Jõul on füüsikas konkreetne tähendus ja - erinevalt filmidest - pole sellel midagi pistmist universumi aluseks oleva harmooniaga. Füüsikas on jõud kahe objekti vastastikmõjust tulenev tõuge või tõmme. Jõud võivad tuleneda otsesest kokkupuutest, näiteks lapsest, kes tõukab vagunit, või kaugemal toimimisest, näiteks gravitatsioonilisest atraktsioonist, mille Maa avaldab Kuul. Nendes kahes laias kategoorias on võimalik tuvastada vähemalt 10 erinevat jõudu, mis aitavad universumit kujundada ja meie kogemust selles tingida.
Võtke ühendust jõududega
Oma liikumisseaduste sõnastamisel kujutas Sir Isaac Newton kahtlemata kontaktjõude oma peamisteks näideteks. Need on jõud, mis tulenevad kahe objekti vahelisest füüsilisest suhtlemisest. Newtoni teise seaduse kohaselt:
F = ma
suuruse F jõud tekitab kiirenduse "a", kui seda rakendatakse objektile, mille mass on "m".
Rakendatud jõud- Seda on kõige lihtsam mõista jõudu. Lükake objekti ja objekt lükkab tagasi, ütleb Newtoni esimene seadus, kuni jõu suurus ületab objekti inertsuse. Sel hetkel hakkab objekt liikuma ja muude jõudude puudumisel kiirendab selle massi ja rakendatud jõu suurustega proportsionaalselt.
Normaalne jõud- jõud on vektor suurus, mis tähendab, et selle suurus sõltub suunast. Mis tahes kahe objekti vahelises suhtluses on normaalseks jõuks vastastikku toimivate objektide vahelise liidesega risti paiknev jõud. Normaalne jõud ei tekita alati liikumist. Näiteks avaldab tabel raamatule normaalset jõudu, et ületada raskusjõud ja hoida raamat kukkumast.
Hõõrdejõud- Hõõrdejõud on tavaliselt liikumisele vastu. See on tingitud asjaolust, et reaalses maailmas pole pinnad täiesti siledad. Pinna poolt avaldatava hõõrdejõu suurus sõltub nii materjali, millest pind on tehtud, kui ka seda mööda liikuva objekti hõõrdetegurist. Staatiliseks hõõrdejõuks puhkeva objekti hõõrdejõud erineb liikuva objekti libisevaks hõõrdejõust.
Õhutakistus- Maa atmosfääri kaudu liikuvad objektid puutuvad kokku õhumolekulide tekitatud hõõrdumise tekitatava takistusjõuga. See jõud muutub tugevamaks kiiruse suurenemisel ja liikumise suunaga risti oleva pinna suurenemisel. See on oluline kogus lennunduses ja kosmosetööstuses.
Pingejõud- Seo nöör fikseeritud eseme külge, tõmba teisest otsast ja nöör tõmbub tagasi, kuni see puruneb. Nööri avaldatav jõud on pingejõud, mida rakendatakse kogu pikkuses. See on nii materjali omadus, millest nöör on valmistatud, kui ka läbimõõt.
Kevadjõud- Vedru kokkusurumiseks vajaliku jõu suurus sõltub materjalist, millest vedru valmistatakse, mähiseid moodustava traadi läbimõõdust ja mähiste arvust. Need omadused on kvantifitseeritud vedrule iseloomulikus arvus, mida nimetatakse vedrukonstandiks "k". Vedru vahemaa "x" kokkusurumiseks vajalik jõud on antud Hooke'i seadusega:
F = kx
Tegevus kaugusjõududes
Looduse põhijõud, mis hoiavad planeete pöörlemas ning päike ja tähed põlevad, toimivad kõik eemal. Ilma nendeta poleks meie teadaolevat universumit tõenäoliselt olemas või kui see nii oleks, oleks see hoopis teine koht.
Gravitatsioonijõud- Selle jõu olemasolu põhjus on midagi saladust, kuid kui seda poleks olemas, ei saaks planeedid ja tähed tekkida. Objektide üksteisele avaldatava gravitatsioonijõu suurus sõltub objektide massidest ja nende vahelise kauguse ruudu pöördvõrdest. Mida massilisemad on esemed ja / või mida lühem on nende vaheline kaugus, seda tugevam on jõud.
Elektromagnetiline jõud- Ehkki need ei tundu olevat ühesugused, on elekter ja magnetism omavahel seotud. Voolavad elektronid tekitavad magnetismi ja liikuv magnet elektrit. Nende nähtuste suhet selgitas Šoti füüsik James Clerk Maxwell 19. sajandil ja see on tema võrrandites kvantifitseeritud. Elekter avaldab jõudu laetud osakeste ligitõmbamise või tõrjumise kaudu, samas kui magnetjõud tuleneb magnetpooluste põhjustatud külgetõmbest või tõrjumisest.
Tugev jõud- Kuna kõik prootonid on positiivselt laetud, tõrjuvad nad üksteist ja nad ei suudaks moodustada aatomituuma, kui nende kooshoidmiseks ei oleks olemas tugevat jõudu. Tugev jõud on looduses kõige võimsam jõud. See seob ka kvarke kokku, moodustades prootonid ja neutronid.
Nõrk jõud- Nõrk jõud on veel üks fundamentaalne tuumajõud. See on tugevam kui raskusjõud, kuid töötab ainult lõpmata väikeste vahemaade korral. Subatomiliste energiakimpude, mida nimetatakse bosoniteks, kandmisel põhjustab nõrk jõud prootonite muutumist neutroniteks ja vastupidi tuuma lagunemise ajal. Ilma selle jõuta oleks tuumasüntees võimatu ja tähti, nagu päike, poleks olemas.