Що таке сила у фізиці? Поняття і формули сили

Класифікація видів сил

Тема сили у фізиці є досить широкою, і при детальному розгляді вона зачіпає фундаментальні поняття про будову матерії і про процеси, що відбуваються у Всесвіті. У даній статті ми не будемо розглядати поняття релятивістської сили (процеси, що відбуваються при близькосвітлових швидкостей) і сили в квантовій механіці, а обмежимося лише її описом для макроскопічних об’єктів, рух яких визначається законами класичної механіки.

Отже, виходячи з щоденного спостереження за процесами в побуті і природі, можна виділити наступні види сили:

  • тяжіння (тяжкості);
  • вплив опори;
  • тертя;
  • натягу;
  • пружності;
  • віддачі.

Розкриваючи питання, що таке сила у фізиці, розглянемо кожен з названих видів детальніше.

Всесвітнє тяжіння Ньютона

У фізиці дію сили тяжіння виявляється в тяжінні двох об’єктів, що мають кінцевою масою. Сила тяжіння є досить слабкою, якщо її порівнювати з електричними або ядерними взаємодіями. Вона проявляється в космічних масштабах (рух планет, зірок, галактик).

У XVII столітті Ісаак Ньютон, вивчаючи рух планет навколо Сонця, прийшов до формулювання закону, який носить назву всесвітнього тяжіння. У фізиці формула сили гравітації записується так:

Дивіться також:  Інвойс - що це за документ? Правила заповнення та приклади

F = G*m1*m2/r2

Формула дозволяє розрахувати, з якою силою два тіла масами m1*m2, що знаходяться на відстані r один від одного, притягаються. Величина G = 6,674*10-11 Н*м2/кг2 – константа.

Експериментальне визначення значення G було виконано лише наприкінці XVIII століття Генрі Кавендішем, який використовував у своєму досвіді крутильні ваги. Цей експеримент дозволив визначити масу нашої планети.

У формулі вище, якщо одним із тел буде наша Земля, тоді сила тяжіння для будь-якого предмета, що знаходиться поблизу земної поверхні, буде дорівнює:

F = G*M *m /R2 = m*g,

де g = G*M/R2

Тут M – маса планети, R – її радіус (відстань між тілом і центром Землі приблизно дорівнює радіусу останньої). Останній вираз є математичним представленням величини, яку прийнято називати вагою тіла, тобто:

P = m*g

Вираз показує, що у фізиці сила тяжіння еквівалентна вазі тіла. Величину P вимірюють, знаючи силу протидії опори, на якій знаходиться дане тіло.

Сторінка: 1 2 3 4 5 6