힘은 물체의 움직임에 변화를 일으키는 상호 작용에 대한 정량적 설명입니다. 물체는 힘에 대한 응답으로 속도를 높이거나 느리게하거나 방향을 바꿀 수 있습니다. 다른 방법으로, 힘은 신체의 움직임을 유지하거나 바꾸거나 왜곡하는 경향이있는 행동입니다. 물체는 그들에게 작용하는 힘에 의해 밀거나 당겨집니다.
접촉력은 두 물리적 물체가 서로 직접 접촉 할 때 가해지는 힘으로 정의됩니다. 중력 및 전자기 힘과 같은 다른 힘은 빈 공간의 진공 상태에서도 스스로를 발휘할 수 있습니다.
주요 테이크 아웃 :핵심 용어
- 힘 : 객체의 움직임을 변화시키는 상호 작용에 대한 설명. 또한 기호 f. 으로 표시 될 수 있습니다
- 뉴턴 : 국제 단위 (SI) 내의 힘 단위. 또한 기호 n. 로 표시 될 수 있습니다
- 접촉력 : 물체가 서로 닿을 때 발생하는 힘. 접촉력은 6 가지 유형에 따라 분류 될 수 있습니다 :장력, 봄, 정상 반응, 마찰, 공기 마찰 및 체중.
- 비접촉식 : 두 물체가 닿지 않을 때 발생하는 힘. 이 힘은 중력, 전기 및 자기의 세 가지 유형에 따라 분류 될 수 있습니다.
힘의 단위
힘은 벡터입니다. 방향과 크기가 모두 있습니다. 힘을위한 SI 단위는 뉴턴 (N)입니다. 한 뉴턴의 힘은 1 kg * m/s2와 같습니다 ( " *"기호는 "시간"을 나타냅니다).
힘은 가속도에 비례하며, 이는 속도 변화 속도로 정의됩니다. 미적분학 용어로, 힘은 시간에 대한 운동량의 미분입니다.
접촉 대 비접촉식
우주에는 접촉과 비접촉식의 두 가지 유형의 힘이 있습니다. 이름에서 알 수 있듯이 접촉 세력은 공을 차는 것과 같이 물체가 서로 닿을 때 발생합니다. 한 개체 (발)는 다른 물체 (공)에 닿습니다. 비 접촉력은 물체가 서로 닿지 않는 힘입니다.
접촉력은 6 가지 유형에 따라 분류 될 수 있습니다.
- 장력 : 끈으로 당겨지는 것과 같은
- 봄 : 스프링의 두 끝을 압축 할 때 가해지는 힘과 같은
- 정상 반응 : 한 몸이 블랙 탑에 튀는 공과 같은 힘에 대한 반응을 제공하는 곳
- 마찰 : 블랙 탑 위로 굴리는 공과 같은 물체가 다른 물체를 가로 질러 움직일 때 힘이 가해졌습니다
- 공기 마찰 : 공과 같은 물체가 공기를 통해 움직일 때 발생하는 마찰
- 체중 : 중력으로 인해 몸이 지구 중심쪽으로 당겨지는 곳
비접촉식은 세 가지 유형에 따라 분류 될 수 있습니다 :
- 중력 : 두 몸 사이의 중력 매력
- 전기 : 두 기관에 존재하는 전기 전하
- 자기 : 두 개의 자석의 반대 극이 서로 끌리는 것과 같은 두 몸체의 특성으로 인해 발생합니다
힘과 뉴턴의 운동 법칙
힘의 개념은 원래 아이작 뉴턴 경에 의해 그의 세 가지 법칙에서 정의되었습니다. 그는 중력을 질량을 가진 신체 사이의 매력적인 힘으로 설명했다. 그러나 아인슈타인의 일반 상대성 이론 내 중력은 힘이 필요하지 않습니다.
뉴턴의 첫 번째 법칙 물체는 외부 힘에 의해 작동하지 않는 한 일정한 속도로 계속 움직일 것이라고 말합니다. 힘이 작용할 때까지 움직이는 물체는 계속 움직입니다. 이것은 관성입니다. 그들은 무언가가 행동 할 때까지 속도를 높이거나 느리게하거나 방향을 바꾸지 않습니다. 예를 들어, 하키 퍽을 밀면 얼음의 마찰로 인해 결국 멈출 것입니다.
뉴턴의 두 번째 법칙 힘은 일정한 질량에 대한 가속도 (운동량 변화율)에 직접 비례한다고 말합니다. 한편, 가속은 질량에 반비례합니다. 예를 들어, 당신이 땅에 던진 공을 던질 때, 그것은 아래쪽 힘을 가합니다. 대응으로 땅은 위쪽 힘을 가해 공이 튀어 나옵니다. 이 법은 힘을 측정하는 데 유용합니다. 두 가지 요소를 알고 있다면 세 번째 요소를 계산할 수 있습니다. 또한 물체가 가속화되면 힘이 작용해야한다는 것을 알고 있습니다.
뉴턴의 세 번째 운동 법칙 두 객체 간의 상호 작용과 관련이 있습니다. 그것은 모든 행동에 대해 동등하고 반대의 반응이 있다고 말합니다. 힘이 하나의 물체에 적용되면 힘을 생성하는 물체에 동일한 영향을 미칩니다. 예를 들어, 작은 보트를 물로 뛰어 내리면 물로 넘어가는 힘도 보트를 뒤로 밀어냅니다. 행동과 반응력은 동시에 발생합니다.
기본력
물리적 시스템의 상호 작용을 지배하는 네 가지 기본력이 있습니다. 과학자들은이 세력에 대한 통일 된 이론을 계속 추구하고 있습니다.
1. 중력 : 대중 사이에서 작용하는 힘. 모든 입자는 중력의 힘을 경험합니다. 예를 들어, 공을 공중에 쥐고 있다면, 지구의 질량은 중력으로 인해 공이 떨어질 수 있습니다. 또는 아기 새가 둥지에서 기어 다니면 지구의 중력이 그것을 땅에 당길 것입니다. 중력은 입자 매개 중력으로 제안되었지만 아직 관찰되지 않았습니다.
2. 전자기 : 전하 사이에 작용하는 힘. 매개 입자는 광자입니다. 예를 들어, 라우드 스피커는 전자기력을 사용하여 소리를 전파하고 은행의 도어 잠금 시스템은 전자기력을 사용하여 금고 문을 단단히 닫는 데 도움이됩니다. 자기 공명 영상과 같은 의료기구의 전력 회로는 일본과 중국의 자기 빠른 전송 시스템과 마찬가지로 전자기력을 사용합니다.
3. 강한 원자력 : 쿼크, 골동품 및 글루온 자체에 작용하는 글루온에 의해 매개되는 원자의 핵을 함께 유지하는 힘. (글루온은 양성자와 중성자 내에서 쿼크에 결합하는 메신저 입자입니다. 쿼크는 양성자와 중성자를 형성하기 위해 결합하는 기본 입자이며, 골동품은 질량의 쿼크와 동일하지만 전기 및 자기 특성의 반대입니다.)
.4. 약한 핵 : W 및 Z 보손을 교환하여 매개되고 핵에서 중성자의 베타 붕괴에서 볼 수 있습니다. (보손은 보스-유인 슈타인 통계의 규칙에 순종하는 입자 유형입니다.) 매우 높은 온도에서는 약한 힘과 전자기력은 구별 할 수 없습니다.
