Ποιες δυνάμεις επηρεάζουν την κίνηση;
1. Θεμελιώδεις δυνάμεις
* βαρυτική δύναμη: Η δύναμη έλξης μεταξύ δύο αντικειμένων με μάζα. Είναι αυτό που μας κρατάει στο έδαφος, κρατά τους πλανήτες σε τροχιά και διέπει τη δομή μεγάλης κλίμακας του σύμπαντος.
* Ηλεκτρομαγνητική δύναμη: Η δύναμη που διέπει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων. Είναι υπεύθυνο για πράγματα όπως ηλεκτρικό ρεύμα, μαγνητισμός, φως και χημικοί δεσμοί.
* Ισχυρή πυρηνική δύναμη: Η δύναμη που δεσμεύει τα πρωτόνια και τα νετρόνια μαζί μέσα στον πυρήνα ενός ατόμου. Είναι η ισχυρότερη δύναμη στη φύση, αλλά λειτουργεί μόνο σε εξαιρετικά μικρές αποστάσεις.
* Αδύναμη πυρηνική δύναμη: Υπεύθυνος για τη ραδιενεργή αποσύνθεση και ορισμένες πυρηνικές αντιδράσεις. Είναι πιο αδύναμο από την ισχυρή πυρηνική δύναμη, αλλά παίζει καθοριστικό ρόλο στις πυρηνικές διεργασίες.
2. Δυνάμεις επαφής
* Κανονική δύναμη: Η δύναμη που ασκεί μια επιφάνεια σε ένα αντικείμενο σε επαφή με αυτό. Είναι κάθετο στην επιφάνεια. Για παράδειγμα, το έδαφος ωθεί τα πόδια σας.
* Δύναμη τριβής: Η δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση μεταξύ δύο επιφανειών σε επαφή. Μπορεί να είναι στατική (εμποδίζοντας την κίνηση) ή κινητική (αντίθετη κίνηση που έχει ήδη συμβεί).
* Εφαρμοσμένη δύναμη: Οποιαδήποτε δύναμη εφαρμόζεται άμεσα σε ένα αντικείμενο. Για παράδειγμα, πιέζοντας ένα κουτί ή τραβώντας ένα σχοινί.
* Δύναμη τάσης: Η δύναμη που ασκείται από ένα τεντωμένο σχοινί, καλώδιο ή συμβολοσειρά. Λειτουργεί προς την κατεύθυνση του σχοινιού.
* Δύναμη ελατηρίου: Η δύναμη που ασκείται από ένα συμπιεσμένο ή τεντωμένο ελατήριο. Είναι ανάλογο με την ποσότητα συμπίεσης ή τέντωμα.
Πώς αυτές οι δυνάμεις επηρεάζουν την κίνηση
* Νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα Περιγράψτε πώς οι δυνάμεις επηρεάζουν την κίνηση:
* Πρώτος νόμος (αδράνεια): Ένα αντικείμενο στο REST παραμένει σε κατάσταση ηρεμίας και ένα αντικείμενο σε κίνηση παραμένει σε κίνηση με την ίδια ταχύτητα και κατεύθυνση, εκτός εάν ενεργεί από μια μη ισορροπημένη δύναμη.
* Δεύτερος νόμος (f =ma): Η επιτάχυνση ενός αντικειμένου είναι άμεσα ανάλογη με την καθαρή δύναμη που ενεργεί σε αυτό και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του.
* Τρίτος νόμος: Για κάθε δράση, υπάρχει ίση και αντίθετη αντίδραση.
Βασικές έννοιες
* καθαρή δύναμη: Το άθροισμα όλων των δυνάμεων που ενεργούν σε ένα αντικείμενο. Εάν η καθαρή δύναμη είναι μηδενική, το αντικείμενο παραμένει σε κατάσταση ηρεμίας ή συνεχίζει να κινείται με σταθερή ταχύτητα (ο πρώτος νόμος του Newton).
* Επιτάχυνση: Ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας. Μια μη μηδενική καθαρή δύναμη προκαλεί επιτάχυνση.
* ορμή: Ένα μέτρο της μάζας ενός αντικειμένου σε κίνηση (ταχύτητα μάζας). Οι δυνάμεις μπορούν να αλλάξουν τη δυναμική ενός αντικειμένου.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε μια μπάλα που κυλεί σε ένα τραπέζι. Δείτε πώς εμπλέκονται διαφορετικές δυνάμεις:
* βαρύτητα: Τραβώντας την μπάλα προς τα κάτω.
* Κανονική δύναμη: Ο πίνακας που πιέζει προς τα πάνω στην μπάλα, αντισταθμίζοντας τη βαρύτητα.
* τριβή: Η δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση της μπάλας, επιβραδύνοντας την.
Η καθαρή δύναμη που ενεργεί στην μπάλα είναι ο συνδυασμός αυτών των δυνάμεων. Εάν η δύναμη τριβής είναι ισχυρότερη από τη δύναμη που προκαλεί την κυλινδρική μπάλα, τελικά θα σταματήσει.
