Первый из трех законов движения сэра Исаака Ньютона, которые составляют основу классической механики, гласит, что объект в состоянии покоя или в состоянии равномерного движения будет оставаться таким бесконечно при отсутствии внешних сила. Другими словами, сила - это сила, которая вызывает изменение скорости или ускорения. Величина ускорения, создаваемого объектом заданной силой, определяется массой объекта.
Сила и скорость направлены
Когда физики говорят о скорости объекта, они говорят не только о скорости объекта, но и о направлении, в котором он движется. Точно так же сила имеет как направленную, так и количественную составляющую - силу, прямо противоположную скорость объекта влияет на объект иначе, чем сила, действующая под прямым углом к его движение. С математической точки зрения сила, скорость и ускорение - это скорость изменения скорости. производимые силой - это «векторные» величины, под которым понимается их направленность. составная часть.
Силы, действующие на самолете
Самый простой способ понять, как сила изменяет скорость объекта, - это представить эту силу, действующую в том же направлении, что и скорость. Например, реактивные двигатели самолета создают силу, действующую в направлении движения самолета, придавая ему положительное ускорение и заставляя лететь быстрее. С другой стороны, трение воздуха прямо противодействует движению самолета и замедляет его; если двигатели перестанут работать, самолет упадет с неба. Но когда сила двигателя и восходящая тяга воздуха, давление на аэродинамически спроектированные крылья уравновешивает силу трения и других сил замедления, включая силу тяжести, самолет летит с постоянной скоростью к месту назначения.
Сила гравитации
Гравитационное притяжение, которое Солнце оказывает на Землю, является примером силы с важной составляющей направления. Поскольку гравитационная сила действует под прямым углом к движению Земли, она не меняет скорость, с которой движется планета, но постоянно меняет направление. В результате Земля движется по почти круговой орбите. Скорость Земли может быть относительно постоянной, но ее скорость всегда меняется в результате силы гравитации, которая всегда притягивает ее к Солнцу. Та же гравитационная сила удерживает спутники на орбите вокруг Земли.
Диаграммы свободного тела
Математическая связь между силой (F), действующей на объект, и его ускорением (a): F = m • a, где «m» - это масса объекта. Единицей силы в метрической системе является ньютон, названный в честь Исаака Ньютона, английского физика, сформулировавшего это соотношение. В реальном мире на тело обычно действует несколько сил, каждая из которых имеет направленную составляющую. Эти силы могут быть механическими, гравитационными, электрическими или магнитными по своей природе. Чтобы предсказать движение объекта, часто бывает полезно нарисовать диаграмму свободного тела, которая представляет собой графическое представление этих сил, отражающее величину и направление каждой из них.