kuinua ndoo, kuvuta au kusukuma kitu fulani.
• Nguvu ya kawaida - Ni nguvu ya mwingiliano wa mawasiliano kati ya nyuso. Daima hufanya perpendicular kwa nyuso na nje ya uso.
• Nguvu ya msuguano - Wakati vitu viwili vinateleza juu ya kila mmoja wao husugua na kusukumana. Nguvu hii ya kusukuma inaitwa nguvu ya msuguano. Kwa mfano, kuwasha kiberiti au kusimamisha mpira unaosonga huja chini ya nguvu ya msuguano.
• Nguvu ya mvutano - Nguvu inayotumiwa ambapo nguvu hutumiwa kwa njia ya kamba, cable, kamba, nk Nguvu ya mvutano inaweza kuvuta tu, haiwezi kusukuma. Kwa kawaida tunafikiri kwamba mvutano katika cable ni sawa kila mahali kwenye cable.
• Nguvu ya upinzani wa hewa - Hii ni aina maalum ya nguvu ya msuguano ambayo hufanya kazi juu ya vitu vinaposafiri angani. Nguvu ya upinzani wa hewa mara nyingi huzingatiwa kupinga mwendo wa kitu. Nguvu hiyo kawaida itapuuzwa kwa sababu ya ukubwa wake usio na maana. Inaonekana zaidi kwa vitu vinavyosafiri kwa kasi ya juu (kwa mfano, skydiver au skier kuteremka).
• Nguvu ya chemchemi - Nguvu inayotekelezwa na chemchemi iliyobanwa au iliyonyoshwa ni 'nguvu ya spring'. Nguvu iliyoundwa inaweza kuwa kushinikiza au kuvuta kulingana na jinsi chemchemi inavyoshikamana.

Nguvu zisizo za mawasiliano: Nguvu inayoweza kutumika bila kugusana na miili miwili inaitwa nguvu isiyoweza kugusana mfano nguvu ya sumaku, nguvu ya kielektroniki, nguvu ya uvutano.

Aina za nguvu zisizo za mawasiliano

• Nguvu ya uvutano ni nguvu inayojaribu kuvuta vitu viwili kwa kila mmoja. Kitu chochote ambacho kina misa pia kina mvuto. Kadiri kitu kinavyokuwa kikubwa, ndivyo mvuto wake unavyokuwa na nguvu zaidi. Nguvu ya uvutano ya dunia ndiyo inayokuweka chini na kusababisha vitu kuanguka. Matone ya maji yanayoanguka kutoka angani ni mfano wa nguvu ya uvutano. Apple inayoanguka kutoka kwenye mti ni mfano bora na maarufu zaidi wa nguvu isiyo ya kuwasiliana.
• Nguvu ya sumaku ni nguvu inayotolewa na sumaku kwenye vitu vya sumaku. Zinapatikana bila mawasiliano yoyote kati ya vitu viwili. Kwa mfano, pini za Chuma huvutiwa zikiwa karibu na sumaku bila mguso wowote wa kimwili.
• Nguvu ya kielektroniki ni nguvu inayotumiwa na miili yote yenye chaji ya umeme kwenye miili mingine inayochajiwa. Inaweza kuwa ya kuvutia na ya kuchukiza kwa asili kulingana na malipo ya mwili. Kwa mfano, malipo ya nywele na mvuto wa bits za karatasi kuelekea hiyo.
• Nguvu ya nyuklia ni nguvu inayoshikilia atomi na chembe zake pamoja.

Lazimisha uga

• Eneo au nafasi ambayo nguvu zisizo za mawasiliano kama vile nguvu ya sumaku, nguvu ya uvutano, na kitendo cha nguvu ya kielektroniki huitwa uwanja wa nguvu.
• Kanda inayozunguka sumaku, ambapo dutu ya sumaku hupata nguvu inaitwa uwanja wa sumaku.
• Kanda inayozunguka malipo ya umeme, ambapo dutu ya umeme hupata nguvu inaitwa uwanja wa umeme.
• Kwa hivyo uwanja wa nguvu ni nyanja ya ushawishi wa nguvu zisizo za mawasiliano.

Nguvu = Misa × Kuongeza kasi

Kuongeza kasi - Mabadiliko katika kasi ya kitu inaitwa kuongeza kasi. Wakati kitu kinapata kasi, kuongeza kasi yake ni chanya; wakati kasi inapotea, kuongeza kasi ni hasi.

Misa - Kila kitu kinaundwa na maada. Kadiri kitu kinavyokuwa nacho, ndivyo kinavyokuwa kikubwa, na ndivyo kinavyokuwa na wingi zaidi.

Kwa mujibu wa sheria ya pili ya Newton ya mwendo, Push juu ya kitu cha molekuli fulani, na huharakisha kulingana na kiasi cha nguvu na wingi. Nguvu ndogo yenye wingi mkubwa husababisha kasi ya polepole na nguvu kubwa yenye wingi mdogo hutoa kasi ya haraka. Hii inamaanisha nguvu ya sifuri kwenye misa yoyote inatoa kasi ya sifuri. Ikiwa kitu kinasimama, kinabakia; ikiwa inasonga, inaendelea kusonga kwa kasi sawa na mwelekeo.