คำ บังคับ ปรากฏในแทบทุกแง่มุมของชีวิตประจำวันตั้งแต่กีฬาไปจนถึงสภาพอากาศไปจนถึงความขัดแย้งทางทหาร แต่โดยพื้นฐานแล้ว แรงเป็นแนวคิดที่มีรากฐานมาจากฟิสิกส์ ซึ่งมีความหมายที่เฉพาะเจาะจงและสำคัญมาก หน่วยแรงมาตรฐานคือนิวตัน (N) เท่ากับ kg ⋅ m/s2.
แรงเป็นหนึ่งในสองปริมาณของฟิสิกส์ที่ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของวัตถุ อีกปริมาณหนึ่งคือมวล คำอธิบายของการเคลื่อนที่ของวัตถุในอวกาศเรียกว่า จลนศาสตร์ซึ่งคำนึงถึงตำแหน่ง ความเร็ว และความเร่ง รวมทั้งแรงและมวลในการศึกษาการเคลื่อนไหวแนะนำแนวคิดของ พลวัต.
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
ก่อนที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับแรงจำเพาะและวิธีการคำนวณที่เกี่ยวข้องกับปริมาณนี้ คุณควรทบทวนกฎพื้นฐานสามประการของการเคลื่อนที่ของไอแซก นิวตัน:
1. ทุกวัตถุที่อยู่ในสถานะเคลื่อนที่คงที่ (รวมถึงส่วนที่เหลือ) จะยังคงอยู่ในสถานะนั้น เว้นแต่จะถูกกระทำโดยแรงภายนอก
2. แรงเป็นผลคูณของมวลและความเร่ง
3. สำหรับทุกแรง มีแรงที่อยู่ตรงข้ามในทิศทางและมีขนาดเท่ากัน
กฎข้อที่สองของนิวตัน เป็นหนึ่งในสิ่งที่น่าสนใจที่สุดหากคุณต้องการคำนวณแรง หรือกำหนดมวลหรือความเร่ง หากได้รับข้อมูลเกี่ยวกับแรงและหนึ่งในสองปริมาณที่เหลือ ความเร่งคือการเปลี่ยนแปลงความเร็ว
ตัวอย่างของกองกำลัง
คุณสามารถคิดว่าแรงเป็นสิ่งที่ผลักหรือดึง แม้ว่าจะเป็นประโยชน์ในฐานะอุปมา แต่สิ่งนี้ไม่ได้ช่วยพัฒนาความเข้าใจในโลกแห่งความเป็นจริงของคุณมากนัก รายการที่แสดงช่วงของแรงธรรมชาติเป็นเครื่องมือที่ดีกว่าในการทำความคุ้นเคยกับแรงที่คุณจะใช้ในการคำนวณทางฟิสิกส์
น้ำหนัก เป็นแรงลึกลับที่กระทำกับวัตถุทุกชนิดที่มีมวลและเป็นผลจากแรงโน้มถ่วง ซึ่งบนพื้นผิวโลกมีค่า 9.8 เมตรต่อวินาที (9.8 เมตร/วินาที)2). ความตึงเครียด ความยืดหยุ่น แรงเสียดทาน และสิ่งที่เรียกว่า แรงปกติ คือแรงที่กระทำต่อของแข็ง แรงลอยตัว การยก แรงขับ และแรงลากเป็นแรงที่เกี่ยวข้องกับของเหลวโดยเฉพาะ (ของเหลวและก๊าซ)
ดิ ไฟฟ้าสถิต และ แม่เหล็ก แรงสัมพันธ์กับอนุภาคที่มีประจุ อีกทั้งธรรมชาติยังรวมถึง สี่กองกำลังพื้นฐาน ที่ก่อให้เกิดพลังอื่น ๆ ทั้งหมด หนึ่งในนั้นคือแรงโน้มถ่วง ซึ่งเป็นแรงพื้นฐานที่อ่อนแอที่สุด คนอื่น ๆ คือ แม่เหล็กไฟฟ้า และ แข็งแกร่ง และ นิวเคลียร์ที่อ่อนแอ ปฏิสัมพันธ์ในอะตอม
สมการกำลัง
รูปแบบมาตรฐานของสูตรแรงข้ามฟิสิกส์ระบุว่า แรงภายนอกสุทธิ บนวัตถุเป็นผลคูณของมวลและความเร่งของมัน:
\textbf{F} = m\textbf{a}
แรงและความเร่งคือ and ปริมาณเวกเตอร์หมายความว่าพวกมันมีทั้งค่า (ขนาด แทนด้วยตัวเลข) และทิศทางในช่องว่างที่เกี่ยวข้องกับพวกมัน มวลเป็น ปริมาณสเกลาร์, หมายความว่ามันถูกอธิบายอย่างครบถ้วนในแง่ของขนาดของมัน
ตัวอย่างการคำนวณแรง
รถคอมแพคที่มีมวล 1,000 กก. เร่งไปทางเหนือด้วยความเร็ว 5 ม./วินาที2. แรงที่เกิดจากความเร่งนี้คืออะไร?
F = (1,000 กก.) (5 ม./วินาที2) = 5,000 นิวตัน
ในที่สุดรถก็วิ่งด้วยความเร็ว 40 เมตร/วินาที (ประมาณ 90 ไมล์ต่อชั่วโมง) และหยุดนิ่งที่ความเร็วนี้ แรงภายนอกของรถตอนนี้เป็นอย่างไร?
นี่เป็นคำถามที่หลอกลวง ในขณะที่รถเร็วมีโมเมนตัมมากมาย ถ้ารถไม่มีอัตราเร่ง แรงทั้งสองข้าง, สมการเป็นศูนย์ และไม่มีแรงภายนอกสุทธิที่กระทำต่อระบบ ในกรณีนี้ประกอบด้วย sole เท่านั้น รถยนต์. ปริมาณที่น่าสนใจมากที่สุดที่นี่ โมเมนตัมเป็นผลคูณของมวลและความเร็ว v (เปรียบเทียบกับสมการกำลัง)