言葉 力 スポーツから天気、軍事紛争まで、日常生活の考えられるあらゆる側面に現れます。 しかし、基本的に、力は物理学に根ざした概念であり、非常に具体的で重要な意味を持っています。 標準の力の単位はニュートン(N)で、kg・m / sに相当します。2.
力は、オブジェクトの動きに影響を与える2つの物理量のうちの1つであり、もう1つは質量です。 空間内のオブジェクトの動きの記述はと呼ばれます キネマティクス、位置、速度、加速度を考慮に入れます。 運動の研究に力と質量を含めると、 ダイナミクス.
ニュートンの運動の法則
特定の力とこの量を含む計算方法について学ぶ前に、アイザックニュートンが考案した3つの基本的な運動の法則を確認しておくと役に立ちます。
1. 一定の動き(静止を含む)の状態にあるすべてのオブジェクトは、外力が作用しない限り、その状態のままになります。
2. 力は質量と加速度の積です。
3. すべての力に対して、方向が反対で大きさが等しい力が存在します。
ニュートンの第2法則 力を計算する場合、または力と他の2つの量のいずれかに関する情報が与えられた場合に質量または加速度を決定する場合は、が最大の関心事の1つです。 加速度は速度の変化です。
力の例
力は、押したり引いたりするものと考えることができます。 比喩としては役立ちますが、これは実際の理解を深めるにはあまり効果がありません。 代わりに、自然の力の範囲を示すリストは、物理計算で使用する力に精通するためのより良いツールです。
重量 は、質量のあるすべてのオブジェクトに作用し、重力から生じる不思議な力です。重力は、地球の表面で9.8メートル/秒の2乗(9.8 m / s)の値を持ちます。2). 張力、弾性、摩擦 そしていわゆる 法線力 固体に作用する力です。 浮力、揚力、推力、および抗力は、流体(液体および気体)に固有に関連付けられた力です。
ザ・ 静電 そして 磁気 力は荷電粒子に関連しています。 また、自然には 4つの基本的な力 それは他のすべての力を引き起こします。 これらの1つは重力であり、これははるかに弱い基本的な力です。 他は 電磁気 そしてその 強い そして 弱い核 原子の相互作用。
力の方程式
物理学全体の力の公式の標準形式は、 正味の外力 オブジェクト上には、その質量と加速度の積があります。
\ textbf {F} = m \ textbf {a}
ここで、力と加速度は ベクトル量、は、値(大きさ、数値で表される)と、それらに関連付けられた空間内の方向の両方を持っていることを意味します。 質量は スカラー量、 つまり、その大きさの観点から完全に説明されています。
力の計算例
質量1,000kgのコンパクトカーが真北に5m / sで加速しています2. この加速によって生成される力は何ですか?
F =(1,000 kg)(5 m / s2)= 5,000N。
車は最終的に40m / s(時速約90マイル)の速度に達し、この速度で横ばいになります。 今、車にかかる外力は何ですか?
これはある種のトリック質問です。 スピード違反の車には十分な勢いがありますが、車が加速していない場合は、力の両側 方程式はゼロであり、システムに作用する正味の外力はありません。この場合、 車。 ここで最も関心のある物理量は、 勢いは、質量と速度vの積です(これを力の方程式と比較してください)。