Перший із трьох законів руху сера Ісаака Ньютона, які складають основу класичної механіки, стверджує, що Об'єкт у стані спокою або рівномірного руху залишатиметься таким нескінченно довго за відсутності зовнішнього сили. Іншими словами, сила - це та, що викликає зміну швидкості або прискорення. Величина прискорення, яке виробляється на об'єкті заданою силою, визначається масою об'єкта.
Сила і швидкість спрямовані
Коли фізики говорять про швидкість об’єкта, вони говорять не лише про швидкість об’єкта, а й про напрямок, в якому він рухається. Так само сила має напрямну складову, а також кількісну - силу, яка безпосередньо протистоїть швидкість руху об’єкта впливає на об’єкт не так, як сила, що діє під прямим кутом до нього руху. У математичному плані сила, швидкість та прискорення - це швидкість зміни швидкості вироблені силою - це "векторні" величини, що є терміном, що передбачає їх спрямованість компонент.
Сили, що діють на літаку
Найпростіший спосіб зрозуміти, як сила змінює швидкість об’єкта, - уявити, що сила діє в тому ж напрямку, що і швидкість. Наприклад, реактивні двигуни на літаку забезпечують силу, яка діє в напрямку руху літака, надаючи йому позитивне прискорення і змушуючи рухатися швидше. З іншого боку, тертя повітря безпосередньо протистоїть руху літака і уповільнює його; якщо двигуни перестануть працювати, літак впаде з неба. Але коли сила двигуна і висунута вгору тиск повітря на аеродинамічно спроектовані крила врівноважують силу сили тертя та інших сил уповільнення, включаючи гравітацію, літак летить із постійною швидкістю до місця призначення.
Сила тяжіння
Гравітаційне тяжіння, яке Сонце чинить на Землю, є прикладом сили з важливою напрямною складовою. Оскільки гравітаційна сила діє під прямим кутом до руху Землі, вона не змінює швидкості, з якою рухається планета, але постійно змінює напрямок. В результаті Земля рухається майже по круговій орбіті. Швидкість Землі може бути відносно постійною, але її швидкість завжди змінюється в результаті дії сили тяжіння, яка завжди тягне її до Сонця. Та сама гравітаційна сила утримує супутники на орбіті навколо Землі.
Діаграми вільного тіла
Математичний взаємозв'язок сили (F), що діє на об'єкт, та його прискорення (a) дорівнює F = m • a, де "m" - маса об'єкта. Одиницею вимірювання сили в метричній системі є ньютон, який названий на честь Ісаака Ньютона, англійського фізика, який сформулював відносини. У реальному світі, як правило, на тіло діє кілька сил, кожна з яких має спрямовану складову. Ці сили можуть мати механічний, гравітаційний, електричний або магнітний характер. Для прогнозування руху об’єкта часто корисно намалювати діаграму вільного тіла, яка є графічним зображенням цих сил, що відображає величину та напрямок кожної з них.