Πώς ενεργούν οι δυνάμεις σε ένα αντικείμενο;

Οι δυνάμεις είναι αλληλεπιδράσεις που μπορούν να προκαλέσουν αλλαγή στην κίνηση ή το σχήμα ενός αντικειμένου. Ακολουθεί μια κατανομή του τρόπου με τον οποίο ενεργούν:

1. Τύποι δυνάμεων:

* δυνάμεις επαφής: Αυτές οι δυνάμεις απαιτούν άμεση επαφή μεταξύ αντικειμένων. Παραδείγματα περιλαμβάνουν:

* Κανονική δύναμη: Η δύναμη που ασκείται από μια επιφάνεια σε ένα αντικείμενο που έρχεται σε επαφή με αυτό (π.χ. η δύναμη του δαπέδου που σας ωθεί επάνω).

* Δύναμη τριβής: Η δύναμη που αντιτίθεται στην κίνηση μεταξύ δύο επιφανειών σε επαφή (π.χ. η δύναμη που αισθάνεστε όταν πιέζετε ένα βαρύ κιβώτιο στο πάτωμα).

* Δύναμη τάσης: Η δύναμη που ασκείται από ένα τεντωμένο συμβολοσειρά, σχοινί ή καλώδιο (π.χ. η δύναμη σε ένα σχοινί που κρατά ένα βάρος).

* Εφαρμοσμένη δύναμη: Μια δύναμη που εφαρμόζεται απευθείας σε ένα αντικείμενο από έναν εξωτερικό παράγοντα (π.χ. πιέζοντας μια πόρτα ανοιχτή).

* Δυνάμεις μη επαφής: Αυτές οι δυνάμεις ενεργούν ακόμη και χωρίς άμεση επαφή. Παραδείγματα περιλαμβάνουν:

* βαρυτική δύναμη: Η δύναμη έλξης μεταξύ οποιωνδήποτε δύο αντικειμένων με μάζα (π.χ., η δύναμη που σας τραβά προς τη γη).

* Ηλεκτρομαγνητική δύναμη: Αυτή η δύναμη προκύπτει από τις χρεώσεις και τα μαγνητικά πεδία (π.χ., η δύναμη που προσελκύει αντίθετους μαγνητικούς πόλους ή την απομάκρυνση των φορτίων).

2. Πώς οι δυνάμεις ενεργούν σε ένα αντικείμενο:

* καθαρή δύναμη: Το συνολικό αποτέλεσμα όλων των δυνάμεων που δρουν σε ένα αντικείμενο. Υπολογίζεται με την προσθήκη όλων των δυνάμεων, λαμβάνοντας υπόψη τις οδηγίες τους.

* Νόμους κίνησης του Νεύτωνα: Αυτοί οι νόμοι περιγράφουν τον τρόπο με τον οποίο οι δυνάμεις επηρεάζουν την κίνηση ενός αντικειμένου:

* Πρώτος νόμος (αδράνεια): Ένα αντικείμενο στο REST παραμένει σε κατάσταση ηρεμίας και ένα αντικείμενο σε κίνηση παραμένει σε κίνηση με σταθερή ταχύτητα, εκτός εάν ενεργεί από μια καθαρή δύναμη.

* Δεύτερος νόμος: Η επιτάχυνση ενός αντικειμένου είναι άμεσα ανάλογη με την καθαρή δύναμη που ενεργεί σε αυτό και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του (F =MA).

* Τρίτος νόμος: Για κάθε δράση, υπάρχει ίση και αντίθετη αντίδραση.

* Επίδραση των δυνάμεων: Οι δυνάμεις μπορούν:

* Αλλάξτε την ταχύτητα του αντικειμένου: Μπορούν να ξεκινήσουν να κινούνται, να το σταματήσουν, να το επιταχύνουν, να το επιβραδύνουν ή να αλλάξουν την κατεύθυνσή του.

* παραμορφώστε το αντικείμενο: Μπορούν να τεντώσουν, να συμπιέσουν, να κάμψουν ή να στρέψουν το αντικείμενο.

Παράδειγμα:

Φανταστείτε να πιέζετε ένα κουτί σε ένα πάτωμα. Εφαρμόζετε μια Applied Force στο κουτί. Το πάτωμα ασκεί μια κανονική δύναμη στο κουτί, αντίθετα στη δύναμη της βαρύτητας. Υπάρχει επίσης δύναμη τριβής Μεταξύ του κιβωτίου και του δαπέδου, αντισταθμίζοντας την κίνηση. Η καθαρή δύναμη Η δράση στο κουτί είναι η διαφορά μεταξύ της εφαρμοσμένης δύναμης και της δύναμης τριβής. Αυτή η καθαρή δύναμη προκαλεί την επιτάχυνση του πλαισίου.

Βασικά σημεία:

* Οι δυνάμεις είναι διανύσματα:Έχουν τόσο μέγεθος (πόσο ισχυροί είναι) και κατεύθυνση.

* Οι δυνάμεις μετριούνται σε Newton (n).

* Οι δυνάμεις έρχονται πάντα σε ζευγάρια (τρίτος νόμος του Νεύτωνα).

* Οι δυνάμεις μπορούν να είναι ισορροπημένες (ακυρώσεις ο ένας τον άλλον έξω) ή μη ισορροπημένη (με αποτέλεσμα μια καθαρή δύναμη).

Η κατανόηση των δυνάμεων είναι απαραίτητη για την εξήγηση και την πρόβλεψη της κίνησης και για το σχεδιασμό δομών, μηχανών και πολλά άλλα πράγματα.