Зміст
Перший із трьох законів руху сера Ісаака Ньютона, які складають основу класичної механіки, стверджує, що об’єкт у спокої або в рівномірному русі залишатиметься таким чином нескінченно за відсутності зовнішньої сили. Іншими словами, сила - це те, що викликає зміну швидкості чи прискорення. Величина прискорення, виробленого на об'єкт заданою силою, визначається масою об'єктів.
Сила і швидкість напрямлені
Коли фізики говорять про швидкість об’єктів, вони говорять не тільки про швидкість об єктів, але й про напрямок, у якому його рухається. Так само сила має як спрямовану складову, так і кількісну - сила, безпосередньо протилежна швидкості об'єктів, має інший вплив на об’єкт, ніж сила, яка діє під прямим кутом на його рух. У математичному відношенні сила, швидкість і прискорення - це швидкість зміни швидкості, виробленої силою - є "векторними" величинами, що є терміном, що передбачає їх спрямовану складову.
Сили, що діють в літаку
Найпростіший спосіб зрозуміти, як сила змінює швидкість об'єктів, - це уявити цю силу, що діє в тому ж напрямку, що і швидкість. Наприклад, реактивні двигуни в літаку надають силу, яка діє в напрямку руху літака, надаючи йому позитивне прискорення і змушуючи їхати швидше. З іншого боку, тертя повітря прямо протистоїть руху літака і уповільнює його; якщо двигуни перестануть працювати, літак впаде з неба. Але коли сила двигуна і висхідний поштовх тиску повітря на аеродинамічно сконструйованих крилах врівноважують силу тертя та інші уповільнюючі сили, включаючи силу тяжіння, літак літає з постійною швидкістю до місця призначення.
Сила тяжіння
Гравітаційне тяжіння, яке Сонце чинить на Землі, є прикладом сили з важливою спрямованою складовою. Оскільки гравітаційна сила діє під прямим кутом до руху Землі, вона не змінює швидкість, з якою рухається планета, але постійно змінює напрямок. В результаті Земля рухається майже на круговій орбіті. Швидкість Землі може бути відносно постійною, але її швидкість завжди змінюється внаслідок сили тяжіння, яка завжди тягне її до Сонця. Ця ж гравітаційна сила утримує супутники на орбіті навколо Землі.
Діаграми вільного тіла
Математична залежність між силою (F), що діє на об’єкт, та його прискоренням (а) дорівнює F = m • a, де "m" - маса об'єкта. Одиницею сили в метричній системі є ньютон, який названий на честь Ісаака Ньютона, англійського фізика, який сформулював відносини. У реальному світі зазвичай на тіло діє кілька сил, кожна з яких спрямована на компонент. Ці сили можуть мати механічний, гравітаційний, електричний або магнітний характер. Для прогнозування руху об’єкта його часто корисно скласти діаграму вільного тіла, яка є графічним зображенням цих сил, що зображує величину та напрямок кожної.