- Spēku veidi fizikā
- - Pamata spēki
- Gravitācijas spēks
- Elektromagnētiskais spēks
- Spēcīga kodolieroču mijiedarbība
- Vāja kodolieroču mijiedarbība
- - Atvasinātie spēki
- Normāla izturība
- Pielietotais spēks
- Elastīgais spēks
- Magnētiskais spēks
- Elektriskais spēks
- Berzes vai berzes spēks
- Dinamiskie berzes spēki
- Statiskie berzes spēki
- Stiepes spēks
- Aerodinamiskais vilkšanas spēks
- Atspiešanās
- Iesiešanas spēks
- Molekulārais spēks
- Inerces spēks
- - Spēku veidi pēc īpašiem parametriem
- No apjoma
- No virsmas
- Sazinieties
- No attāluma
- Statiskā
- Dinamika
- Līdzsvarots
- Nesabalansēts
- Fiksēts
- Mainīgie
- Darbības
- Reakcija
- Atsauces
Ir dažādi spēka veidi atkarībā no to izjūtas, lieluma vai intensitātes, pielietojuma un virziena. Spēks ir jebkurš līdzeklis, kas spēj mainīt ķermeņa stāvokli, neatkarīgi no tā, vai tas atrodas kustībā vai miera stāvoklī.
Spēks var būt arī elements, kas izraisa ķermeņa deformāciju. Fizikas jomā to var definēt kā vektora daudzumu, kas ir atbildīgs par lineārā impulsa apmaiņas intensitātes mērīšanu starp elementiem. Lai izmērītu spēku, ir jāzina tā vienības un vērtības, kā arī tas, kur un kādā virzienā tas tiek pielietots.
Lai grafiski attēlotu spēku, varat izvēlēties vektoru. Bet tam jābūt četriem pamatelementiem: jēga, pielietojuma punkts, lielums vai intensitāte un darbības virziens vai virziens.
Spēku veidi fizikā
Pastāv vairāki spēku veidi, daži no tiem tiek dēvēti par pamata dabas spēkiem, un daudzi citi ir šo pamata mijiedarbību izpausmes.
- Pamata spēki
Gravitācijas spēks
Ņūtona svārsts palīdz izprast gravitācijas spēka jēdzienu.
Šis ir viens no zināmākajiem spēkiem, jo īpaši tāpēc, ka tas bija viens no pirmajiem, kas tika pētīts. Tas ir pievilcīgais spēks, kas tiek ģenerēts starp diviem ķermeņiem.
Faktiski ķermeņa svars ir saistīts ar darbību, ko uz to iedarbojas zemes gravitācijas pievilcība. Smaguma spēku ietekmē gan attālums, gan abu ķermeņu masa.
Universālo gravitācijas likumu atklāja Īzaks Ņūtons, un tas tika publicēts 1686. gadā. Smagums ir tas, kas ļauj ķermeņiem krist uz Zemes. Un tas ir arī atbildīgs par kustībām, kuras tiek novērotas Visumā.
Citiem vārdiem sakot, fakts, ka Mēness riņķo ap Zemi vai ka planētas riņķo ap Sauli, ir gravitācijas spēka produkts.
Elektromagnētiskais spēks
Otrs ikdienas spēks ir elektromagnētiskā mijiedarbība, kas ietver elektriskos un magnētiskos spēkus. Tas ir spēks, kas ietekmē divus elektriski uzlādētus ķermeņus.
Tas tiek ražots ar lielāku intensitāti nekā gravitācijas spēks, un arī tas ir spēks, kas ļauj molekulām un atomiem ķīmiski un fiziski modificēt.
Elektromagnētisko spēku var iedalīt divos veidos. Spēku starp divām lādētām daļiņām miera stāvoklī sauc par elektrostatisko spēku. Atšķirībā no gravitācijas, kas vienmēr ir pievilcīgs spēks, šajā gadījumā spēks var būt gan atbaidošs, gan pievilcīgs. Bet, kad spēks rodas starp divām daļiņām, kas atrodas kustībā, cits spēks, ko sauc par magnētisko, pārklājas.
Spēcīga kodolieroču mijiedarbība
Tas ir spēcīgākais mijiedarbības veids, kas pastāv, un tas ir atbildīgs par atomu kodolu sastāvdaļu turēšanu kopā. Tas darbojas vienādi starp diviem nukleoniem, neitroniem vai protoniem un ir intensīvāks nekā elektromagnētiskais spēks, kaut arī tam ir mazāks diapazons.
Elektriskais spēks, kas atrodas starp protoniem, liek tiem atgrūsties, bet lielais gravitācijas spēks, kas pastāv starp kodola daļiņām, ļauj neitralizēt šo atgrūšanos, lai saglabātu kodola stabilitāti.
Vāja kodolieroču mijiedarbība
Pazīstams kā vājš spēks, tas ir mijiedarbības veids, kas ļauj neitronu beta-sabrukšanu. Tās darbības joma ir tik īsa, ka tā ir būtiska tikai pamata mērogā. Tas ir mazāk intensīvs spēks nekā spēcīgais, bet intensīvāks nekā gravitācijas spēks. Šis spēka veids var radīt pievilcīgus un atbaidošus efektus, kā arī radīt modifikācijas procesā iesaistītajās daļiņās.
- Atvasinātie spēki
Papildus galveno spēku klasifikācijai spēkus var arī iedalīt divās svarīgās kategorijās: attāluma spēki un kontaktspēki. Pirmais ir tad, kad iesaistīto ķermeņu virsma nesasmērējas.
Tas attiecas uz gravitācijas spēku un elektromagnētisko spēku. Un otrais ir tiešs kontakts starp ķermeņiem, kas fiziski mijiedarbojas kā tad, kad tiek nospiests krēsls.
Kontakta spēki ir šāda veida spēki.
Normāla izturība
Normāls spēks ir tāds, kādu galds iedarbojas uz smilšu pulksteni, kas uz tā balstās.
Tas ir spēks, ko virsma iedarbojas uz objektu, kuru tā atbalsta. Šajā gadījumā ķermeņa lielums un virziens tiek veikts pretējā virzienā pret ķermeni, uz kura tas balstās. Un spēks darbojas perpendikulāri un ārpus minētās virsmas.
Tas ir tāds spēks, kādu mēs redzam, piemēram, atbalstot grāmatu uz galda. Objekts atrodas miera stāvoklī uz virsmas, un šajā mijiedarbībā vienīgais, kas darbojas, ir svars un saskares spēks.
Pielietotais spēks
Kad tiek izpildīts sods, bumba tiek pielikta pielietotā spēkā
Šajā gadījumā tas ir spēks, ko kāds priekšmets vai cilvēks nodod citam ķermenim, neatkarīgi no tā, vai tas ir cits priekšmets vai cits cilvēks. Pielietotais spēks vienmēr darbojas tieši uz ķermeni, kas nozīmē, ka vienmēr notiek tiešs kontakts. Tas ir spēka tips, ko izmanto, atsitot bumbu vai stumjot lodziņu.
Elastīgais spēks
Atspere ir objekts ar elastīgo potenciālo enerģiju.
Tas ir spēka veids, kas rodas, kad atspere, saspiesta vai izstiepta, cenšas atgriezties savā inerces stāvoklī. Šāda veida objekti ir izgatavoti, lai atgrieztos līdzsvara stāvoklī, un vienīgais veids, kā to sasniegt, ir spēks.
Kustība notiek tāpēc, ka šāda veida objekti uzkrāj enerģiju, ko sauc par potenciālu. Un tas ir tas spēks, kas to atjauno sākotnējā stāvoklī.
Magnētiskais spēks
Magnēti izdala magnētisko spēku, kas ļauj tiem piesaistīt noteiktus metālus, nepieskaroties tiem.
Tas ir spēka veids, kas rodas tieši no elektromagnētiskā spēka. Šis spēks rodas, kad kustas elektriskie lādiņi. Magnētiskie spēki ir atkarīgi no daļiņu ātruma, un tiem ir normāls virziens attiecībā uz lādētās daļiņas ātrumu, uz kuru tās iedarbojas.
Tas ir spēka veids, kas ir saistīts ar magnētiem, bet arī ar elektriskajām strāvām. To raksturo piesaistes radīšana starp diviem vai vairākiem ķermeņiem.
Magnētu gadījumā tiem ir dienvidu un ziemeļu gals, un katrs no tiem piesaista pretējos galus pie cita magnēta. Kas nozīmē, ka, lai arī kā stabi atgrūž viens otru, pretstati piesaista. Šāda veida pievilcība notiek arī ar dažiem metāliem.
Elektriskais spēks
Ja jūs berzējat gaisa balonu ar saviem matiem, tas iegūst īpašības, kas piesaista ķermeņus. Tāpēc šis kaķēns nevar no tā atbrīvoties.
Tas ir spēka tips, kas rodas starp diviem vai vairākiem lādiņiem, un to intensitāte būs tieši atkarīga no attāluma starp minētajiem lādiņiem, kā arī no to vērtībām.
Tāpat kā magnētiskajā spēkā ar vienādiem poliem, lādiņi ar vienu un to pašu zīmi atgrūž viens otru. Bet tie, kuriem ir dažādas zīmes, piesaistīs viens otru. Šajā gadījumā spēki būs intensīvāki atkarībā no tā, cik tuvu ķermeņi atrodas viens otram.
Berzes vai berzes spēks
Tas ir spēka veids, kas rodas, ja ķermenis tiek slīdēts pa virsmu vai tiek mēģināts to darīt. Berzes spēki nekad nepalīdz kustībai, kas nozīmē, ka viņi pret to iebilst.
Tas būtībā ir pasīvs spēks, kas mēģina palēnināt vai pat novērst ķermeņa kustību neatkarīgi no izvēlētā virziena.
Ir divu veidu berzes spēks: dinamiskais un statiskais.
Dinamiskie berzes spēki
Slidotavas rada dinamisku berzi
Pirmais ir spēks, kas nepieciešams, lai divu savstarpēji mijiedarbojošos ķermeņu kustība būtu vienāda. Tas ir spēks, kas iebilst pret ķermeņa kustību.
Statiskie berzes spēki
Otrais, statiskais spēks, ir tas, kas nosaka minimālo spēku, kas nepieciešams ķermeņa pārvietošanai. Šim spēkam jābūt vienādam ar virsmu, ar kuru saskaras abi kustībā iesaistītie ķermeņi.
Berzes spēkam ir galvenā loma ikdienas dzīvē. Attiecībā uz statisko berzi tas ir ļoti noderīgs spēks, jo tas ir tas, kas ļauj cilvēkiem staigāt tā, kā viņi to dara, un tas ir arī tas, kas ļauj rīkoties ar zīmuļa turēšanu.
Bez šī spēka šodien zināmais riteņu transports nepastāvētu. Tikpat svarīga ir dinamiskā berze, jo tas ir spēks, kas ļauj apstāties jebkuram kustīgam ķermenim.
Stiepes spēks
Tas ir spēka veids, kas rodas, kad virvi, stiepli, atsperi vai trosi piesien pie ķermeņa un pēc tam velk vai cieši pievelk. Šī mijiedarbība notiek paralēli piesaistītajam objektam un prom no tā pretējā virzienā.
Šajā gadījumā spriegošanas spēka vērtība ir līdzvērtīga sprieguma vērtībai, kas virves, atsperes, troses utt. Brīdī atrodas spēka pielikšanas brīdī.
Aerodinamiskais vilkšanas spēks
Šis spēka veids ir pazīstams arī kā gaisa pretestība, jo tas ir spēks, kas tiek iedarbināts uz ķermeni, kamēr tas pārvietojas pa gaisu. Aerodinamiskais vilkšanas spēks rada pretestību, tāpēc ķermenim tiek kavēta virzība uz priekšu gaisā.
Tas nozīmē, ka pretestība, ko objekts izvirza, vienmēr ir pretējā virzienā pret ķermeņa ātrumu. Jebkurā gadījumā šāda veida spēku var uztvert vai skaidrāk uztvert tikai tad, kad runa ir par lieliem ķermeņiem vai kad tas pārvietojas ar lielu ātrumu. Tas ir, jo mazāks ir objekta ātrums un lielums, jo zemāka ir tā pretestība gaisam.
Atspiešanās
Tas ir spēka veids, kas rodas, ja ķermenis ir iegremdēts ūdenī vai citā šķidrumā. Šajā gadījumā ķermenis šķiet daudz vieglāks.
Tas notiek tāpēc, ka, iegremdējot objektu, divi spēki darbojas vienlaicīgi. Jūsu ķermeņa svars, kas jūs nospiež, un vēl viens spēks, kas jūs nospiež no apakšas uz augšu.
Kad rodas šis spēks, tajā esošais šķidrums paaugstinās līmenī, jo peldošais ķermenis izspiež daļu ūdens. No otras puses, lai zināt, vai ķermenis spēj peldēt, ir jāzina, kāds ir tā īpatnējais svars.
Lai to noteiktu, jums ir jāsadala svars ar tilpumu. Ja svars ir lielāks par grūdienu, ķermenis nogrims, bet, ja tas ir mazāks, tas peldēs.
Iesiešanas spēks
Ja vēlaties noteikt izrietošo spēku, ko darbība ietekmē daļiņai, ir jāanalizē cita veida spēks - saistošais spēks. Tiek apgalvots, ka materiāls punkts ir saistīts, ja ir fiziskas problēmas, kas ierobežo tā kustības.
Tieši šos fiziskos ierobežojumus sauc par ligatūrām. Šis spēka veids nerada kustību. Tā funkcija drīzāk ir novērst kustības, ko rada aktīvi spēki, kas nav savietojami ar ligatūrām.
Molekulārais spēks
Šim spēka veidam nav tāda pamata rakstura kā pirmajiem četriem pamata spēkiem, un tas nav no tiem atvasināts. Bet tas joprojām ir svarīgi kvantu mehānikai.
Kā norāda nosaukums, molekulārais spēks ir tas, kas darbojas starp molekulām. Tās ir vienas molekulas kodolu un elektronu elektromagnētiskās mijiedarbības izpausmes ar citas molekulas kodoliem un elektroniem.
Inerces spēks
Spēki, ar kuriem var identificēt ķermeni, kas atbild par darbību uz daļiņām, ir zināmi kā reālie spēki. Bet, lai aprēķinātu šo spēku paātrinājumu, ir nepieciešams atsauces elements, kam jābūt inertam.
Tad inerces spēks ir tas, kas iedarbojas uz masu, ja noteiktam ķermenim tiek veikts paātrinājums. Šāda veida spēku var novērot tikai paātrinātos atskaites kadros.
Šis spēka veids ļauj astronautiem pielīmēties pie vietām, kad raķete paceļas. Šis spēks ir atbildīgs arī par cilvēka izmešanu pret automašīnas vējstiklu avārijas laikā. Inerces spēkiem ir vienāds virziens, bet pretējs virziens paātrinājumam, kuram tiek pakļauta masa.
- Spēku veidi pēc īpašiem parametriem
No apjoma
Spēks, kas iedarbojas uz visām dotā ķermeņa daļiņām, piemēram, magnētiskajiem vai gravitācijas spēkiem.
No virsmas
Tie iedarbojas tikai uz ķermeņa virsmu. Tos sadala sadalītajos (sijas svars) un precīzos (pakarinot skriemeli).
Sazinieties
Ķermenis, kas pieliek spēku, nonāk tiešā kontaktā. Piemēram, mašīna, kas nospiež mēbele.
No attāluma
Ķermenis, kas pieliek spēku, nesaskaras. Tie ir gravitācijas, kodolieroču, magnētiskie un elektriskie spēki.
Statiskā
Spēka virziens un intensitāte mainās maz, piemēram, sniega vai mājas svars.
Dinamika
Spēks, kas iedarbojas uz objektu, ātri mainās, tāpat kā triecienos vai zemestrīcēs.
Līdzsvarots
Spēki, kuru virzieni ir pretēji. Piemēram, kad saduras divas automašīnas ar vienādu svaru un brauc ar tādu pašu ātrumu.
Nesabalansēts
Piemēram, kad kravas automašīna saduras ar nelielu automašīnu. Kravas auto spēks ir lielāks, un tāpēc tie nav līdzsvaroti.
Fiksēts
Tie ir spēki, kas vienmēr ir klāt. Piemēram, ēkas vai korpusa svars.
Mainīgie
Spēki, kas var parādīties un pazust, piemēram, vējš.
Darbības
Objekta piespiestais spēks, kas pārvieto vai modificē citu. Piemēram, cilvēks, kurš sit pa sienu.
Reakcija
Ķermenis, uz kuru tiek pielikts spēks, iedarbojas uz reakcijas spēku. Piemēram, siena, atsitoties pret to, rada reakcijas spēku.
Atsauces
- Zemansky, S. (2009). «Universitātes fizika. 1. sējums. Divpadsmitais izdevums. Meksika ". Atgūts no vietnes fisicanet.com.ar.
- Medina, A; Ovejero, J. (2010). «Ņūtona likumi un to piemērošana. Lietišķās fizikas katedra. Salamankas Universitāte. Madride ". Atgūts no ocw.usal.es.
- Medina, C. (2015). "Stumšanas spēks uz augšu". Atgūts no prezi.com.