forza

Fisico

2022

Spieghiamo cos'è una forza per la fisica, le sue caratteristiche e i suoi tipi secondo ciascuna teoria. Inoltre, come viene misurato e vari esempi.

È necessaria una forza per avviare o arrestare un movimento.

Che cos'è una forza?

In termini tecnici, una forza è una quantità in grado di modificare la quantità dimovimento o la data forma di un corpo o a particella. Non va confuso con i concetti di sforzo oEnergia.

Comunemente, il concetto di forza è spiegato in termini di meccanica classico stabilito dal I principi di Isaac Newton (1642-1727), note come Leggi del Movimento e pubblicate nel 1687 nella loro Principia Mathematica.

Secondo la meccanica classica, la forza che colpisce un corpo è responsabile dei cambiamenti nel suo stato di moto, come la sua traiettoria rettilinea e la sua Dislocamento uniforme e stampare a accelerazione (o rallentamento). Inoltre, qualsiasi forza che agisce su un corpo genera una forza identica, ma in direzione opposta.

Normalmente parliamo di forza nella nostra vita quotidiana, senza necessariamente usare questa parola come il fisico. La forza è studiata dalla fisica e secondo essa si riconoscono quattro forze fondamentali a livelloquantistica: la forza gravitazionale, la forza elettromagnetica, la forza nucleare forte e la forza nucleare debole.

Al contrario, nella meccanica newtoniana (o classica), ci sono molte altre forze identificabili, come la forza di attrito,Forza gravitazionale, forza centripeta, ecc.

Caratteristiche della forza

Una forza può essere pensata come un'entità fisica che descrive l'intensità delle interazioni tra oggetti, strettamente correlata allaEnergia.

Per la meccanica classica, ogni forza è composta da una grandezza e a indirizzo, denotandolo così con avettore. Ciò significa che è una quantità vettoriale, non scalare.

Tipi di forza

Secondo Einstein, gli oggetti massicci piegano lo spazio-tempo.

Esistono diversi tipi di forza, a seconda della loro natura e del loro obiettivo:

Secondo la meccanica newtoniana:

  • Forza diattrito. È la forza che si oppone al cambiamento di movimento dei corpi, esercitando una resistenza abbandonare lo stato di riposo, o di movimento, come lo si percepisce quando si inizia a camminare su un oggetto pesante quando lo si spinge.
  • Forza gravitazionale. È la forza esercitata da massa di corpi su oggetti vicini, attirandoli l'uno verso l'altro. Questa forza diventa evidente quando tutti o alcuni degli oggetti interagenti sono molto massicci. L'esempio per eccellenza è il pianeta Terra e gli oggetti eesseri che viviamo sulla sua superficie; c'è una forza di attrazione gravitazionale tra di loro.
  • Forza elettromagnetica È la forza attrattiva e repulsiva che viene generata dall'interazione dei campi elettromagnetici.

Puoi anche parlare di:

  • Forza di contatto. È la forza che viene esercitata dal contatto fisico diretto tra un corpo e l'altro.
  • Forza a distanza. È la forza che può essere esercitata senza alcun contatto fisico tra i corpi.

Secondo la meccanica relativistica o einsteiniana:

  • Forza gravitazionale. È la forza che sembra esistere quando oggetti massicci piegano il spazio–tempo metereologico intorno a loro, costringendo oggetti più piccoli a deviare le loro traiettorie e ad avvicinarsi a loro.
  • Forza elettromagnetica È la forza che i campi elettromagnetici esercitano sulle particelle cariche del questione, seguendo l'espressione della forza di Lorenz.

Secondo la meccanica quantistica:

  • Forza gravitazionale. È la forza esercitata da una massa sull'altra, essendo una forza debole, in una sola direzione (attrattiva), ma efficace su lunghe distanze.
  • Forzaelettromagnetico. È la forza che influenza le particelle elettricamente cariche e i campi elettromagnetici che generano, essendo la forza che consente il legame molecolare. È più forte della gravità e ha due sensi (attrazione-repulsione).
  • Forte forza nucleare. È la forza che mantiene i nuclei della atomi stabile, stare insiemeneutroni sìprotoni. È più intenso di quello elettromagnetico, ma ha una portata molto minore.
  • Forza nucleare debole. È la forza responsabile del decadimento radioattivo, in grado di effettuare cambiamenti nella materia subatomica, con una portata ancora minore rispetto alle forze nucleari forti.

Unità di forza

Secondo Sistema internazionale, la forza è misurata in unità chiamate Newton (N), in onore del grande fisico britannico. Queste unità corrispondono a 100.000 dyne e sono intese come la quantità di forza applicata durante un secondo ad a massa di un chilogrammo, in modo che acquisisca la velocità di un metro al secondo. Questo è quanto:

1 N = (1 kg x 1 m) / 1 s2

Ci sono altre unità per altri sistemi metrici, che sono equivalenti, in Newton, a:

  • 1 chilogrammo-forza o chilopond è uguale a 9,81 N
  • 1 libbra-forza equivale a 4.448222 N

Come si misura la forza?

Oggi esistono vari modelli di dinamometri, anche con display digitali.

Il dinamometro è lo strumento ideale per la misurazione della forza. Viene anche utilizzato per calcolare il peso degli oggetti. È stato inventato dallo stesso Isaac Newton, usando l'allungamento di una molla e il Legge di elasticità di Hooke, in modo simile a una bilancia a molla.

Le versioni moderne del dinamometro seguono lo stesso principio e hanno ganci o anelli alle estremità del loro corpo cilindrico, all'interno del quale è presente una molla o spirale che funge da molla. Ad una delle sue estremità il misurazione forza (in alcuni casi può anche apparire su un display digitale).

Esempi di forza

Ci sono costantemente esempi di forza intorno a noi. Esercitando la nostra forza muscolare su un oggetto per sollevarlo, stiamo sconfiggendo la forza di gravità. Se spingiamo un corpo massiccio con la spalla, come un frigorifero, non dovremo solo superare il gravità, ma anche la forza di attrito che si oppone al movimento.

Lo stesso accade quando incolliamo un magnete da frigorifero, poiché la forzamagnetico Lo tiene fermo, ma se lo avviciniamo ad un altro magnete attraverso lo stesso polo, invece, noteremo una leggera forza repulsiva, che è un altro carattere della stessa forza magnetica.

Forza e movimento

Forza e movimento sono fortemente coinvolti l'uno con l'altro. In primo luogo, perché la forza è ciò che è in grado di avviare, arrestare o modificare un movimento.

Ad esempio, quando una palla da baseball va a sbattere contro la mazza, la forza del battitore viene stampata sulla seconda per deviarne la traiettoria (la stessa che la forza del lanciatore inizialmente le ha dato, visto che la palla è normalmente ferma) e buttarla via in campo.

Ogni volta che c'è una forza su un corpo in esso indirizzo allo spostamento, ci sarà lavoro svolto da quella forza. Il lavoro richiesto per questo movimento è pari all'energia richiesta per muovere il corpo. A seconda del tipo di forza e del tipo di movimento, saranno disponibili varie formule matematiche per calcolarle.

Forza di gravità

La gravità può essere momentaneamente superata attraverso altre forze.

La forza di gravità è quella forza attrattiva che le masse esercitano sulla materia che le circonda, con un'intensità proporzionale alla loro massa e inversamente proporzionale alla distanza che le separa.

In effetti, ilsole attrae il nostro pianeta da lontano, con lo stesso tipo di forza con cui attrae noi, che viviamo sulla sua superficie. La gravità può essere superata momentaneamente, come facciamo quando saltiamo, ma alla fine soccomberemo ad essa. Tutto ciò che sale liberamente, deve scendere.

Forze intermolecolari

Sono quelli che mantengonomolecole insieme, formando strutture più complesse e di massa maggiore, dipendenti direttamente dalla natura del atomi coinvolti. Ecco perché sono anche conosciuti come legami intermolecolari o legami atomici. Queste forze possono essere di due tipi:Forze di Van der Waals o i ponti a idrogeno.

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