สิบประเภทของกองกำลัง

พลังมีความหมายเฉพาะในฟิสิกส์ และไม่เหมือนในภาพยนตร์ มันไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับความกลมกลืนของจักรวาล ในวิชาฟิสิกส์ แรงคือการผลักหรือดึงที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างวัตถุสองชิ้น แรงอาจเกิดจากการสัมผัสโดยตรง เช่น เด็กผลักเกวียน หรือจากการกระทำในระยะไกล เช่น แรงดึงดูดที่โลกกระทำต่อดวงจันทร์ ภายในสองหมวดหมู่กว้างๆ นี้ เป็นไปได้ที่จะระบุแรงที่แตกต่างกันอย่างน้อย 10 อย่างที่ช่วยกำหนดจักรวาลและปรับประสบการณ์ของเราในจักรวาล

เมื่อเขากำหนดกฎการเคลื่อนที่ เซอร์ไอแซก นิวตัน ไม่ต้องสงสัยเลยว่ากองกำลังสัมผัสเป็นตัวอย่างหลักของเขา เหล่านี้เป็นแรงที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ทางกายภาพโดยตรงระหว่างวัตถุสองชิ้น ตามกฎข้อที่สองของนิวตัน:

แรงขนาด F ทำให้เกิดความเร่ง "a" เมื่อใช้กับวัตถุที่มีมวล "m"

​แรงประยุกต์– นี่เป็นแรงที่เข้าใจได้ง่ายที่สุด ดันวัตถุและวัตถุดันกลับ กฎข้อที่หนึ่งของนิวตันกล่าว จนกระทั่งขนาดของแรงเอาชนะความเฉื่อยของวัตถุ เมื่อถึงจุดนั้น วัตถุก็เริ่มเคลื่อนที่ และหากไม่มีแรงอื่น ก็จะเร่งด้วยปริมาณที่สัดส่วนกับขนาดของมวลและแรงที่ใช้

​แรงปกติ– แรงเป็นปริมาณเวกเตอร์ ซึ่งหมายความว่าขนาดของมันขึ้นอยู่กับทิศทาง ในปฏิสัมพันธ์ใดๆ ระหว่างวัตถุสองชิ้น แรงตั้งฉากคือแรงตั้งฉากกับส่วนต่อประสานระหว่างวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์ แรงปกติไม่ได้สร้างการเคลื่อนไหวเสมอไป ตัวอย่างเช่น โต๊ะใช้แรงตั้งฉากกับหนังสือเพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงและป้องกันไม่ให้หนังสือตกลงมา

​แรงเสียดทาน– แรงเสียดทานมักจะต้านทานการเคลื่อนไหว เป็นผลมาจากความจริงที่ว่าพื้นผิวในโลกแห่งความเป็นจริงไม่ได้ราบรื่นอย่างสมบูรณ์ ขนาดของแรงเสียดทานที่กระทำโดยพื้นผิวขึ้นอยู่กับค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีของวัสดุที่ทำพื้นผิวและของวัตถุที่เคลื่อนที่ไปตามนั้น แรงเสียดทานบนวัตถุที่วางอยู่ เรียกว่า แรงเสียดทานสถิต ต่างจากแรงเสียดสีบนวัตถุที่เคลื่อนที่ ซึ่งเรียกว่า แรงเสียดทานแบบเลื่อน

​แรงต้านอากาศ– วัตถุที่เคลื่อนที่ผ่านชั้นบรรยากาศของโลกจะพบกับแรงต้านทานที่เกิดจากแรงเสียดทานที่เกิดจากโมเลกุลของอากาศ แรงนี้จะแรงขึ้นด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นและพื้นที่ผิวที่เพิ่มขึ้นในแนวตั้งฉากกับทิศทางของการเคลื่อนที่ เป็นปริมาณที่สำคัญในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ

​แรงดึง– ผูกเชือกกับวัตถุคงที่ ดึงปลายอีกข้างหนึ่งแล้วดึงกลับจนขาด แรงที่เชือกออกคือแรงตึง ซึ่งใช้ไปตามความยาวของเชือก เป็นคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ทำเชือกและเส้นผ่านศูนย์กลาง

​สปริง ฟอร์ซ– ปริมาณแรงที่จำเป็นในการบีบอัดสปริงขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ทำสปริง เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดที่สร้างขดลวด และจำนวนขดลวด คุณสมบัติเหล่านี้ถูกหาปริมาณในลักษณะจำนวนหนึ่งของสปริงที่เรียกว่าค่าคงที่สปริง "k" แรงที่จำเป็นในการบีบอัดสปริงในระยะห่าง "x" ถูกกำหนดโดยกฎของฮุค:

พลังพื้นฐานของธรรมชาติที่ทำให้ดาวเคราะห์หมุนไป และดวงอาทิตย์และดวงดาวลุกเป็นไฟ ล้วนกระทำในระยะไกล หากไม่มีพวกเขา จักรวาลที่เรารู้จักคงไม่มีอยู่จริง หรือถ้ามันมีจริง จักรวาลจะเป็นสถานที่ที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

​แรงโน้มถ่วง– สาเหตุของการมีอยู่ของพลังนี้เป็นสิ่งที่ลึกลับ แต่ถ้ามันไม่มีอยู่จริง ดาวเคราะห์และดวงดาวก็จะไม่สามารถก่อตัวขึ้นได้ ขนาดของแรงโน้มถ่วงที่วัตถุกระทำต่อกันนั้นขึ้นอยู่กับมวลของวัตถุและความผกผันของกำลังสองของระยะห่างระหว่างพวกมัน ยิ่งวัตถุมีมวลมากและ/หรือระยะห่างระหว่างวัตถุยิ่งสั้นลง แรงก็จะยิ่งแข็งแกร่ง

​แรงแม่เหล็กไฟฟ้า– แม้ว่าจะไม่เหมือนกัน แต่ไฟฟ้าและแม่เหล็กมีความเกี่ยวข้องกัน อิเล็กตรอนที่ไหลจะสร้างสนามแม่เหล็ก และแม่เหล็กเคลื่อนที่จะผลิตกระแสไฟฟ้า ความสัมพันธ์ระหว่างปรากฏการณ์เหล่านี้อธิบายโดย James Clerk Maxwell นักฟิสิกส์ชาวสก็อตในศตวรรษที่ 19 และถูกหาปริมาณในสมการของเขา ไฟฟ้าออกแรงผ่านแรงดึงดูดหรือแรงผลักของอนุภาคที่มีประจุ ในขณะที่แรงแม่เหล็กเกิดจากการดึงดูดหรือแรงผลักที่เกิดจากขั้วแม่เหล็ก

​พลังที่แข็งแกร่ง– เนื่องจากโปรตอนทั้งหมดมีประจุบวก พวกมันจึงผลักกัน และจะไม่สามารถสร้างนิวเคลียสของอะตอมได้หากไม่มีแรงอย่างแรงที่จะจับพวกมันเข้าด้วยกัน พลังที่แข็งแกร่งเป็นพลังที่ทรงพลังที่สุดในธรรมชาติ นอกจากนี้ยังเป็นตัวเชื่อมควาร์กเข้าด้วยกันเพื่อสร้างโปรตอนและนิวตรอน

​พลังที่อ่อนแอ– แรงที่อ่อนแอเป็นแรงนิวเคลียร์พื้นฐานอีกอย่างหนึ่ง มันแข็งแกร่งกว่าแรงโน้มถ่วง แต่ใช้งานได้ในระยะทางสั้น ๆ เท่านั้น แรงที่อ่อนแอทำให้โปรตอนเปลี่ยนเป็นนิวตรอนและในทางกลับกันระหว่างการสลายตัวของนิวเคลียร์ หากไม่มีแรงนี้ นิวเคลียร์ฟิวชันก็จะเป็นไปไม่ได้ และดาวอย่างดวงอาทิตย์ก็คงไม่มีอยู่จริง