Definizione di Forza in Fisica

La forza è una descrizione quantitativa di un'interazione che provoca un cambiamento nel movimento di un oggetto. Un oggetto può velocità su, rallenta o cambia direzione in risposta a una forza. Detto in altro modo, la forza è qualsiasi azione che tende a mantenere o alterare il movimento di un corpo o a distorcerlo. Gli oggetti vengono spinti o tirati da forze che agiscono su di essi.

La forza di contatto è definita come la forza esercitata quando due oggetti fisici entrano in contatto diretto tra loro. Altre forze, come la gravità e le forze elettromagnetiche, possono esercitarsi anche attraverso il vuoto vuoto dello spazio.

Takeaway chiave: Termini chiave

La forza è a vettore; ha sia direzione che grandezza. L'unità SI per la forza è il Newton (N). Un newton di forza è pari a 1 kg * m / s2 (dove il simbolo "*" sta per "tempi").

La forza è proporzionale a accelerazione, che è definito come il tasso di variazione della velocità. In termini di calcolo, la forza è la derivata della quantità di moto rispetto al tempo.

Esistono due tipi di forze nell'universo: contatto e non contatto. Le forze di contatto, come suggerisce il nome, avvengono quando gli oggetti si toccano, come calciare una palla: un oggetto (il piede) tocca l'altro oggetto (la palla). Le forze senza contatto sono quelle in cui gli oggetti non si toccano.

Le forze di contatto possono essere classificate in base a sei diversi tipi:

• tensionale: come una corda che viene stretta
• Primavera: come la forza esercitata quando comprimi due estremità di una molla
• Reazione normale: dove un corpo fornisce una reazione a una forza esercitata su di esso, come una palla che rimbalza su un blacktop
• Attrito: la forza esercitata quando un oggetto si sposta su un altro, come una palla che rotola su un blacktop
• Attrito dell'aria: l'attrito che si verifica quando un oggetto, come una palla, si muove attraverso l'aria
• Peso: dove un corpo viene tirato verso il centro della Terra a causa della gravità

Le forze senza contatto possono essere classificate in base a tre tipi:

• gravitazionale: che è dovuto all'attrazione gravitazionale tra due corpi
• Elettrico: che è dovuto alle cariche elettriche presenti in due corpi
• Magnetico: che si verifica a causa dell'attrazione reciproca delle proprietà magnetiche di due corpi, come i poli opposti di due magneti

Il concetto di forza è stato originariamente definito da Sir Isaac Newton nel suo tre leggi del moto. Lui ha spiegato gravità come una forza attrattiva tra corpi che possedevano massa. Tuttavia, la gravità all'interno La relatività generale di Einstein non richiede forza.

La prima legge del movimento di Newton dice che un oggetto continuerà a muoversi a una velocità costante a meno che non venga agito da una forza esterna. Gli oggetti in movimento rimangono in movimento fino a quando una forza non agisce su di essi. Questa è inerzia. Non accelereranno, rallenteranno o cambieranno direzione finché qualcosa non agirà su di loro. Ad esempio, se si fa scorrere un disco da hockey, alla fine si fermerà a causa dell'attrito sul ghiaccio.

La seconda legge del movimento di Newton afferma che la forza è direttamente proporzionale all'accelerazione (la velocità di variazione della quantità di moto) per una massa costante. Nel frattempo, l'accelerazione è inversamente proporzionale alla massa. Ad esempio, quando lanci una palla lanciata a terra, esercita una forza verso il basso; il terreno, in risposta, esercita una forza verso l'alto che fa rimbalzare la palla. Questa legge è utile per misurare le forze. Se conosci due dei fattori, puoi calcolare il terzo. Sai anche che se un oggetto sta accelerando, deve esserci una forza che agisce su di esso.

Terza legge del movimento di Newton si riferisce alle interazioni tra due oggetti. Dice che per ogni azione c'è una reazione uguale e contraria. Quando una forza viene applicata a un oggetto, ha lo stesso effetto sull'oggetto che ha prodotto la forza ma nella direzione opposta. Ad esempio, se salti da una piccola barca nell'acqua, la forza che usi per saltare in avanti nell'acqua spingerà anche la barca all'indietro. Le forze di azione e reazione avvengono contemporaneamente.

Ci sono quattro forze fondamentali che governano le interazioni dei sistemi fisici. Gli scienziati continuano a perseguire una teoria unificata di queste forze:

1. Gravitazione: la forza che agisce tra le masse. Tutte le particelle sperimentano la forza di gravità. Se si tiene una palla in alto, ad esempio, la massa della Terra consente alla palla di cadere a causa della forza di gravità. O se un uccellino striscia fuori dal suo nido, la gravità dalla Terra lo tirerà a terra. Sebbene il gravitone sia stato proposto come gravità mediatrice delle particelle, non è stato ancora osservato.

2. Elettromagnetico: la forza che agisce tra le cariche elettriche. La particella mediatrice è il fotone. Ad esempio, un altoparlante utilizza la forza elettromagnetica per propagare il suono e il sistema di bloccaggio delle porte di una banca utilizza forze elettromagnetiche per aiutare a chiudere ermeticamente le porte della volta. I circuiti di potenza negli strumenti medici come la risonanza magnetica utilizzano forze elettromagnetiche, così come i sistemi di transito rapido magnetico in Giappone e Cina, chiamati "levitazione magnetica" per la levitazione magnetica.

3. Nucleare forte: la forza che tiene insieme il nucleo dell'atomo, mediato dai gluoni che agiscono quark, antiquark e i gluoni stessi. (Un gluone è una particella messaggera che lega i quark all'interno dei protoni e dei neutroni. I quark sono particelle fondamentali che si combinano per formare protoni e neutroni, mentre gli antiquark sono identici ai quark in massa ma opposti nelle proprietà elettriche e magnetiche.)

4. Nucleare debole: la forza mediata dallo scambio di W e Z bosoni ed è visto nel decadimento beta dei neutroni nel nucleo. (Un bosone è un tipo di particella che obbedisce alle regole della statistica di Bose-Einstein.) A temperature molto elevate, la forza debole e la forza elettromagnetica sono indistinguibili.