Сила в физике — что такое? В чем измеряется? Определение

Покажем, как применять знание физики в жизни

Начать учиться

Какие ассоциации возникают у вас со словом «сильный» или «сильная»? Возможно, вы представляете себе спортсмена, который с легкостью поднимает тяжелую штангу или гирю. Или большого африканского слона, который может нести в хоботе огромный ствол дерева. А может, вам на ум приходит ваша мама, которая занимается домашними делами каждый день, без выходных и отпуска?

В каждом случае мы характеризуем человека или животное, но можно ли рассчитать силу количественно? Есть ли разница между силами? Как можно измерить эту величину? На эти и многие другие вопросы вы получите ответы в этой статье.

Определение силы

Начнем с самого главного — со слова «сила» в физике.

Сила — векторная физическая величина, которая является мерой воздействия на данное тело со стороны других тел или полей.

Представьте, что вы ходите по супермаркету и выбираете продукты, бережно складывая их в тележку. Вы передвигаете ее с помощью силы ваших мускулов, и чем сильнее вы напряжете руки и толкнете тележку, тем на большее расстояние она укатится (только аккуратно, не попадите в стенд с газировкой!).

Или вспомните урок физкультуры, где соревнуются в перетягивании каната: команда соперников может даже потерять равновесие, если вы одновременно с вашими друзьями потянете канат на себя.

Результаты действия сил мы можем видеть постоянно: любой подброшенный предмет падает на землю, тела плавают на поверхности жидкости, пружины растягиваются под весом груза. Даже Вселенная подчиняется законам сил: астероиды летают по определенным траекториям, а черные дыры со всей своей мощью поглощают свет далеких звезд. 💫

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Обозначение и единица измерения

У любой физической величины есть свое обозначение и единица измерения. Как же сила обозначается в физике?

Все просто. Сила обозначается латинской буквой F (кстати, на английском языке «сила» — force), а измеряется в ньютонах [H] — в честь великого английского ученого сэра Исаака Ньютона.

Возможно, вы слышали легенду про Ньютона: как он сидел под деревом и размышлял о физических законах, как ему на голову упало яблоко, и это зародило в нем новые гипотезы… Так вот, спешим развеять этот миф: на самом деле такого не происходило. Исаак Ньютон действительно сделал открытия о законах движения и всемирном тяготении, но в этом ему помогли отнюдь не яблоки!

Вернемся к единице измерения силы. Интересно, что ньютоны — это не основная, а производная единица международной системы СИ.

1 Н = 1 кг · м/с².

А значит, сила, равная одному ньютону, определяется как взаимодействие, которое за 1 секунду изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с в направлении действия силы.

К ньютонам можно прибавлять дольные и кратные приставки, чтобы выразить величину как можно удобнее, не используя при этом огромное количество нулей.

Так, 1 кН = 1 000 Н; 1 гН = 100 Н; 1 мН = 0,001 Н.

Классификация сил

А какие силы вообще существуют? Давайте разберемся вместе.

На фундаментальном уровне ученые выделяют четыре типа сил: слабые, сильные, гравитационные и электромагнитные.

1. Слабое взаимодействие происходит при распаде атомных ядер и элементарных частиц.

2. Сильное взаимодействие отвечает за притяжение между нуклонами — протонами и нейтронами в ядре атомов.

3. К гравитационным силам принято относить тот тип взаимодействий, которые происходят между материальными телами, имеющими массу. Сила тяготения и сила тяжести по праву относятся к такому типу, так как зависят прямо пропорционально от массы тела.

4. Электромагнитные силы действуют между всеми частицами, у которых есть электрические заряды. К ним можно отнести силу упругости, трения, вес тела, силу Архимеда и другие.

Сила как физическая величина характеризуется:

Рассмотрим таблицу и сравним некоторые силы по их направлению и точке приложения:

Сила	Направление	Точка приложения
Сила тяжести	Вертикально вниз	Центр массы тела
Вес	Противоположно силе реакции опоры	Точка на опоре/подвесе
Сила упругости	Вдоль пружины противоположно силе, вызвавшей деформацию	Точка соединения тела и пружины
Сила трения	Противоположно действующей силе	Точка соприкосновения тела с поверхностью
Сила Архимеда	Вертикально вверх	Центр массы тела

На все ли тела действуют силы?

Смотря какие. Думаем, для вас не секрет, что все тела состоят из молекул и атомов. На таком уровне между частицами существуют силы притяжения и отталкивания, от них никуда не деться. Если бы отсутствовали силы притяжения, молекулы бы разлетались друг от друга и не могли формировать тела. Уберите силы отталкивания, и все частицы слепятся в один большой комок.

На все тела в пределах планеты Земля действует сила тяжести. Именно поэтому все предметы, которые вы подбросите в воздух, устремятся вниз, а не вверх. Выйдя в открытый космос, мы попадем в состояние невесомости: на нас не будет действовать сила притяжения Земли. Но не спешите радоваться свободе! Во-первых, на космический корабль будет действовать аэродинамическая сила, а во-вторых, мы легко можем стать зависимы от силы притяжения другой планеты, как только приблизимся к ней.

Некоторые силы возникают только при определенных условиях. Возьмем любой предмет и начнем его деформировать, растягивать или сжимать — возникнет сила упругости.

Погрузим тело в жидкость — появится сила Архимеда, начнем катить по дороге — движению будет препятствовать сила трения качения.

Измерение силы

Как можно измерить силу? Есть два верных способа: практически, с помощью измерительного прибора, и через формулы.

Прибор для измерения силы носит название динамометр (от латинского «динамос» — сила). В зависимости от типа конструкции и применения динамометры бывают ручными, тяговыми, электронными, гидравлическими и пружинными.

В вопросе измерения сил с помощью формул есть множество нюансов. Какую формулу выбрать? Как научиться выражать неизвестное из формул? Где можно взять дополнительную информацию о величинах, значений которых нет в задаче? Ответы на все эти вопросы можно получить на онлайн-курсах физики в школе Skysmart! Уроки на интерактивной платформе проходят увлекательно, живо, с большим количеством опытов и экспериментов.

Дарья Вишнякова

К предыдущей статье

113.5K

Равноускоренное движение

К следующей статье

Закон преломления света

Получите индивидуальный план обучения физике на бесплатном вводном уроке

На вводном уроке с методистом

1. Выявим пробелы в знаниях и дадим советы по обучению

2. Расскажем, как проходят занятия

3. Подберём курс

Единица измерения силы, теория и онлайн калькуляторы

Единица измерения силы, теория и онлайн калькуляторы

Одним из основных законов классической динамики является второй закон Ньютона. Он содержит две величины, которые нельзя выразить только при помощи кинематических величин. Этими величинами являются сила и масса. Данные величины равноправны. Каждую из них можно считать основной как силу, так и массу. 5дин.\]

В технических расчетах используют еще одну единицу измерения силы, которую называют килограмм — сила (кгс). 1 кгс — это сила, с которой Земля действует на эталонную массу в один килограмм, притягивая ее.

\[1Н\approx 0,10197162\ кгс.\]

В России килограмм-сила используется как внесистемная единица измерения силы, ее рекомендуют использовать там, где численные значения силы невозможно или нерационально выражать в СИ.

Примеры задач с решением

Пример 1

Задание. Тело падает на Землю с высоты $h$. Масса тела равна $m$. Удар длится время $\Delta t$. Какова средняя сила удара тела о Землю ($\left\langle F\right\rangle $)? Считайте, что все величины заданы в единицах системы СИ, проверьте, в чем будет измеряться сила.

Решение. Сделаем рисунок.

Тело падает на Землю, так как на него действует сила тяжести. За основу решения задачи примем уравнение движения материальной точки (второй закон Ньютона) в виде:

\[\left\langle F\right\rangle =\frac{\Delta p}{\Delta t}\left(1.

{-11}Н$

Читать дальше: единица измерения сопротивления.

236

проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности

Мы помогли уже 4 396 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!

Ньютон | Определение и факты

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.
• Demystified Videos
  
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.

• Студенческий портал
  Britannica — лучший ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Britannica Beyond
  Мы создали новое место, где вопросы находятся в центре обучения. Вперед, продолжать. Просить. Мы не будем возражать.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы изучаем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Факты и сопутствующий контент

Викторины

• Интересные факты об измерениях и математике

единиц силы Рона Куртуса

SfC Home > Physics > Force >

Рон Куртус

Сила — это толчок, притяжение или перетаскивание объекта, изменяющее его скорость или направление. Единица силы — это произвольное измерение, которое мы обозначаем как «1» (единица), так что все другие измерения силы кратны этой единице.

Чаще всего силу обозначают как ньютон ( Н ) в метрической системе измерения или системе СИ. Ньютон находит применение в различных научных измерениях. Есть и другие единицы, используемые не так часто.

У вас могут возникнуть следующие вопросы:

• Каково определение ньютона?
• Каковы некоторые приложения Ньютона?
• какие другие единицы силы?

Этот урок ответит на эти вопросы. Полезный инструмент: Преобразование единиц

---

---

Определение ньютона

ньютон — это сила, необходимая для придания массе 1 кг ( 1 кг ) ускорения 1 метр в секунду в секунду ( 1 м/с ² ) . Обозначается аббревиатурой N .

Эта единица измерения находится в метрической системе или системе СИ и используется в научной работе больше, чем другие единицы измерения силы.

1 N эквивалентен 1 кг-м/с ² .

Применение ньютона

Ньютон в сочетании с другими измерениями используется в различных приложениях.

Момент силы

Единицей измерения крутящего момента или момента силы является ньютон-метр ( Нм ), где м — плечо момента.

Энергия, работа и теплота

Ньютон-метр ( Нм ) также является определением джоулей ( Дж ), которые являются единицей энергии. Видно, что единицы кинетической энергии E = ½mv ² в килограмм-метрах ² /сек ² и кг-м ² /с ² = Н-м .

Мощность и лучистый поток

Мощность это энергия в секунду или Н-м/с , с единицей ватт . Это также единица лучистого потока или мощности электромагнитного излучения.

Давление

Единицей давления является паскалей ( P ), то есть сила на единицу площади ( Н-м ₂ ).

Другие единицы силы

Существуют и другие единицы силы, которые не так широко используются, как ньютон.

Дин

A дин — это сила, необходимая для придания массе в 1 грамм ( 1 г ) ускорения 1 сантиметр в секунду за секунду ( 1 см/с ² ). 1 N = 100 000 дин .

Вы можете использовать дин, если работаете с мелкими предметами.

Фунт и фунт

A poundal — это сила, необходимая для придания массе в 1 фунт ( 1 фунт ) ускорения 1 фут в секунду за секунду ( 1 фут/с ² ). 1 фунт равен 0,1382 ньютона.

фунтов — это сила, приложенная к массе в 1 фунт ( 1 фунт ) за счет ускорения свободного падения. Это нетехническая единица силы, также называемая весом.

Эти единицы силы относятся к английской системе и редко используются в научных измерениях.

Резюме

Сила действует на объект, изменяя его скорость или направление. В большинстве научных работ сила обозначается как ньютон ( Н ) в метрической системе измерения или системе СИ. Ньютон находит применение в различных научных измерениях. Есть и другие единицы, используемые не так часто.

---

Будьте решительны в своих действиях

---

Ресурсы и ссылки

Полномочия Рона Куртуса

Веб-сайты

Physics Resources

Книги

(Обратите внимание: Школа для чемпионов , май заработать комиссии от покупок книг)

Top-Rate Books на физиках

Top-Rated Books Physics

Top-Rated Rooks Physics

. Поделиться этой страницей

Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:

---

Студенты и исследователи

Веб-адрес этой страницы:
www.school-for-champions.com/science/
force_units.