Pakottaa

Pakottaa

Mikä on voima?

Fysiikassa voima on kohteen työntäminen tai vetäminen. Voiman ansiosta esine voi kiihtyä, hidastua, pysyä paikallaan tai muuttaa muotoa.

Kuinka mitata voimaa

Voiman mittayksikkö on newton, joka on lyhennetty nimellä N. Yksi newton on voima, joka tarvitaan yhden gramman massan kiihdyttämiseen senttimetrillä sekunnissa. Muita voimayksikköjä ovat dyne ja punta-voima.

Esimerkkejä voimasta
Esimerkkejä voimasta
Voima, massa ja kiihtyvyys



Voima voidaan selvittää, jos tiedät kohteen massan ja kiihtyvyyden. Tämä yhtälö on peräisin Newtonin toisesta liikelakista:

f = m * a
Missä f = voima, m = massa ja a = kiihtyvyys.
Voimat ja vektorit

Voimalla ei ole vain suuruutta (minkä saamme newtoneina, kun käytämme yllä olevaa yhtälöä), mutta sillä on myös suunta. Tämä tekee voimasta vektorin. Vektorit on esitetty nuolella, joka osoittaa voiman suunnan, ja numerolla, joka osoittaa voimakkuuden. Katso oikealla olevista kuvista, kuinka nuolta käytetään voiman suunnan osoittamiseen.

Voimat tasapainossa

Joskus esineeseen voi vaikuttaa useita voimia, mutta esine pysyy paikallaan. Tässä tapauksessa voimat ovat tasapainossa. Voimien summa tai nettovoima on nolla.

Alla olevassa kuvassa on esine, joka istuu pöydällä. Kohde ei liiku. Tämä johtuu siitä, että painovoima vetää kohdetta alaspäin on yhtä suuri ja päinvastainen kuin ylöspäin työntyvän pöydän voima. Nettovoima on nolla ja voimat ovat tasapainossa.
paino esineeseen vaikuttavana voimana
Yhdistetyt joukot

Kun esineeseen vaikuttaa useita voimia, tuloksena oleva voima on yksittäisten voimien vektorien summa. Emme pääse täällä monimutkaiseen vektorimatematiikkaan, mutta otetaan esimerkiksi köydenveto. Molemmat sivut vetävät kumpikin. Jos toinen puoli vetää 2 N: n voimalla vasempaan suuntaan ja toinen puoli vetää 3 N: n voimalla oikeaan suuntaan, tuloksena oleva voima on 1 N oikeaan suuntaan.

Voimien tyypit
  • Kitka - Kitka on voima, joka syntyy, kun esine hankaa toista. Se toimii päävoiman vastakkaiseen suuntaan.
  • Painovoima - Painovoima on voima, jonka aiheuttaa suuri runko, kuten maa. Painovoima vetää esineitä kohti maata kiihtyvyydellä 'g', joka on 9,8 m / skaksi.
  • Sähkömagneettinen - sähkömagneettinen voima on voimaan liittyvä voima sähkö- ja magneettikentät .
  • Ydinvoima - Ydinvoimat ovat voimia, jotka pitävät atomeja ja niiden hiukkasia yhdessä.
  • Jännitys - vetovoima, jonka naru, kaapeli tai ketju kohdistaa toiseen esineeseen.
  • Elastinen - Joustava voima on voima, jonka esine yrittää palata luonnolliseen pituuteensa. Tämän mallin muodostaa jousi, joka on vedetty ulkoisella voimalla, mutta joka vetäytyy yrittäessään palata alkuperäiseen pituuteensa.
Mielenkiintoisia faktoja voimasta
  • Kohde, joka kiihtyy kiertoliikkeessä, kokee 'keskipisteen' voiman.
  • Neljä perusvoimaa ovat painovoima, sähkömagneettinen voima, vahva ydinvoima ja heikko ydinvoima.
  • Vääntömomentti on eräänlainen voima, joka mittaa kohteen pyörimisnopeuden muutoksia. Vääntömomentti on tärkeä osa autoja, erityisesti kuorma-autoja.
  • Vedä on voima, joka vähentää kohteen nopeutta. Työntövoima on voima, joka lisää kohteen nopeutta.