古典力学の基礎を形成するアイザックニュートン卿の3つの運動の法則の最初のものは、 静止している、または均一な動きの状態にあるオブジェクトは、外部が存在しない場合、そのように無期限に残ります 力。 言い換えれば、力とは、速度または加速度の変化を引き起こす力のことです。 与えられた力によってオブジェクトに生成される加速度の量は、オブジェクトの質量によって決まります。
力と速度は方向性があります
物理学者が物体の速度について話すとき、彼らは物体の速度だけでなく、それが動く方向についても話します。 同様に、力には方向性成分と量的成分があります-直接反対の力 オブジェクトの速度は、オブジェクトに対して直角に作用する力とは異なる影響をオブジェクトに与えます。 モーション。 数学的には、力、速度、加速度-速度の変化率です 力によって生成される-「ベクトル」量であり、これはそれらの方向性を意味する用語です 成分。
飛行機に作用する力
力がオブジェクトの速度をどのように変化させるかを理解する最も簡単な方法は、力が速度と同じ方向に作用することを想像することです。 たとえば、飛行機のジェットエンジンは、飛行機の動きの方向に作用する力を提供し、飛行機に正の加速度を与えて、飛行機をより速く動かします。 一方、空気摩擦は飛行機の動きに直接対抗し、飛行機を減速させます。 エンジンが停止すると、飛行機は空から落ちます。 しかし、エンジンの力と空気力学的に設計された翼への空気圧の上昇推力が力のバランスをとるとき 摩擦や重力を含むその他の減速力により、飛行機は目的地に向かって一定の速度で飛行します。
重力の力
太陽が地球に及ぼす重力の引力は、重要な方向成分を持つ力の例です。 重力は地球の動きに対して直角に作用するため、惑星の移動速度は変わりませんが、常に方向が変わります。 その結果、地球はほぼ円軌道を移動します。 地球の速度は比較的一定かもしれませんが、その速度は常に太陽に向かって引っ張っている重力の結果として常に変化しています。 同じ重力が衛星を地球の周りの軌道に保ちます。
自由体図
物体にかかる力（F）とその加速度（a）の数学的関係は、F = m•aです。ここで、「m」は物体の質量です。 メートル法の力の単位はニュートンです。これは、関係を定式化した英国の物理学者であるアイザックニュートンにちなんで名付けられました。 現実の世界では、通常、物体に作用するいくつかの力があり、それぞれに方向成分があります。 これらの力は、本質的に機械的、重力的、電気的、または磁気的である可能性があります。 オブジェクトの動きを予測するには、自由体図を描くと便利なことがよくあります。これは、それぞれの大きさと方向を表すこれらの力のグラフィック表現です。