Khi chúng ta đẩy, kéo, đá, nâng, ném, búng, đánh, chọn, bóp, ấn, thổi phồng, mở và đóng một vật, chúng ta nói rằng một lực được tác dụng lên vật đó. Những hành động này không là gì khác ngoài việc áp dụng vũ lực. Dù có thể là phương pháp tác dụng lực nào, chúng chỉ có hai loại -
Một tác nhân bên ngoài tạo ra chuyển động trong cơ thể hoặc làm thay đổi trạng thái hiện có của chuyển động trong cơ thể được gọi là lực.
Ví dụ về đẩy
- Chúng tôi đẩy cánh cửa để đóng hoặc mở nó
- Chúng tôi đẩy xe đẩy trong một cửa hàng
- Chúng tôi đẩy một chiếc hộp qua phòng
Ví dụ về kéo
- Chúng tôi nâng một xô nước
- Chúng tôi kéo cửa tủ lạnh để mở nó
- Chúng tôi kéo một chiếc ghế để ngồi
Chúng ta sử dụng lực để đi lại, nâng bất kỳ vật gì, ném bất kỳ vật gì, di chuyển một vật thể khỏi vị trí của nó, v.v. Tóm lại, lực có trong mọi hoạt động chúng ta làm. Bằng cách tác dụng lực, chúng ta thường đưa bất cứ thứ gì chuyển động hoặc ở vị trí nghỉ nhưng không phải lúc nào cũng vậy. Ví dụ, nếu chúng ta tác dụng lực lên tường thì nó không di chuyển.
Điểm trên cơ thể mà lực tác dụng được gọi là điểm tác dụng lực.
Một đường vẽ qua điểm tác dụng của lực theo phương của lực được gọi là đường tác dụng của lực.
Tác dụng của lực
Lực có nhiều tác dụng lên các đối tượng mà nó tác dụng. Lực có thể được đánh giá bằng các tác động khác nhau mà nó có thể tạo ra đối với đối tượng mà nó được tác động lên.
- Lực gây ra chuyển động - Lực có thể đưa một vật đứng yên chuyển động với điều kiện không có lực nào khác ngăn cản chuyển động. Điều này có nghĩa là khi một lực thích hợp tác dụng vào một vật không chuyển động thì vật đó bắt đầu chuyển động theo hướng của lực. Sự thay đổi vị trí của một vật được gọi là chuyển động. Ví dụ, khi chúng ta đẩy bất kỳ chiếc ô tô đồ chơi nào, nó sẽ di chuyển hoặc một chiếc hộp nằm trên sàn có thể di chuyển bằng cách đẩy nó bằng cách tác dụng lực lên nó. Vì vậy, khi có lực tác dụng, một vật đứng yên chuyển động hoặc lực làm thay đổi vị trí của một vật đứng yên.
- Lực làm thay đổi tốc độ - Tốc độ của một vật đang chuyển động có thể được thay đổi bằng cách tác dụng lực lên nó - bằng cách đặt lực lên bàn đạp ga, tốc độ của một chiếc ô tô đang chuyển động có thể tăng lên và bằng cách sử dụng phanh, tốc độ có thể giảm hoặc cuối cùng thậm chí dừng lại ô tô di chuyển. Khi chúng ta tác dụng lực cùng chiều với phương của chuyển động thì tốc độ tăng lên. Khi chúng ta tác dụng lực ngược hướng với chuyển động, tốc độ giảm.
- Lực dừng chuyển động - Có nghĩa là khi chúng ta tác dụng lực theo hướng ngược lại của chuyển động, nó có thể đưa một vật chuyển động vào trạng thái nghỉ. Ví dụ, một chiếc ô tô đang chuyển động có thể dừng lại bằng cách sử dụng phanh. Khi chúng ta cố gắng giữ quả bóng ném cho chúng ta với lực lớn hơn lực mà nó đang tới, nó sẽ dừng lại.
- Lực làm thay đổi hướng - Khi một lực tác dụng một góc vào vật chuyển động, nó sẽ làm thay đổi hướng của vật chuyển động. Ví dụ, trong một trò chơi quần vợt, khi một người chơi đánh bóng ngược lại với người chơi ở phía đối diện, lực tác dụng lên quả bóng sẽ thay đổi hướng của nó. Một ô tô đang chuyển động sẽ đổi hướng khi có lực tác dụng vào vô lăng để làm nó quay. Trong một trò chơi bóng đá, người chơi thay đổi hướng di chuyển của quả bóng bằng cách dùng chân đập bóng vào một góc.
- Lực làm thay đổi hình dạng - Khi lực tác dụng vào một vật thì hình dạng và kích thước của nó thay đổi. Ví dụ, khi một quả bóng bay căng phồng được nhấn, một lực tác dụng sẽ làm thay đổi hình dạng của nó. Khi dùng búa đập một khối đá rắn, lực tác dụng của búa sẽ thay đổi hình dạng của nó để tạo nên một bức tượng. Khi chúng ta bóp chai nước bằng nhựa, một lực tác dụng sẽ làm thay đổi hình dạng và kích thước của nó.
Đặc điểm của Lực lượng
- Lực là do tương tác của ít nhất hai vật
- Nó có thể thay đổi trạng thái chuyển động của một đối tượng
- Nó có thể thay đổi hình dạng của một đối tượng
- Các lực tác dụng lên một đối tượng theo cùng một hướng cộng với nhau và kết quả là cùng hướng
- Khi các lực tác dụng lên một vật theo hướng ngược lại thì lực tác dụng hoặc lực thuần của chúng là hiệu giữa các lực đối nghịch này và hướng kết quả của nó giống với hướng của lực lớn hơn.
- Nếu hai lực tác dụng vào một vật có độ lớn bằng nhau nhưng ngược chiều thì tổng hợp lực tác dụng lên vật bằng không.
- Nó là một đại lượng vectơ do đó nó phải được xác định bằng cách cho biết độ lớn và hướng của nó.
- Nếu độ lớn hoặc hướng hoặc cả hai thay đổi thì tác dụng của lực cũng thay đổi.
Các loại lực:
- Các lực cân bằng và không cân bằng
- Các lực tác dụng lên một vật có thể cân bằng hoặc không cân bằng.
- Các lực lượng cân bằng
Lực cân bằng là lực mà kết quả của các lực tác dụng bằng không. Chúng không gây ra bất kỳ sự thay đổi nào về trạng thái của vật mà nó được tác dụng lên, tức là vật được tác dụng lực thì trạng thái không thay đổi từ chuyển động sang nghỉ hoặc ngược lại, tuy nhiên, các lực cân bằng có thể thay đổi hình dạng và kích thước của một sự vật. Các lực cân bằng có độ lớn bằng nhau nhưng ngược hướng. Các lực cân bằng được coi là ở trạng thái cân bằng.
Ví dụ, trong môn vật tay mà không có người thắng cuộc, lực tác dụng của mỗi người là ngang nhau, nhưng họ lại đẩy theo hướng ngược lại. Lực kết quả (lực thuần) bằng không. Hoặc trong trò chơi kéo co, nếu sợi dây không có chuyển động thì hai đội đang tác dụng lực ngang nhau nhưng ngược chiều thì cân bằng. Một lần nữa, lực kết quả (lực ròng) bằng không.
Khi các lực cân bằng thì không có sự thay đổi theo hướng.
- Các lực tổng hợp cân bằng luôn bằng không.
- Các lực cân bằng không thể thay đổi chuyển động hoặc hướng của một vật.
- Lực cân bằng giữ cho một vật chuyển động với vận tốc không đổi
Một cuốn sách trên bàn là một ví dụ về lực cân bằng. Trọng lượng của cuốn sách phản lực tác dụng (lực đỡ) của mặt bàn. Hai lực hoàn toàn bằng nhau và ngược chiều.
Một ví dụ về lực cân bằng giữ cho một vật chuyển động với vận tốc không đổi là điều khiển hành trình trên ô tô cố gắng cân bằng lực ma sát với lực chuyển động tịnh tiến. Khi vận tốc không đổi thu được hai tập hợp lực hoàn toàn bằng nhau và ngược chiều.
Lực lượng không cân bằng
Không giống như các lực cân bằng, các lực không cân bằng là những lực mà kết quả của lực tác dụng lớn hơn 0. Các lực tác dụng lên vật không bằng nhau và chúng luôn làm cho chuyển động của vật thay đổi tốc độ và / hoặc hướng mà vật đó đang chuyển động.
Khi tác dụng hai lực không cân bằng ngược chiều nhau thì lực tổng hợp của chúng bằng hiệu giữa hai lực. Độ lớn và hướng của lực thuần ảnh hưởng đến chuyển động tạo thành. Lực tổng hợp này được tác dụng theo hướng của lực lớn hơn. Ví dụ, nếu trong một cuộc kéo co, một đội kéo mạnh hơn đội kia, thì kết quả (lực thuần) sẽ là sợi dây sẽ thay đổi chuyển động của nó theo hướng của lực có cường độ / độ lớn lớn hơn.
Khi các lực không cân bằng được tác dụng theo cùng một hướng, lực tạo thành (lực thuần) sẽ là tổng của các lực theo hướng mà các lực tác dụng. Ví dụ, nếu hai người cùng kéo một vật theo cùng một hướng, lực tác dụng lên vật sẽ là kết quả của các lực tổng hợp của họ.
Khi các lực tác dụng cùng phương, lực của chúng được cộng thêm. Khi các lực tác dụng ngược chiều nhau, lực của chúng bị trừ lẫn nhau.
Các lực không cân bằng cũng làm cho một vật không chuyển động thay đổi chuyển động của nó
Nếu không có lực thuần nào tác dụng vào vật thì chuyển động không thay đổi. Nếu có một lực thuần tác dụng lên vật thì tốc độ của vật sẽ thay đổi theo hướng của lực thuần.
Lực lượng tiếp xúc so với lực lượng không tiếp xúc
Tùy thuộc vào tương tác giữa một lực và một vật, lực được phân loại là lực tiếp xúc và lực không tiếp xúc.
Lực tiếp xúc: Lực chỉ tác dụng được khi nó tiếp xúc với vật được gọi là lực tiếp xúc. Tất cả các lực cơ học là lực tiếp xúc, ví dụ lực cơ và lực ma sát.
Các loại lực tiếp xúc:
- Lực tác dụng - Lực do cơ hoạt động gọi là lực tác dụng. Nó còn được gọi là lực cơ. Chúng ta áp dụng lực cơ trong các công việc cơ bản hàng ngày của cuộc sống như hít thở, tiêu hóa, nâng một cái xô, kéo hoặc đẩy một số vật thể.
- Lực pháp tuyến - Là lực tương tác tiếp xúc giữa các bề mặt. Nó luôn luôn hoạt động vuông góc với các bề mặt và ra khỏi bề mặt.
- Lực ma sát - Khi hai vật trượt qua nhau thì chúng cọ xát và đẩy nhau. Lực đẩy này gọi là lực ma sát. Ví dụ, việc thắp sáng một que diêm hoặc dừng một quả bóng đang chuyển động đều chịu lực ma sát.
- Lực căng dây - Lực tác dụng mà lực tác dụng qua sợi dây, dây cáp, sợi dây ... Lực căng dây chỉ có thể kéo chứ không thể đẩy được. Chúng ta thường giả định rằng lực căng của cáp là như nhau ở mọi nơi trên cáp.
- Lực cản của không khí - Đây là một loại lực ma sát đặc biệt tác dụng lên các vật thể khi chúng di chuyển trong không khí. Lực cản của không khí thường được quan sát để chống lại chuyển động của một vật thể. Lực thường sẽ bị bỏ qua do độ lớn của nó không đáng kể. Nó dễ nhận thấy nhất đối với các vật thể di chuyển với tốc độ cao (ví dụ như một vận động viên nhảy dù hoặc một vận động viên trượt tuyết xuống dốc).
- Lực lò xo - Lực do lò xo bị nén hoặc bị dãn tác dụng là 'lực lò xo'. Lực tạo ra có thể là lực đẩy hoặc lực kéo tùy thuộc vào cách gắn lò xo.
Lực không tiếp xúc: Lực có thể tác dụng mà không cần tiếp xúc với hai vật được gọi là lực không tiếp xúc, ví dụ lực từ, lực tĩnh điện, lực hấp dẫn.
Các loại lực không tiếp xúc
- Lực hấp dẫn là lực có tác dụng kéo hai vật về phía nhau. Bất cứ thứ gì có khối lượng cũng đều có lực hút. Một vật có khối lượng càng lớn thì lực hấp dẫn của nó càng mạnh. Lực hấp dẫn của Trái đất là thứ giữ bạn ở trên mặt đất và là nguyên nhân khiến các vật thể rơi xuống. Những giọt nước từ trên trời rơi xuống là một ví dụ về lực hấp dẫn. Quả táo rơi xuống từ trên cây là ví dụ tốt nhất và phổ biến nhất về lực không tiếp xúc.
- Lực từ là lực do nam châm tác dụng lên các vật có từ tính. Chúng tồn tại mà không có bất kỳ liên hệ nào giữa hai đối tượng. Ví dụ, chân sắt bị hút khi ở gần nam châm mà không có bất kỳ tiếp xúc vật lý nào.
- Lực tĩnh điện là lực do tất cả các vật nhiễm điện tác dụng lên các vật nhiễm điện khác. Nó có thể vừa hấp dẫn vừa có tính chất đẩy lùi dựa trên sự tích điện của cơ thể. Ví dụ, sự sạc của sợi tóc và lực hút của các mẩu giấy đối với nó.
- Lực hạt nhân là lực giữ các nguyên tử và các hạt của chúng lại với nhau.
Trường lực
- Vùng hoặc không gian trong đó các lực không tiếp xúc như lực từ, lực hấp dẫn và lực tĩnh điện tác động được gọi là trường lực.
- Vùng bao quanh một nam châm, nơi một chất từ tác dụng lực được gọi là từ trường.
- Vùng bao quanh một điện tích, nơi chất điện tác dụng lực được gọi là điện trường.
- Do đó, trường lực là phạm vi ảnh hưởng của các lực không tiếp xúc.
Lực = Khối lượng × Gia tốc
Gia tốc - Sự thay đổi tốc độ của một vật được gọi là gia tốc. Khi một vật tăng vận tốc thì gia tốc của nó có giá trị dương; khi mất tốc độ, gia tốc âm.
Khối lượng - Mọi vật thể đều được tạo thành từ vật chất. Một vật thể càng có nhiều vật chất thì nó càng lớn và nó càng có khối lượng lớn.
Theo định luật chuyển động thứ hai của Newton, Đẩy một vật có khối lượng nhất định, và nó sẽ tăng tốc dựa trên lượng lực và khối lượng. Lực nhỏ có khối lượng lớn thì gia tốc chậm dần và lực lớn có khối lượng nhỏ thì gia tốc nhanh dần. Điều này có nghĩa là một lực bằng không lên bất kỳ khối lượng nào sẽ cho gia tốc bằng không. Nếu vật đứng yên, nó vẫn đứng yên; nếu nó đang chuyển động, nó tiếp tục chuyển động với cùng tốc độ và hướng.
