Διαφορά μεταξύ δύναμης και ταχύτητας

Η δύναμη και η ταχύτητα είναι δύο σχετικές αλλά διαφορετικές έννοιες στη βασική φυσική. Η σχέση τους είναι ένα από τα πρώτα πράγματα που μαθαίνουν οι μαθητές της φυσικής, στο πλαίσιο της μελέτης τους σχετικά με τους νόμους κίνησης του Νεύτωνα. Αν και η ταχύτητα δεν εμφανίζεται συγκεκριμένα στους νόμους του Νεύτωνα, η επιτάχυνση, και η επιτάχυνση είναι ένα μέτρο μιας αλλαγής στην ταχύτητα.

Στη φυσική επιστήμη, μια δύναμη είναι κάτι που δρα σε ένα αντικείμενο πιέζοντας ή τραβώντας το. Εάν η δύναμη είναι αρκετά ισχυρή, αλλάζει τη θέση ή το σχήμα του αντικειμένου. Δυνάμεις όπως η τριβή, η αντίσταση στον αέρα και η απλή φυσική επαφή αγγίζουν το αντικείμενο απευθείας, ενώ δυνάμεις όπως η βαρύτητα, ο μαγνητισμός και οι ηλεκτροστατικές λειτουργούν στο αντικείμενο από απόσταση. Η δύναμη είναι μια διανυσματική ποσότητα, που σημαίνει ότι μπορείτε να μετρήσετε τη δύναμη και την κατεύθυνσή της. Ο τύπος για να βρείτε το μέτρο μιας δύναμης είναι δύναμη = επιτάχυνση μάζας, γραμμένο ως f = ma.

•••George Doyle / Stockbyte / Getty Images

Όταν ένα αντικείμενο κινείται, ένας τρόπος μέτρησης της ταχύτητας κίνησης είναι η εύρεση της ταχύτητάς του, δηλαδή ο ρυθμός με τον οποίο αλλάζει θέση. Όπως η δύναμη, η ταχύτητα είναι μια διανυσματική ποσότητα, έτσι περιλαμβάνει κατεύθυνση. Για να βρείτε τη μέση ταχύτητα ενός αντικειμένου, διαιρέστε την αλλαγή στη θέση του με τη στιγμή που πήρε η κίνηση και δηλώστε την κατεύθυνσή του. Για παράδειγμα, εάν ένα αυτοκίνητο οδηγεί βόρεια και σε μια ώρα ταξιδεύει 30 μίλια, η ταχύτητά του είναι 30 μίλια ανά ώρα, βόρεια.

Η δύναμη και η ταχύτητα είναι συνδεδεμένες έννοιες - το ένα δρα στο άλλο. Η δύναμη είναι ένα μέτρο δύναμης. Κάνει τα πράγματα να συμβούν. Η ταχύτητα, από την άλλη πλευρά, είναι μια ποιότητα που έχει ένα αντικείμενο. Εφαρμόστε δύναμη σε ένα αντικείμενο και η ταχύτητά του αλλάζει. Αυτό δεν λειτουργεί αντίστροφα - δεν μπορείτε να εφαρμόσετε ταχύτητα σε ένα αντικείμενο και να αλλάξετε τη δύναμή του. Η ταχύτητα δεν δρα σε ένα αντικείμενο. Μια δύναμη ωθεί ή τραβά ένα αντικείμενο, αλλά η ταχύτητα είναι απλά κάτι που έχει ένα αντικείμενο.

Κάθε αντικείμενο έχει ταχύτητα κάθε στιγμή. Εάν το αντικείμενο δεν κινείται, η ταχύτητά του είναι μηδέν. Σύμφωνα με τον πρώτο νόμο κίνησης του Νεύτωνα, χωρίς δύναμη που ασκείται σε ένα αντικείμενο, η ταχύτητά του δεν αλλάζει. Οποιαδήποτε αλλαγή στην ταχύτητα ενός αντικειμένου ονομάζεται επιτάχυνση, που είναι το "a" στο f = ma. Εκτός αν το αντικείμενο κινείται σε κενό, υπάρχουν πάντα δυνάμεις που δρουν σε αυτό, και όλες αυτές οι δυνάμεις που προστίθενται ονομάζονται καθαρή δύναμη. Η καθαρή δύναμη ενεργεί σε ένα αντικείμενο για να αλλάξει την ταχύτητά του και να προκαλέσει επιτάχυνση.