paksa

Fizikal

2022

Kami menerangkan apa itu daya untuk fizik, ciri-ciri dan jenisnya mengikut setiap teori. Juga, bagaimana ia diukur dan pelbagai contoh.

Daya diperlukan untuk pergerakan bermula atau berhenti.

Apakah kuasa?

Dari segi teknikal, daya ialah kuantiti yang mampu mengubahsuai kuantitipergerakan atau bentuk badan atau a zarah. Ia tidak boleh dikelirukan dengan konsep usaha atauTenaga.

Lazimnya, konsep daya dijelaskan dari segi mekanik klasik yang ditubuhkan oleh Prinsip Isaac Newton (1642-1727), dikenali sebagai Undang-undang Pergerakan dan diterbitkan pada tahun 1687 dalam Principia Mathematica.

Menurut mekanik klasik, daya yang mempengaruhi jasad bertanggungjawab terhadap perubahan dalam keadaan pergerakannya, seperti trajektori rectilinear dan anjakan seragam, dan untuk mencetak a pecutan (atau kelembapan). Tambahan pula, sebarang daya yang bertindak ke atas jasad menghasilkan daya yang sama, tetapi dalam arah yang bertentangan.

Kita biasanya bercakap tentang kekerasan dalam kehidupan seharian kita, tanpa semestinya menggunakan perkataan ini sebagai fizikal. Daya dikaji oleh fizik dan menurutnya, empat daya asas diiktiraf pada tahap itukuantum: daya graviti, daya elektromagnet, daya nuklear kuat dan daya nuklear lemah.

Sebaliknya, dalam mekanik Newton (atau klasik), terdapat banyak daya lain yang boleh dikenal pasti, seperti daya geseran,Daya graviti, daya sentripetal, dsb.

Ciri daya

Daya boleh dianggap sebagai entiti fizikal yang menerangkan keamatan interaksi antara objek, berkait rapat denganTenaga.

Bagi mekanik klasik, setiap daya terdiri daripada magnitud dan a alamat, dengan itu menandakannya dengan avektor. Ini bermakna bahawa ia adalah kuantiti vektor, bukan skalar.

Jenis-jenis daya

Menurut Einstein, objek besar membengkokkan ruang-masa.

Terdapat beberapa jenis daya, bergantung pada sifat dan fokusnya:

Menurut mekanik Newton:

  • Kekuatan daripadageseran. Ia adalah daya yang menentang perubahan pergerakan badan, menggunakan a ketahanan untuk meninggalkan keadaan rehat, atau pergerakan, seperti yang kita dapat melihatnya apabila mula berjalan objek berat apabila menolaknya.
  • Daya graviti. Ia adalah daya yang dikenakan oleh jisim badan pada objek berdekatan, menarik mereka ke arah satu sama lain. Daya ini menjadi ketara apabila semua atau beberapa objek yang berinteraksi adalah sangat besar. Contoh par excellence ialah planet bumi dan objek danmakhluk bahawa kita hidup di permukaannya; terdapat daya tarikan graviti di antara mereka.
  • Daya elektromagnet Ia adalah daya menarik dan tolakan yang dihasilkan oleh interaksi medan elektromagnet.

Anda juga boleh bercakap tentang:

  • Daya sentuhan. Ia adalah daya yang dikenakan daripada sentuhan fizikal secara langsung antara satu badan dengan badan yang lain.
  • Paksa pada jarak. Ia adalah daya yang boleh dikenakan tanpa sebarang sentuhan fizikal antara badan.

Menurut mekanik relativistik atau Einstein:

  • Daya graviti. Ia adalah daya yang kelihatan wujud apabila objek besar membengkokkan angkasa lepascuaca di sekeliling mereka, memaksa objek yang lebih kecil melencongkan trajektori mereka dan mendekati mereka.
  • Daya elektromagnet Ia adalah daya yang dikenakan oleh medan elektromagnet pada zarah bercas perkara, berikutan ungkapan daya Lorenz.

Mengikut mekanik kuantum:

  • Daya graviti. Ia adalah daya yang dikenakan oleh satu jisim pada yang lain, sebagai daya yang lemah, hanya dalam satu arah (menarik), tetapi berkesan pada jarak yang jauh.
  • Paksaelektromagnet. Ia adalah daya yang mempengaruhi zarah bercas elektrik dan medan elektromagnet yang dihasilkannya, sebagai daya yang membolehkan ikatan molekul. Ia lebih kuat daripada graviti dan mempunyai dua deria (tarikan-tolak).
  • Kuasa nuklear yang kuat. Ia adalah daya yang mengekalkan nukleus atom stabil, kekal bersamaneutron Yproton. Ia lebih sengit daripada elektromagnet, tetapi ia mempunyai jarak yang jauh lebih sedikit.
  • Daya nuklear yang lemah. Ia adalah kuasa yang bertanggungjawab untuk pereputan radioaktif, mampu melakukan perubahan dalam bahan subatomik, dengan skop yang lebih kecil daripada kuasa nuklear yang kuat.

Unit daya

mengikut Sistem antarabangsa, daya diukur dalam unit yang dipanggil Newton (N), sebagai penghormatan kepada ahli fizik British yang hebat. Unit ini sepadan dengan 100,000 dyne dan difahami sebagai jumlah daya yang dikenakan selama satu saat untuk jisim sekilogram, supaya ia memperoleh kelajuan satu meter sesaat. Iaitu, bahawa:

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

Terdapat unit lain untuk sistem metrik lain, yang setara, dalam Newton, kepada:

  • 1 kilogram-daya atau kilopond bersamaan dengan 9.81 N
  • 1 paun-daya bersamaan dengan 4.448222 N

Bagaimanakah daya diukur?

Hari ini terdapat pelbagai model dinamometer, walaupun dengan paparan digital.

Dinamometer ialah peranti yang sesuai untuk pengukuran daya. Ia juga digunakan untuk mengira berat badan daripada objek. Ia telah dicipta oleh Isaac Newton sendiri, menggunakan regangan mata air dan Hukum keanjalan Hooke, dengan cara yang serupa dengan skala spring.

Versi moden dinamometer mengikut prinsip yang sama dan mempunyai cangkuk atau gelang di hujung badan silindernya, di dalamnya terdapat spring atau lingkaran yang bertindak sebagai spring. Pada salah satu hujungnya pengukuran daya (dalam beberapa kes ia mungkin muncul pada paparan digital).

Contoh kekuatan

Terdapat contoh-contoh kekuatan yang sentiasa ada di sekeliling kita. Dengan menggunakan daya otot kita pada objek untuk mengangkatnya, kita mengalahkan daya graviti. Jika kita menolak badan yang besar dengan bahu, seperti peti sejuk, kita bukan sahaja perlu mengatasinya graviti, tetapi juga daya geseran yang menentang pergerakan.

Perkara yang sama berlaku apabila kita melekatkan magnet peti sejuk, kerana dayamagnetik Ia memegangnya pada tempatnya, tetapi jika kita membawanya lebih dekat dengan magnet lain melalui kutub yang sama, sebaliknya, kita akan melihat sedikit daya tolakan, yang merupakan watak lain bagi daya magnet yang sama.

Daya dan gerakan

Daya dan gerakan sangat terlibat antara satu sama lain. Di tempat pertama, kerana daya adalah yang mampu memulakan, menghentikan atau mengubah suai pergerakan.

Sebagai contoh, apabila besbol terhempas ke atas pemukul, daya pemukul dicetak pada detik untuk memesongkan trajektorinya (sama seperti yang diberikan oleh daya pelempar pada mulanya, kerana bola biasanya dalam keadaan rehat) dan membuangnya di dalam padang.

Setiap kali ada daya pada badan di dalamnya alamat apabila anjakan, akan ada kerja yang dilakukan oleh kuasa itu. Kerja yang diperlukan untuk pergerakan ini berlaku adalah sama dengan tenaga yang diperlukan untuk menggerakkan badan. Bergantung pada jenis daya dan jenis pergerakan, pelbagai formula matematik akan tersedia untuk mengiranya.

Daya graviti

Graviti boleh diatasi seketika melalui kuasa lain.

Daya graviti ialah daya tarikan yang jisim dikenakan ke atas jirim di sekelilingnya, dengan keamatan berkadar dengan jisimnya dan berkadar songsang dengan jarak yang memisahkannya.

Malah, yangmatahari ia menarik planet kita dari jauh, dengan jenis daya yang sama yang menarik kita, yang tinggal di permukaannya. Graviti boleh diatasi seketika, seperti yang kita lakukan semasa melompat, tetapi akhirnya kita akan tunduk kepadanya. Semua yang naik bebas, mesti turun.

Daya antara molekul

Mereka adalah mereka yang menyimpanmolekul bersama-sama, membentuk struktur lebih kompleks dan berjisim lebih besar, bergantung secara langsung pada sifat atom terbabit. Itulah sebabnya ia juga dikenali sebagai ikatan antara molekul atau ikatan atom. Daya ini boleh terdiri daripada dua jenis:Pasukan Van der Waals atau Jambatan Hidrogen.

!-- GDPR -->