První ze tří pohybových zákonů sira Isaaca Newtona, které tvoří základ klasické mechaniky, uvádí, že an předmět v klidu nebo ve stavu rovnoměrného pohybu zůstane tímto způsobem po neomezenou dobu bez externího objektu platnost. Jinými slovy, síla je síla, která způsobuje změnu rychlosti nebo zrychlení. Množství zrychlení produkovaného na objektu danou silou je určeno hmotou objektu.
Síla a rychlost jsou směrové
Když fyzici hovoří o rychlosti objektu, nemluví pouze o rychlosti objektu, ale také o směru, kterým se pohybuje. Podobně má síla směrovou složku i kvantitativní - sílu přímo protilehlou rychlost objektu má na objekt jiný účinek než síla působící v pravém úhlu k jeho objektu pohyb. Z matematického hlediska síla, rychlost a zrychlení - což je rychlost změny rychlosti vyrobené silou - jsou „vektorové“ veličiny, což je termín, který implikuje jejich směr součástka.
Síly působící v letadle
Nejjednodušší způsob, jak pochopit, jak síla mění rychlost objektu, je představit si tuto sílu působící ve stejném směru jako rychlost. Například tryskové motory v letadle poskytují sílu, která působí ve směru pohybu letadla, dává mu pozitivní zrychlení a zrychluje ho. Tření vzduchu naproti tomu přímo odporuje pohybu letounu a zpomaluje ho; pokud přestanou fungovat motory, letadlo spadne z oblohy. Ale když síla motoru a tlak vzduchu vzhůru na aerodynamicky navržená křídla tuto sílu vyvažují tření a dalších zpomalujících sil, včetně gravitace, letí letoun konstantní rychlostí směrem k cíli.
Síla gravitace
Gravitační přitažlivost, kterou na Zemi působí slunce, je příkladem síly s důležitou směrovou složkou. Protože gravitační síla působí kolmo na pohyb Země, nemění rychlost pohybu planety, ale neustále mění směr. Výsledkem je, že se Země pohybuje na téměř kruhové oběžné dráze. Rychlost Země může být relativně konstantní, ale její rychlost se vždy mění v důsledku gravitační síly, která ji vždy přitahuje ke slunci. Stejná gravitační síla udržuje satelity na oběžné dráze kolem Země.
Diagramy volného těla
Matematický vztah mezi silou (F) vyvíjenou na objekt a jeho zrychlením (a) je F = m • a, kde „m“ je hmotnost objektu. Jednotkou síly v metrickém systému je newton, který je pojmenován po Isaacu Newtonovi, anglickém fyzikovi, který formuloval vztah. Ve skutečném světě obvykle působí na tělo několik sil, každá se směrovou složkou. Tyto síly mohou mít mechanickou, gravitační, elektrickou nebo magnetickou povahu. K předpovědi pohybu objektu je často užitečné nakreslit diagram volného těla, což je grafické znázornění těchto sil, které zobrazuje velikost a směr každé z nich.