Jėga fizikoje turi konkrečią prasmę ir, skirtingai nei filmuose, ji neturi nieko bendro su pagrindine visatos harmonija. Fizikoje jėga yra postūmis arba trauka, atsirandanti dėl dviejų objektų sąveikos. Jėga gali atsirasti dėl tiesioginio kontakto, pavyzdžiui, vaikas, stumiantis vagoną, arba dėl veikimo per atstumą, pavyzdžiui, žemės traukos traukos traukos mėnulyje. Šiose dviejose plačiose kategorijose galima nustatyti mažiausiai 10 skirtingų jėgų, kurios padeda formuoti visatą ir sąlygoja mūsų patirtį joje.
Susisiekite su pajėgomis
Suformuluodamas savo judėjimo dėsnius, seras Isaacas Newtonas, be abejo, įsivaizdavo kontaktines jėgas kaip savo pagrindinius pavyzdžius. Tai jėgos, atsirandančios dėl tiesioginės fizinės dviejų objektų sąveikos. Pagal antrąjį Niutono dėsnį:
F = ma
F jėgos jėga sukelia pagreitį „a“, kai ji taikoma objektui, kurio masė „m“.
Taikomoji jėga- Tai yra lengviausia jėgos rūšis. Stumkite daiktą ir objektas stumia atgal, sako pirmasis Niutono dėsnis, kol jėgos dydis nugalės objekto inerciją. Tuo metu objektas pradeda judėti ir, jei nėra kitų jėgų, pagreitėja tokiu dydžiu, kuris proporcingas jo masės ir pritaikytos jėgos dydžiams.
Normali jėga- Jėga yra vektorinis dydis, o tai reiškia, kad jos dydis priklauso nuo krypties. Bet kokioje dviejų objektų sąveikoje įprasta jėga yra jėga, statmena sąveikai tarp sąveikaujančių objektų. Normali jėga ne visada sukelia judėjimą. Pavyzdžiui, lentelė daro įprastą knygos jėgą, kad įveiktų gravitacijos jėgą ir neleistų knygai kristi.
Trinties jėga- Trinties jėga paprastai priešinasi judėjimui. Taip yra dėl to, kad paviršiai realiame pasaulyje nėra visiškai lygūs. Trinties jėgos, kurią daro paviršius, dydis priklauso nuo medžiagos, iš kurios pagamintas paviršius, ir išilgai juo judančio objekto trinties koeficiento. Trinties jėga ant ramybės būsenos, vadinama statine trintimi, skiriasi nuo judančio objekto, vadinamos slankiąja trintimi, jėga.
Oro pasipriešinimas- Žemės atmosferoje judantys objektai susiduria su varžos jėga, kurią sukuria oro molekulių sukurta trintis. Ši jėga tampa stipresnė didėjant greičiui ir didėjant statmenai judėjimo krypčiai. Tai svarbus kiekis aviacijos ir aviacijos pramonėje.
Įtempimo jėga- Pritvirtinkite virvelę prie fiksuoto daikto, patraukite kitą galą ir virvelė traukiasi atgal, kol nutrūks. Stygos jėga yra įtempimo jėga, veikianti išilgai jos. Tai yra medžiagos, iš kurios pagaminta virvelė, ir skersmens savybė.
Pavasario jėga- Spyruoklės suspaudimui reikalingos jėgos dydis priklauso nuo medžiagos, iš kurios pagaminta spyruoklė, vielos, kuri suformuoja ritinius, skersmens ir ritinių skaičiaus. Šios savybės kiekybiškai įvertinamos spyruoklei būdingu skaičiumi, vadinamu spyruoklės konstanta „k“. Jėgą, reikalingą spyruoklei suspausti atstumu „x“, nurodo Huko įstatymas:
F = kx
Veiksmas nuotolinėmis pajėgomis
Pagrindinės gamtos jėgos, kurios palaiko planetų sukimąsi, o saulė ir žvaigždės dega, veikia per atstumą. Be jų visatos, kurios mes žinome, tikriausiai nebūtų, arba, jei taip būtų, tai būtų visai kita vieta.
Gravitacinė jėga- Šios jėgos egzistavimo priežastis yra kažkas paslapties, tačiau jei jos nebūtų, planetos ir žvaigždės negalėtų susiformuoti. Gravitacinės jėgos objektų, kuriuos veikia vienas kitas, dydis priklauso nuo objektų masės ir atvirkštinio atstumo tarp jų kvadrato. Kuo masyvesni daiktai ir (arba) kuo mažesnis atstumas tarp jų, tuo stipresnė jėga.
Elektromagnetinė jėga- Nors atrodo, kad jie nėra vienodi, elektra ir magnetizmas yra susiję. Tekantys elektronai sukelia magnetizmą, o judantis magnetas - elektrą. Šių reiškinių ryšį XIX amžiuje paaiškino škotų fizikas Jamesas Clerkas Maxwellas ir jis yra kiekybiškai įvertintas jo lygtyse. Elektra veikia jėgą pritraukdama arba atstumdama įelektrintas daleles, tuo tarpu magnetinė jėga atsiranda dėl traukos ar atstūmimo, kurį sukelia magnetiniai poliai.
Stiprioji jėga- Kadangi visi protonai yra teigiamai įkrauti, jie atstumia vienas kitą ir negalėtų suformuoti atomo branduolio, jei neegzistuotų stipri jėga, kuri juos laikytų. Stipri jėga yra galingiausia jėga gamtoje. Jis taip pat sujungia kvarkus, kad susidarytų protonai ir neutronai.
Silpna jėga- Silpna jėga yra dar viena esminė branduolinė jėga. Jis stipresnis už gravitaciją, tačiau veikia tik be galo mažais atstumais. Nešiodami subatominius energijos ryšulius, vadinamus bozonais, dėl silpnos jėgos branduolio skilimo metu protonai pasikeičia į neutronus ir atvirkščiai. Be šios jėgos branduolio sintezė būtų neįmanoma, o žvaigždės, pavyzdžiui, saulė, neegzistuotų.