عشرة أنواع مختلفة من القوى

القوة لها معنى محدد في الفيزياء ، وعلى عكس الأفلام - ليس لها أي علاقة بالتناغم الأساسي للكون. في الفيزياء ، القوة هي دفع أو شد ناتج عن تفاعل بين جسمين. يمكن أن تنتج القوة من الاتصال المباشر ، مثل دفع الطفل بعربة ، أو من العمل على مسافة ، مثل جاذبية الأرض التي تمارسها الأرض على القمر. ضمن هاتين الفئتين العريضتين ، من الممكن تحديد 10 قوى مختلفة على الأقل تساعد في تشكيل الكون وتكييف تجربتنا فيه.

عندما صاغ قوانين الحركة الخاصة به ، تخيل السير إسحاق نيوتن بلا شك قوى الاتصال كأمثلة أساسية له. هذه هي القوى التي تنتج عن التفاعل المادي المباشر بين جسمين. وفقًا لقانون نيوتن الثاني:

تنتج قوة مقدارها F تسارع "أ" عند تطبيقها على جسم كتلته "م".

​قوة تطبيقية- هذا هو أسهل نوع من القوة للفهم. ادفع شيئًا ما فيدفعه الجسم للخلف ، كما يقول قانون نيوتن الأول ، حتى يتغلب مقدار القوة على خمول الجسم. عند هذه النقطة ، يبدأ الجسم في الحركة ، وفي حالة عدم وجود قوى أخرى ، يتسارع بمقدار يتناسب مع مقادير كتلته والقوة المطبقة.

​قوى طبيعية- القوة هي كمية متجهة ، مما يعني أن حجمها يعتمد على الاتجاه. في أي تفاعل بين جسمين ، تكون القوة الطبيعية هي القوة العمودية على الواجهة بين الكائنات المتفاعلة. لا تنتج القوة الطبيعية دائمًا الحركة. على سبيل المثال ، يمارس الجدول قوة عادية على كتاب للتغلب على قوة الجاذبية ومنع الكتاب من السقوط.

​قوة الاحتكاك- عادة ما تقاوم قوة الاحتكاك الحركة. إنه نتيجة لحقيقة أن الأسطح في العالم الحقيقي ليست ناعمة تمامًا. يعتمد حجم قوة الاحتكاك التي يمارسها السطح على معامل الاحتكاك للمادة التي يتكون منها السطح وكذلك معامل الاحتكاك الذي يتحرك على طوله. تختلف قوة الاحتكاك على جسم في حالة السكون ، والتي تسمى الاحتكاك الساكن ، عن قوة الاحتكاك على جسم متحرك ، تسمى الاحتكاك المنزلق.

​مقاومة الهواء- تواجه الأجسام التي تتحرك عبر الغلاف الجوي للأرض قوة مقاومة ناتجة عن الاحتكاك الناتج عن جزيئات الهواء. تصبح هذه القوة أقوى مع زيادة السرعة وزيادة مساحة السطح المتعامدة مع اتجاه الحركة. إنها كمية مهمة في صناعات الطيران والفضاء.

​قوة التوتر- اربط خيطًا بجسم ثابت ، واسحب الطرف الآخر ، وسحب الخيط للخلف حتى ينكسر. القوة التي يبذلها الخيط هي قوة الشد ، والتي يتم تطبيقها على طوله. إنها خاصية للمادة التي صنع منها الخيط وكذلك القطر.

​قوة الربيع- تعتمد كمية القوة اللازمة لضغط الزنبرك على المادة التي يتكون منها الزنبرك ، وقطر السلك الذي يشكل الملفات ، وعدد الملفات. يتم قياس هذه الخصائص في عدد خاص بالربيع يسمى ثابت الربيع "k". القوة اللازمة لضغط الزنبرك مسافة "x" مُعطاة في قانون هوك:

تعمل قوى الطبيعة الأساسية التي تحافظ على دوران الكواكب والشمس والنجوم مشتعلة عن بُعد. بدونهم ، ربما لن يكون الكون الذي نعرفه موجودًا ، أو إذا كان موجودًا ، فسيكون مكانًا مختلفًا تمامًا.

​قوة الجاذبية- سبب وجود هذه القوة هو شيء من الغموض ، ولكن إذا لم تكن موجودة ، فلن تكون الكواكب والنجوم قادرة على التكون. يعتمد حجم قوة الجاذبية التي تمارسها الأجسام على بعضها البعض على كتل الأجسام وعكس مربع المسافة بينهما. كلما زادت كتلة الأجسام و / أو كانت المسافة بينها أقصر ، زادت القوة.

​القوة الكهرومغناطيسية- على الرغم من أنهما لا يبدوان متشابهين ، فإن الكهرباء والمغناطيسية مرتبطان. تنتج الإلكترونات المتدفقة مغناطيسية ، وينتج المغناطيس المتحرك الكهرباء. أوضح الفيزيائي الاسكتلندي جيمس كليرك ماكسويل العلاقة بين هذه الظواهر في القرن التاسع عشر وتم تحديدها كميا في معادلاته. تمارس الكهرباء قوة عن طريق جذب أو تنافر الجسيمات المشحونة ، في حين أن القوة المغناطيسية ترجع إلى التجاذب أو التنافر الناجم عن الأقطاب المغناطيسية.

​القوة القوية- نظرًا لأن جميع البروتونات مشحونة إيجابًا ، فإنها تتنافر مع بعضها البعض ، ولن تكون قادرة على تكوين نواة ذرية إذا لم تكن القوة القوية موجودة لتماسكها معًا. القوة الشديدة هي أقوى قوة في الطبيعة. إنه أيضًا الذي يربط الكواركات معًا لتشكيل البروتونات والنيوترونات.

​القوة الضعيفة- القوة الضعيفة هي قوة نووية أساسية أخرى. إنه أقوى من الجاذبية ، لكنه يعمل فقط على مسافات قصيرة متناهية الصغر. تحملها حزم دون ذرية من الطاقة تسمى البوزونات ، وتتسبب القوة الضعيفة في تحول البروتونات إلى نيوترونات والعكس صحيح أثناء الاضمحلال النووي. بدون هذه القوة ، سيكون الاندماج النووي مستحيلًا ، ولن توجد نجوم ، مثل الشمس.