• Kas ir spēks?
• Spēka īpašības
• Spēka veidi
• Spēka vienības
• Kā mēra spēku?
• Spēka piemēri
• Spēks un kustība
• Smaguma spēks
• Starpmolekulārie spēki

Mēs izskaidrojam, kas ir spēks fizikā, tā īpašības un veidi atbilstoši katrai teorijai. Kā arī, kā tas tiek mērīts un dažādi piemēri.

Spēks ir nepieciešams, lai kustība sāktu vai apturētu.

Kas ir spēks?

Tehniskā izteiksmē spēks ir daudzums, kas spēj mainīt daudzumukustība vai dotā ķermeņa forma vai a daļiņa. To nevajadzētu jaukt ar jēdzieniem piepūle vaiEnerģija.

Parasti spēka jēdziens tiek skaidrots šādi mehānika klasiskais, ko izveidoja Īzaka Ņūtona principi (1642-1727), pazīstams kā Kustības likumi un publicēts 1687. Principia Mathematica.

Saskaņā ar klasisko mehāniku spēks, kas ietekmē ķermeni, ir atbildīgs par izmaiņām tā kustības stāvoklī, piemēram, tā taisnvirziena trajektoriju un pārvietošanās formas tērpu un drukāt a paātrinājums (vai palēninājums). Turklāt jebkurš spēks, kas iedarbojas uz ķermeni, rada identisku spēku, bet pretējā virzienā.

Mēs parasti runājam par spēku savā ikdienas dzīvē, neizmantojot šo vārdu kā fiziskais. Spēku pēta fizika, un saskaņā ar to līmenī tiek atpazīti četri fundamentālie spēkikvantu: gravitācijas spēks, elektromagnētiskais spēks, spēcīgais kodolspēks un vājš kodolspēks.

Turpretim Ņūtona (vai klasiskajā) mehānikā ir daudzi citi identificējami spēki, piemēram, berzes spēks,Gravitācijas spēks, centripetālais spēks utt.

Spēka īpašības

Spēku var uzskatīt par fizisku vienību, kas apraksta mijiedarbības intensitāti starp objektiem, kas ir cieši saistīti arEnerģija.

Klasiskajā mehānikā katrs spēks sastāv no lieluma un a adrese, tādējādi apzīmējot to ar avektors. Tas nozīmē, ka tas ir vektora lielums, nevis skalārs.

Spēka veidi

Pēc Einšteina domām, masīvi objekti saliec telpas laiku.

Ir vairāki spēka veidi atkarībā no to rakstura un fokusa:

Saskaņā ar Ņūtona mehāniku:

• Spēks noberze. Tas ir spēks, kas iebilst pret ķermeņu kustības maiņu, iedarbojoties uz a izturību atteikties no miera vai kustības stāvokļa, kā mēs to varam uztvert, sākot staigāt smagu priekšmetu, to stumjot.
• Gravitācijas spēks. Tas ir spēks, ko iedarbojas masa ķermeņus uz tuvumā esošiem objektiem, velkot tos vienu pret otru. Šis spēks kļūst pamanāms, kad visi vai daži mijiedarbojošie objekti ir ļoti masīvi. Par excellence piemērs ir planēta Zeme un objekti unbūtnes ka mēs dzīvojam uz tās virsmas; starp tiem ir gravitācijas pievilcības spēks.
• Elektromagnētiskais spēks Tas ir pievilcīgais un atgrūdošais spēks, ko rada elektromagnētisko lauku mijiedarbība.

Varat arī runāt par:

• Kontaktspēks. Tas ir spēks, kas tiek iedarbināts no tieša fiziska kontakta starp vienu ķermeni un otru.
• Spēks no attāluma. Tas ir spēks, ko var pielikt bez fiziska kontakta starp ķermeņiem.

Saskaņā ar relatīvistisko vai Einšteina mehāniku:

• Gravitācijas spēks. Šķiet, ka tas ir spēks, kas pastāv, kad masīvi objekti saliecas telpa–laikapstākļi ap tiem, liekot mazākiem objektiem novirzīties no trajektorijas un tiem tuvoties.
• Elektromagnētiskais spēks Tas ir spēks, ko elektromagnētiskie lauki iedarbojas uz uzlādētajām daļiņām jautājums, sekojot Lorenca spēka izpausmei.

Saskaņā ar kvantu mehāniku:

• Gravitācijas spēks. Tas ir spēks, ko viena masa iedarbojas uz otru, kas ir vājš spēks, tikai vienā virzienā (pievilcīgs), bet efektīvs lielos attālumos.
• Spēkselektromagnētiskais. Tas ir spēks, kas ietekmē elektriski lādētas daļiņas un to radītos elektromagnētiskos laukus, kas ir spēks, kas nodrošina molekulāro saiti. Tas ir spēcīgāks par gravitāciju, un tam ir divas maņas (pievilcība-atgrūšana).
• Spēcīgs kodolspēks. Tas ir spēks, kas uztur kodolus atomi stabils, turas kopāneitroni Yprotoni. Tas ir intensīvāks nekā elektromagnētiskais, taču tam ir daudz mazāks diapazons.
• Vājš kodolspēks. Tas ir spēks, kas ir atbildīgs par radioaktīvo sabrukšanu, kas spēj veikt izmaiņas subatomiskajā vielā ar vēl mazāku darbības jomu nekā spēcīgiem kodolspēkiem.

Spēka vienības

Saskaņā ar Starptautiskā sistēma, spēku mēra vienībās, ko sauc par Ņūtoniem (N), par godu izcilajam britu fiziķim. Šīs vienības atbilst 100 000 dīnu un tiek saprastas kā spēka daudzums, kas vienas sekundes laikā tiek pielikts masa kilogramu, lai tas iegūtu ātrumu viens metrs sekundē. Tas ir, ka:

1 N = (1 kg x 1 m) / 1 s2

Citām metriskajām sistēmām ir arī citas mērvienības, kas ņūtonos ir līdzvērtīgas:

• 1 kilograma spēks jeb kiloponds ir vienāds ar 9,81 N
• 1 mārciņas spēks ir vienāds ar 4,448222 N

Kā mēra spēku?

Mūsdienās ir dažādi dinamometru modeļi, pat ar digitālajiem displejiem.

Dinamometrs ir ideāla ierīce spēka mērīšanai. To izmanto arī, lai aprēķinātu svars no objektiem. To izgudroja pats Īzaks Ņūtons, izmantojot atsperes stiepšanu un Huka elastības likums, līdzīgi kā atsperes skala.

Mūsdienu dinamometra versijas darbojas pēc tāda paša principa, un to cilindriskā korpusa galos ir āķi vai gredzeni, kuru iekšpusē ir atspere vai spirāle, kas darbojas kā atspere. Vienā no tās galiem mērīšana spēku (dažos gadījumos tas var parādīties pat digitālajā displejā).

Spēka piemēri

Mums apkārt pastāvīgi ir spēka piemēri. Pieliekot mūsu muskuļu spēku objektam, lai to paceltu, mēs uzveicam gravitācijas spēku. Ja mēs ar plecu stumjam masīvu ķermeni, piemēram, ledusskapi, mums būs ne tikai jāpārvar smagums, bet arī berzes spēks, kas iebilst pret kustību.

Tas pats notiek, kad mēs līmējam ledusskapja magnētu, jo spēksmagnētisks Tas notur to vietā, bet, ja mēs to pietuvināsim citam magnētam caur to pašu polu, mēs pamanīsim nelielu atgrūšanas spēku, kas ir vēl viens tā paša magnētiskā spēka raksturs.

Spēks un kustība

Spēks un kustība ir cieši saistīti viens ar otru. Pirmkārt, jo spēks ir tas, kas spēj uzsākt, apturēt vai mainīt kustību.

Piemēram, kad beisbols atsitoties pret nūju, sitiena spēks tiek uzdrukāts uz nūjas, lai novirzītu tās trajektoriju (tas pats, ko metēja spēks sākotnēji tam deva, jo bumba parasti atrodas miera stāvoklī) un izmestu to laukā.

Ikreiz, kad tajā ir spēks uz ķermeni adrese pēc pārvietošanas tiks paveikts darbs ar šo spēku. Darbs, kas nepieciešams, lai šī kustība notiktu, ir vienāds ar enerģiju, kas nepieciešama ķermeņa pārvietošanai. Atkarībā no spēka veida un kustības veida to aprēķināšanai būs pieejamas dažādas matemātiskas formulas.

Smaguma spēks

Gravitāciju uz brīdi var pārvarēt ar citiem spēkiem.

Smaguma spēks ir pievilcības spēks, ko masas iedarbojas uz apkārtējo vielu, ar intensitāti, kas ir proporcionāla to masai un apgriezti proporcionāla attālumam, kas tās atdala.

Patiesībā,Saule tas pievelk mūsu planētu no attāluma ar tādu pašu spēku, ar kādu tas pievelk mūs, kas dzīvojam uz tās virsmas. Gravitāciju var īslaicīgi pārvarēt, kā to darām lecot, bet galu galā mēs tai padosimies. Visam, kas iet uz augšu brīvi, ir jānokāpj.

Starpmolekulārie spēki

Tie ir tie, kas saglabāmolekulas kopā, veidojoties struktūras sarežģītāks un lielākas masas, kas tieši atkarīgs no rakstura atomi iesaistīti. Tāpēc tās sauc arī par starpmolekulārām saitēm vai atomu saitēm. Šie spēki var būt divu veidu:Van der Vālsa spēki vai ūdeņraža tilti.