Φυσική για παιδιά

Δύναμη

Στη φυσική, η δύναμη είναι μια ώθηση ή μια έλξη σε ένα αντικείμενο. Μια δύναμη μπορεί να κάνει ένα αντικείμενο να επιταχυνθεί, να επιβραδυνθεί, να παραμείνει στη θέση του ή να αλλάξει σχήμα.

Πώς να μετρήσετε τη δύναμη

Η μονάδα μέτρησης της δύναμης είναι το νιούτον, το οποίο συντομογραφείται ως "Ν". Ένα νιούτον είναι η δύναμη που απαιτείται για την επιτάχυνση ενός γραμμαρίου μάζας κατά ένα εκατοστό ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο. Άλλες μονάδες δύναμης είναι το δύνε και η λίβρα.

Παραδείγματα δύναμης

Δύναμη, μάζα και επιτάχυνση

Η δύναμη μπορεί να υπολογιστεί αν γνωρίζετε τη μάζα και την επιτάχυνση ενός αντικειμένου. Αυτή η εξίσωση προέρχεται από τον δεύτερο νόμο του Νεύτωνα για την κίνηση:

f = m * a

Όπου f = δύναμη, m = μάζα και a = επιτάχυνση.

Δυνάμεις και διανύσματα

Η δύναμη δεν έχει μόνο ένα μέγεθος (το οποίο είναι αυτό που παίρνουμε σε Newton όταν χρησιμοποιούμε την παραπάνω εξίσωση), αλλά έχει επίσης μια κατεύθυνση. Αυτό κάνει τη δύναμη ένα διάνυσμα. Τα διανύσματα παρουσιάζονται με ένα βέλος που δείχνει την κατεύθυνση της δύναμης και έναν αριθμό που δείχνει το μέγεθος. Δείτε τις εικόνες στα δεξιά για να δείτε πώς χρησιμοποιείται το βέλος για να δείξει την κατεύθυνση της δύναμης.

Δυνάμεις σε ισορροπία

Μερικές φορές μπορεί να ασκούνται πολλές δυνάμεις σε ένα αντικείμενο, αλλά το αντικείμενο παραμένει ακίνητο. Στην περίπτωση αυτή οι δυνάμεις βρίσκονται σε ισορροπία. Το άθροισμα των δυνάμεων ή η καθαρή δύναμη είναι μηδέν.

Η παρακάτω εικόνα δείχνει ένα αντικείμενο που κάθεται πάνω σε ένα τραπέζι. Το αντικείμενο δεν κινείται. Αυτό συμβαίνει επειδή η δύναμη της βαρύτητας που έλκει το αντικείμενο προς τα κάτω είναι ίση και αντίθετη με τη δύναμη του τραπεζιού που το σπρώχνει προς τα πάνω. Η καθαρή δύναμη είναι μηδέν και οι δυνάμεις βρίσκονται σε ισορροπία.

Συνδυασμένες δυνάμεις

Όταν σε ένα αντικείμενο ασκούνται πολλαπλές δυνάμεις, η προκύπτουσα δύναμη είναι το άθροισμα των διανυσμάτων των επιμέρους δυνάμεων. Δεν θα μπούμε σε πολύπλοκα μαθηματικά διανυσμάτων εδώ, αλλά πάρτε για παράδειγμα μια διελκυστίνδα. Οι δύο πλευρές τραβούν η καθεμία. Αν η μία πλευρά τραβάει με δύναμη 2 Ν προς την αριστερή κατεύθυνση και η άλλη πλευρά τραβάει με δύναμη 3 Ν προς τη δεξιά κατεύθυνση, τότε η προκύπτουσα δύναμη είναι 1 Ν σεπρος τη σωστή κατεύθυνση.

Τύποι δυνάμεων

• Τριβή - Η τριβή είναι μια δύναμη που προκαλείται όταν ένα αντικείμενο τρίβεται πάνω σε ένα άλλο. Λειτουργεί προς την αντίθετη κατεύθυνση της κύριας δύναμης.
• Βαρύτητα - Η βαρύτητα είναι μια δύναμη που προκαλείται από ένα μεγάλο σώμα, όπως η Γη. Η βαρύτητα έλκει τα αντικείμενα προς τη Γη με επιτάχυνση "g" που ισούται με 9,8 m/s2.
• Ηλεκτρομαγνητική - Η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι μια δύναμη που σχετίζεται με ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία.
• Πυρηνικές - Οι πυρηνικές δυνάμεις είναι οι δυνάμεις που συγκρατούν τα άτομα και τα σωματίδιά τους μεταξύ τους.
• Τάση - Μια ελκτική δύναμη που ασκείται από ένα σπάγκο, καλώδιο ή αλυσίδα σε ένα άλλο αντικείμενο.
• Ελαστική - Η ελαστική δύναμη είναι μια δύναμη που ασκείται από ένα αντικείμενο που προσπαθεί να επιστρέψει στο φυσικό του μήκος. Αυτό μοντελοποιείται από ένα ελατήριο που έχει τραβηχτεί από μια εξωτερική δύναμη, αλλά τραβιέται προς τα πίσω ενώ προσπαθεί να επιστρέψει στο αρχικό του μήκος.

• Ένα αντικείμενο που επιταχύνεται σε κυκλική κίνηση υφίσταται "κεντρομόλο" δύναμη.
• Οι τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις είναι η βαρύτητα, η ηλεκτρομαγνητική δύναμη, η ισχυρή πυρηνική δύναμη και η ασθενής πυρηνική δύναμη.
• Η ροπή είναι ένας τύπος δύναμης που μετρά τις αλλαγές στην ταχύτητα περιστροφής ενός αντικειμένου. Η ροπή είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των αυτοκινήτων, ιδίως των φορτηγών.
• Η έλξη είναι μια δύναμη που μειώνει την ταχύτητα ενός αντικειμένου. Η ώθηση είναι μια δύναμη που αυξάνει την ταχύτητα ενός αντικειμένου.

Κάντε ένα κουίζ δέκα ερωτήσεων σχετικά με αυτή τη σελίδα.

Περισσότερα θέματα Φυσικής σχετικά με την κίνηση, το έργο και την ενέργεια

Σκάλες και διανύσματα

Διανυσματικά μαθηματικά

Μάζα και βάρος

Δύναμη

Ταχύτητα και ταχύτητα

Επιτάχυνση

Βαρύτητα

Τριβή

Νόμοι της κίνησης

Απλές μηχανές

Γλωσσάριο όρων κίνησης

Εργασία και ενέργεια

Ενέργεια

Κινητική ενέργεια

Δυνητική ενέργεια

Εργασία

Ισχύς

Ορμή και συγκρούσεις

Πίεση

Θερμότητα

Θερμοκρασία

Επιστήμη>> Φυσική για παιδιά