რამ შეიძლება გამოიწვიოს სიჩქარის შეცვლა?

სერ ისააკ ნიუტონის მოძრაობის სამი კანონიდან პირველი, რომელიც წარმოადგენს კლასიკურ მექანიკის საფუძველს, აღნიშნავს, რომ ან ობიექტი მოსვენებულ მდგომარეობაში ან ერთგვაროვანი მოძრაობის პირობებში დარჩება უსასრულოდ ექსტერიერის არარსებობის შემთხვევაში ძალა. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ძალა არის ის, რაც იწვევს სიჩქარის შეცვლას, ან აჩქარებას. მოცემული ძალის მიერ ობიექტზე წარმოქმნილი აჩქარების სიდიდე განისაზღვრება ობიექტის მასით.

როდესაც ფიზიკოსები საუბრობენ ობიექტის სიჩქარეზე, ისინი საუბრობენ არა მხოლოდ ობიექტის სიჩქარეზე, არამედ მიმართულებაზეც, სადაც ის მოძრაობს. ანალოგიურად, ძალას აქვს როგორც მიმართულების, ისე რაოდენობრივი - ძალა, რომელიც პირდაპირ უპირისპირდება ობიექტის სიჩქარე განსხვავებულ გავლენას ახდენს ობიექტზე, ვიდრე მისი მოქმედების სწორი კუთხით მოქმედი ძალა მოძრაობა მათემატიკური თვალსაზრისით, ძალა, სიჩქარე და აჩქარება - ეს არის სიჩქარის შეცვლის სიჩქარე ძალების მიერ წარმოებული - არის "ვექტორული" სიდიდეები, რაც არის მათი მიმართულების ტერმინი კომპონენტი.

უმარტივესი გზა იმის გასაგებად, თუ როგორ ცვლის ძალა ობიექტის სიჩქარეს, წარმოსადგენია, რომ ეს ძალა მოქმედებს იმავე მიმართულებით, როგორც სიჩქარე. მაგალითად, თვითმფრინავის რეაქტიული ძრავები უზრუნველყოფენ ძალას, რომელიც მოქმედებს თვითმფრინავის მოძრაობის მიმართულებით, აძლევს მას დადებით აჩქარებას და აჩქარებს მას. პირიქით, ჰაერის ხახუნი პირდაპირ ეწინააღმდეგება თვითმფრინავის მოძრაობას და ანელებს მას; თუ ძრავები შეწყვეტენ მუშაობას, თვითმფრინავი ცაზე ჩამოვარდება. მაგრამ როდესაც ძრავის ძალა და აეროდინამიკურად შექმნილ ფრთებზე ჰაერის წნევის ზემოთ მოქცევა ძალას აბალანსებს ხახუნის და სხვა შენელებული ძალების, სიმძიმის ჩათვლით, თვითმფრინავი მუდმივი სიჩქარით მიფრინავს დანიშნულების ადგილამდე.

გრავიტაციული მიზიდულობა, რომელსაც მზე ახდენს დედამიწაზე, არის მნიშვნელოვანი მიმართულების კომპონენტის მქონე ძალის მაგალითი. იმის გამო, რომ გრავიტაციული ძალა მოქმედებს დედამიწის მოძრაობის სწორი კუთხით, ეს არ ცვლის პლანეტის მოძრაობის სიჩქარეს, მაგრამ ის მუდმივად ცვლის მიმართულებას. შედეგად, დედამიწა მოძრაობს თითქმის წრიულ ორბიტაზე. დედამიწის სიჩქარე შეიძლება შედარებით მუდმივი იყოს, მაგრამ მისი სიჩქარე ყოველთვის იცვლება მიზიდულობის ძალის შედეგად, რომელიც მას ყოველთვის მზისკენ უბიძგებს. იგივე გრავიტაციული ძალა ინახავს თანამგზავრებს დედამიწის გარშემო ორბიტაზე.

მათემატიკური კავშირი ობიექტზე განხორციელებულ ძალასა (F) და მის აჩქარებას (a) შორის არის F = m • a, სადაც "m" არის ობიექტის მასა. მეტრულ სისტემაში ძალის ერთეულია ნიუტონი, რომელსაც ასახელებენ ისააკ ნიუტონის, ინგლისელი ფიზიკოსის, რომელმაც ჩამოაყალიბა ურთიერთობა. რეალურ სამყაროში, როგორც წესი, სხეულზე მოქმედებს რამდენიმე ძალა, რომელთაგან თითოეული მიმართულებითი კომპონენტია. ეს ძალები შეიძლება იყოს მექანიკური, გრავიტაციული, ელექტრული ან მაგნიტური ხასიათის. ობიექტის მოძრაობის პროგნოზირებისთვის, ხშირად სასარგებლოა სხეულის თავისუფალი დიაგრამის შედგენა, რომელიც წარმოადგენს ამ ძალების გრაფიკულ გამოსახულებას, რომელიც ასახავს თითოეული მათგანის სიდიდეს და მიმართულებას.