makt

Fysisk

2022

Vi forklarer hva en kraft er for fysikk, dens egenskaper og dens typer i henhold til hver teori. Også hvordan det måles og ulike eksempler.

En kraft er nødvendig for at en bevegelse skal starte eller stoppe.

Hva er en kraft?

I tekniske termer er en kraft en mengde som er i stand til å modifisere mengden avbevegelse eller den gitte formen til en kropp eller en partikkel. Det må ikke forveksles med begrepene innsats ellerEnergi.

Vanligvis er begrepet kraft forklart i form av mekanikk klassisk etablert av Isaac Newtons prinsipper (1642-1727), kjent som bevegelsens lover og publisert i 1687 i deres Principia Mathematica.

I følge klassisk mekanikk er kraften som påvirker en kropp ansvarlig for endringer i dens bevegelsestilstand, slik som dens rettlinjede bane og dens forskyvning uniform, og å trykke en akselerasjon (eller nedgang). Videre genererer enhver kraft som virker på et legeme en identisk kraft, men i motsatt retning.

Vi snakker vanligvis om makt i hverdagen, uten å nødvendigvis bruke dette ordet som fysisk. Kraft studeres av fysikk og i henhold til den anerkjennes fire grunnleggende krefter på nivåetkvante: gravitasjonskraften, den elektromagnetiske kraften, den sterke kjernekraften og den svake kjernekraften.

I kontrast, i Newtonsk (eller klassisk) mekanikk, er det mange andre identifiserbare krefter, for eksempel friksjonskraft,Tyngdekraft, sentripetalkraft, etc.

Kraftegenskaper

En kraft kan betraktes som en fysisk enhet som beskriver intensiteten av interaksjonene mellom objekter, nært knyttet tilEnergi.

For klassisk mekanikk er hver kraft sammensatt av en størrelse og en adresse, og dermed betegne det med envektor. Dette betyr at det er en vektormengde, ikke en skalar.

Typer kraft

I følge Einstein bøyer massive objekter rom-tid.

Det finnes flere typer kraft, avhengig av deres natur og fokus:

I følge newtonsk mekanikk:

  • Styrke avfriksjon. Det er kraften som motsetter bevegelsesendring av kroppene, og utøver en utholdenhet å forlate tilstanden av hvile, eller bevegelse, slik vi kan oppfatte den når vi begynner å gå en tung gjenstand når vi skyver den.
  • Tyngdekraft. Det er kraften som utøves av masse av kropper på nærliggende gjenstander, og trekker dem mot hverandre. Denne kraften blir merkbar når alle eller noen av de samvirkende objektene er veldig massive. Eksemplet par excellence er planeten jorden og gjenstandene ogvesener at vi lever på overflaten; det er en gravitasjonskraft tiltrekningskraft mellom dem.
  • Elektromagnetisk kraft Det er den attraktive og frastøtende kraften som genereres av samspillet mellom elektromagnetiske felt.

Du kan også snakke om:

  • Kontaktstyrke. Det er kraften som utøves fra direkte fysisk kontakt mellom en kropp og en annen.
  • Kraft på avstand. Det er kraften som kan utøves uten fysisk kontakt mellom kroppene.

I følge relativistisk eller einsteinsk mekanikk:

  • Tyngdekraft. Det er kraften som ser ut til å eksistere når massive gjenstander bøyer rom–vær rundt dem, og tvinger mindre gjenstander til å avvike banene og nærme seg dem.
  • Elektromagnetisk kraft Det er kraften som elektromagnetiske felt utøver på de ladede partiklene til saken, etter uttrykket til Lorenz-styrken.

I følge kvantemekanikken:

  • Tyngdekraft. Det er kraften som utøves av en masse på den andre, som er en svak kraft, i bare én retning (attraktiv), men effektiv over lange avstander.
  • Maktelektromagnetisk. Det er kraften som påvirker elektrisk ladede partikler og de elektromagnetiske feltene de genererer, og er kraften som tillater molekylær binding. Den er sterkere enn tyngdekraften og har to sanser (attraksjon-frastøting).
  • Sterk atomkraft. Det er kraften som opprettholder kjernene til atomer stabil, holder sammennøytroner Yprotoner. Den er mer intens enn elektromagnetisk, men den har mye mindre rekkevidde.
  • Svak atomkraft. Det er kraften som er ansvarlig for radioaktivt forfall, i stand til å utføre endringer i subatomært stoff, med et enda mindre omfang enn sterke atomkrefter.

Force enheter

I følge Internasjonalt system, måles kraft i enheter kalt Newton (N), til ære for den store britiske fysikeren. Disse enhetene tilsvarer 100 000 dyner og forstås som mengden kraft som påføres i løpet av ett sekund på en masse av et kilo, slik at den får en hastighet på én meter i sekundet. Det er det:

1 N = (1 kg x 1 m) / 1 s2

Det er andre enheter for andre metriske systemer, som i Newton tilsvarer:

  • 1 kilogram-kraft eller kilopond er lik 9,81 N
  • 1 pund-kraft tilsvarer 4,448222 N

Hvordan måles kraft?

I dag finnes det ulike modeller av dynamometre, selv med digitale skjermer.

Dynamometeret er den ideelle enheten for kraftmåling. Den brukes også til å beregne vekt av gjenstandene. Den ble oppfunnet av Isaac Newton selv, ved å bruke strekkingen av en fjær og den Hookes lov om elastisitet, på en måte som ligner på en fjærvekt.

Moderne versjoner av dynamometeret følger samme prinsipp og har kroker eller ringer i endene av deres sylindriske kropp, hvor det er en fjær eller spiral som fungerer som en fjær. I en av dens ender mål kraft (i noen tilfeller kan det til og med vises på et digitalt display).

Eksempler på styrke

Det er stadig eksempler på styrke rundt oss. Ved å utøve muskelkraften vår på en gjenstand for å løfte den, beseirer vi tyngdekraften. Hvis vi skyver en massiv kropp med skulderen, som et kjøleskap, må vi ikke bare overvinne gravitasjon, men også friksjonskraften som motsetter bevegelsen.

Det samme skjer når vi limer en kjøleskapsmagnet, siden kraftenmagnetisk Den holder den på plass, men hvis vi bringer den nærmere en annen magnet gjennom den samme polen, vil vi i stedet legge merke til en liten frastøtende kraft, som er en annen karakter av samme magnetiske kraft.

Kraft og bevegelse

Kraft og bevegelse er sterkt involvert i hverandre. For det første fordi kraft er det som er i stand til å starte, stoppe eller modifisere en bevegelse.

For eksempel, når en baseball krasjer mot balltre, trykkes slagerens kraft på sekundet for å avlede banen (den samme som pitcherens kraft først ga den, siden ballen normalt er i ro) og kaste den bort i feltet.

Når det er en kraft på en kropp i den adresse ved forskyvning vil det være arbeid utført av den styrken. Arbeidet som kreves for at denne bevegelsen skal skje er lik energien som kreves for å bevege kroppen. Avhengig av type kraft og type bevegelse, vil ulike matematiske formler være tilgjengelige for å beregne dem.

Tyngdekraften

Tyngdekraften kan overvinnes øyeblikkelig gjennom andre krefter.

Tyngdekraften er den tiltrekningskraften som masser utøver på materien rundt dem, med en intensitet proporsjonal med massen deres og omvendt proporsjonal med avstanden som skiller dem.

FaktiskSol den tiltrekker seg planeten vår på avstand, med samme type kraft som den tiltrekker oss, som lever på overflaten. Tyngdekraften kan overvinnes et øyeblikk, slik vi gjør når vi hopper, men vi vil til slutt bukke under for den. Alt som går opp fritt, må ned.

Intermolekylære krefter

Det er de som holdermolekyler sammen, danner strukturer mer kompleks og med større masse, avhengig direkte av arten av atomer involvert. Det er derfor de også er kjent som intermolekylære bindinger eller atombindinger. Disse kreftene kan være av to typer:Van der Waals styrker eller Hydrogenbroene.

!-- GDPR -->