شارك:
31 أنواع القوة في الفيزياء وخصائصها
هناك مختلفة أنواع القوة اعتمادا على معناها ، وحجمها أو شدتها ، والتطبيق والاتجاه. القوة هي كل عامل لديه القدرة على تعديل الحالة التي يوجد بها الجسم ، بغض النظر عما إذا كان يتحرك أو يستريح.
يمكن أن تكون القوة أيضًا أحد العناصر التي تسبب تشوه الجسم. في مجال الفيزياء ، يمكن تعريفه على أنه حجم المتجه المسؤول عن قياس شدة تبادل الزخم الخطي بين العناصر. لقياس القوة ، من الضروري معرفة وحداتها وقيمها ، ولكن أيضًا المكان الذي يتم تطبيقها فيه وفي أي اتجاه.
لتمثيل القوة في شكل رسوم بيانية يمكنك اختيار ناقل. ولكن يجب أن يكون لهذا أربعة عناصر أساسية: المعنى ، نقطة التطبيق ، الحجم أو الشدة وخط العمل أو الاتجاه.
مؤشر
- 1 أنواع القوى في الفيزياء
- 1.1 القوى الأساسية
- 1.2 قوات مشتقة
- 1.3 - وفقا لمعايير محددة
- 2 المراجع
أنواع القوى في الفيزياء
هناك عدة أنواع من القوى ، بعضها يطلق عليها قوى الطبيعة الأساسية والعديد من القوى الأخرى التي تعبر عن هذه التفاعلات الأساسية.
-القوى الأساسية
قوة الجاذبية
هذه واحدة من أفضل القوى المعروفة ، خاصة لأنها كانت واحدة من أولى الدراسات التي تم دراستها إنها قوة الجذب التي يتم إنشاؤها بين جثتين.
في الواقع ، فإن وزن الجسم يرجع إلى العمل الذي يقوم به سحب الجاذبية الأرضية عليه. قوة الجاذبية مشروطة بالمسافة وكتلة كلتا الهيئتين.
اكتشف Isaac Newton قانون الجاذبية العالمية ونشر عام 1686. الجاذبية هي التي تسمح بسقوط الأجسام على الأرض. وهي مسؤولة أيضًا عن الحركات التي يتم ملاحظتها في الكون.
هذا هو حقيقة أن القمر يدور حول الأرض أو أن الكواكب تدور حول الشمس هو نتاج قوة الجاذبية.
القوة الكهرومغناطيسية
القوة الثانية من النوع اليومي هي التفاعلات الكهرومغناطيسية ، والتي تشمل القوى الكهربائية والمغناطيسية. إنها قوة تؤثر على جثتين مشحنتين كهربائياً.
يتم إنتاجها بكثافة أكبر من قوة الجاذبية وأيضًا ، فهي القوة التي تسمح بالتعديلات الكيميائية والفيزيائية للجزيئات والذرات.
يمكن تقسيم القوة الكهرومغناطيسية إلى نوعين. القوة التي تحدث بين جسيمين مشحونين في الراحة تسمى القوة الكهروستاتيكية على عكس الجاذبية ، التي تعد دائمًا قوة جذب ، في هذه القوة يمكن أن يكون كل من التنافر والجاذبية. ولكن عندما تنشأ القوة بين جزيئين يتحركان ، يتم تثبيت قوة أخرى تسمى المغناطيسية.
تفاعل نووي قوي
إنه أقوى نوع من التفاعل الموجود وهو مسؤول عن الحفاظ على مكونات النواة الذرية معًا. يعمل بالطريقة نفسها بين اثنين من النيوكليونات ، النيوترونات أو البروتونات ، ويكون أكثر كثافة من القوة الكهرومغناطيسية ، على الرغم من أن له نطاقًا أصغر.
القوة الكهربائية الموجودة بين البروتونات تجعلها تتصدى لبعضها البعض ولكن قوة الجاذبية الكبيرة الموجودة بين الجزيئات النووية تسمح بمقاومة هذا التنافر من أجل الحفاظ على استقرار النواة.
ضعف التفاعل النووي
يُعرف باسم قوة ضعيفة ، هذا هو نوع التفاعل الذي يسمح بتحلل بيتا للنيوترونات. نطاقه قصير جدًا بحيث لا يكون ذا صلة بالمقياس الأساسي. إنها قوة أقل كثافة من القوة ، ولكنها أكثر كثافة من الجاذبية. هذا النوع من القوة يمكن أن يسبب تأثيرات جذابة وطارئة ، وكذلك يولد تعديلات في الجسيمات المشاركة في العملية.
-قوات مشتقة
بالإضافة إلى تصنيف القوى الرئيسية ، يمكن تقسيم القوة أيضًا إلى فئتين مهمتين: قوات المسافة وقوات الاتصال. الأول هو عندما لا يتم فرك سطح الهيئات المعنية.
هذه هي حالة قوة الجاذبية والقوة الكهرومغناطيسية. والثاني هو اتصال مباشر بين الهيئات التي تتفاعل جسديا كما هو الحال عندما يتم دفع كرسي.
قوات الاتصال هي هذا النوع من القوات.
قوة طبيعية
هذه هي القوة التي يمارسها سطح على كائن مدعوم عليه. في هذه الحالة ، يتم ممارسة حجم الجسم واتجاهه في اتجاه معاكس للجسم الذي يرتكز عليه. والقوة تعمل بشكل عمودي وخارجي من السطح المذكور.
هذا هو نوع القوة التي نراها عندما ندعم كتابًا على طاولة ، على سبيل المثال. يوجد الكائن على السطح وبهذا التفاعل يكون الوزن وقوة التلامس هما الوحيدان اللذان يتصرفان.
القوة المطبقة
في هذه الحالة ، هي القوة التي ينتقل بها كائن أو إنسان إلى جسم آخر ، سواء كان كائنًا آخر أو إنسانًا آخر. تعمل القوة المطبقة دائمًا مباشرة على الجسم ، مما يعني أن الاتصال المباشر يحدث دائمًا. هذا هو نوع القوة التي يتم استخدامها عند ركل الكرة أو عند ضغط الصندوق.
قوة مرنة
هذا هو نوع القوة التي تحدث عندما يسعى ربيع ، مضغوط أو ممتد ، للعودة إلى حالة الجمود. يتم صنع هذا النوع من الأشياء للعودة إلى حالة التوازن والطريقة الوحيدة لتحقيق ذلك هي من خلال القوة.
تحدث الحركة لأن هذا النوع من الكائنات يخزن طاقة محتملة. وهذا هو الذي يمارس القوة التي تعيدها إلى حالتها الأصلية.
القوة المغناطيسية
هذا هو نوع من القوة التي تأتي مباشرة من القوة الكهرومغناطيسية. تنشأ هذه القوة عندما تكون الشحنات الكهربائية في حالة حركة. تعتمد القوى المغناطيسية على سرعات الجسيمات ولها اتجاه طبيعي فيما يتعلق بسرعة الجسيمات المشحونة التي تمارس عليها عملها.
إنه نوع من القوة يرتبط بالمغناطيس ولكن أيضًا بالتيارات الكهربائية. يتميز بإنتاج جاذبية بين جثتين أو أكثر.
في حالة المغناطيس ، لديهم نهاية جنوبية وشمالية ، وكل واحد منهم يجذب الأطراف المقابلة لأنفسهم في مغناطيس آخر. مما يعني أنه في حين أن نفس الأقطاب تتصدى لبعضها البعض ، فإن الأضداد تجتذب بعضها البعض. يحدث هذا النوع من الجذب أيضًا مع بعض المعادن.
القوة الكهربائية
هذا هو نوع القوة التي تحدث بين شحنتين أو أكثر وسوف تعتمد شدة هذه الشحنات مباشرة على المسافة بين هذه الشحنات ، وكذلك قيمها.
كما يحدث في القوة المغناطيسية ذات الأقطاب نفسها ، فإن الشحنات التي تحمل نفس العلامة سوف تتصدى لبعضها البعض. ولكن تلك مع علامات مختلفة سوف تجذب. في هذه الحالة ، ستكون القوات أكثر كثافة اعتمادًا على مدى قرب الجثث من بعضها البعض.
قوة الاحتكاك أو الاحتكاك
هذا هو نوع القوة التي تحدث عندما ينزلق جسم ما على سطح ما أو يحاول القيام بذلك. قوات الاحتكاك لا تساعد الحركة أبدًا ، مما يعني أنها تعارض هذا.
إنها في الأساس قوة سلبية تحاول إبطاء أو حتى إعاقة حركة الجسم ، بغض النظر عن الاتجاه المتخذ.
هناك نوعان من قوة الاحتكاك: ديناميكية وثابتة.
قوات الاحتكاك الديناميكي
الأول هو القوة اللازمة لحركة جثتين تتفاعلان مع بعضهما البعض لتكون موحدة. هذه هي القوة التي تعارض حركة الجسم.
قوات الاحتكاك ثابتة
والثاني ، القوة الساكنة ، هو الذي يحدد الحد الأدنى من القوة اللازمة لتحريك الجسم. يجب أن تكون هذه القوة مساوية للسطح الذي تتصل به الهيئتان المشتركتان في الحركة.
تلعب قوة الاحتكاك دورًا أساسيًا في الحياة اليومية. فيما يتعلق بالاحتكاك الساكن ، قوة مفيدة للغاية ، لأنها تسمح للبشر بالسير كما يفعلون وكذلك ما يسمح بفعل إجراء قلم رصاص.
بدون هذه القوة لن يكون هناك نقل على عجلات كما هو معروف اليوم. لها نفس الأهمية الاحتكاك الديناميكي ، لأنها القوة التي تسمح بإيقاف أي جسم في الحركة.
قوة التوتر
هذا هو نوع القوة التي تحدث عندما يتم توصيل حبل أو سلك أو نابض أو كابل بجسم ثم يتم سحبه أو سحبه لاحقًا. يحدث هذا التفاعل بالتوازي مع الكائن المرتبط وخارجه في الاتجاه المعاكس.
في هذه الحالة ، فإن قيمة قوة الشد تعادل توتر الحبل ، والزنبرك ، والكابل ، وما إلى ذلك ، عند تطبيق القوة..
قوة السحب الهوائية
يُعرف هذا النوع من القوة أيضًا باسم مقاومة الهواء ، وذلك لأنه القوة التي تمارس على الجسم أثناء تحركه عبر الهواء. قوة المقاومة الهوائية تخلق معارضة بحيث يصعب على الجسم التقدم في الهواء.
هذا يعني أن المقاومة الموضوعة للكائن تكون دائمًا في الاتجاه المعاكس لسرعة الجسم. في أي حال ، لا يمكن تصور هذا النوع من القوة إلا - أو يتم إدراكه بشكل أوضح - عندما يتعلق الأمر بالأجسام الكبيرة أو عندما يتحرك بسرعات عالية. وهذا يعني أنه كلما كانت سرعة الكائن وحجمه أصغر ، انخفضت مقاومة الجسم للهواء.
ادفع
هذا هو نوع القوة التي تحدث عندما يغرق الجسم في الماء أو في أي سائل آخر. في هذه الحالة ، يبدو أن الجسم أخف بكثير.
هذا لأنه عند غمر كائن ، تعمل قوتان في نفس الوقت. وزن جسم المرء الذي يدفعه إلى الأسفل ، وقوة أخرى تدفعه من أسفل إلى أعلى.
عندما تحدث هذه القوة ، يرتفع السائل الموجود في المستوى لأن الجسم العائم يزيح جزءًا من الماء. من ناحية أخرى ، لمعرفة ما إذا كان الجسم قادرًا على التعويم ، من الضروري معرفة ما هو الوزن المحدد لذلك.
لتحديد ذلك ، يجب تقسيم الوزن حسب الحجم. إذا كان الوزن أكبر من قوة الدفع ، فسيغرق الجسم ، ولكن إذا كان أقل ، فسيطفو.
قوة الرباط
إذا كنت ترغب في تحديد القوة الناتجة التي تمارس فعلًا على جسيم ما ، فمن الضروري تحليل نوع آخر من القوة ، وهو نوع الرباط. يقال إن النقطة المادية مرتبطة عندما تكون هناك مشاكل جسدية تحد من تحركاتهم.
هذه القيود المادية هي تلك التي تسمى الحروف المركبة. هذا النوع من القوة لا ينتج حركة. على العكس ، وظيفتها هي منع الحركات التي تنتج قوى نشطة غير متوافقة مع الحروف المركبة.
القوة الجزيئية
هذا النوع من القوة ليس له طابع أساسي باعتباره أول أربع قوى أساسية ، ولا يتبعه. لكنها لا تزال مهمة بالنسبة لميكانيكا الكم.
كما يشير اسمها ، فإن القوة الجزيئية هي التي تعمل بين الجزيئات. هذه هي مظاهر التفاعل الكهرومغناطيسي بين النواة وإلكترونات جزيء ما مع جزيء آخر.
قوة القصور الذاتي
تُعرف القوى التي يمكن التعرف على الجسم المسؤول عن التصرف بها على الجسيمات باسم القوى الحقيقية. لكن لحساب تسارع هذه القوى ، فأنت بحاجة إلى عنصر مرجعي يجب أن يكون خاملًا.
قوة القصور الذاتي هي التي تعمل على الكتلة عندما يتعرض جسم معين للتسارع. لا يمكن ملاحظة هذا النوع من القوة إلا في الأنظمة المرجعية المعجلة.
هذا النوع من القوة هو ما يبقي رواد الفضاء ملتصقين بمقاعدهم عندما ينطلق صاروخ. هذه القوة مسؤولة أيضًا عن إلقاء أي شخص على الزجاج الأمامي للسيارة أثناء وقوع الحادث. قوى القصور الذاتي لها نفس الاتجاه ولكن الاتجاه المعاكس لاتجاه التسارع الذي تتعرض له الكتلة.
-وفقا لمعايير ملموسة
حجم
القوة التي تعمل على جميع جزيئات جسم معين ، مثل قوى الجاذبية أو المغناطيسية.
سطح
أنها تعمل فقط على سطح الجسم. وهي مقسمة إلى موزعة (وزن العارضة) والموعد المحدد (عند تعليق بكرة).
اتصال
الجسم الذي يمارس القوة يأتي في اتصال مباشر. على سبيل المثال ، آلة تدفع قطعة من الأثاث.
أحداث
الجسم الذي يمارس القوة لا يتلامس. هم قوى الجاذبية والنووية والمغناطيسية والكهربائية.
ساكن
يتغير اتجاه القوة وكثافتها قليلاً ، مثل وزن الثلج أو المنزل.
ديناميكي
تختلف القوة المؤثرة على الكائن بشكل سريع ، كما في التأثيرات أو الزلازل.
متوازن
القوى التي تتعارض اتجاهاتها. على سبيل المثال ، عندما تصطدم سيارتان بنفس الوزن وتذهب بنفس السرعة.
غير متوازن
على سبيل المثال ، عندما تضرب شاحنة سيارة صغيرة. قوة الشاحنة أكبر ، وبالتالي فهي غير متوازنة.
ثابت
إنها قوى موجودة دائمًا. على سبيل المثال ، وزن المبنى أو الجسم.
المتغيرات
القوى التي يمكن أن تظهر وتختفي ، مثل الريح.
عمل
القوة التي يمارسها كائن يتحرك أو يعدل آخر. على سبيل المثال ، الشخص الذي يضرب الحائط.
رد فعل
الهيئة التي تطبق عليها القوة تمارس قوة رد فعل. على سبيل المثال ، الجدار ، عندما يضرب ، يمارس قوة رد فعل.
مراجع
- زيمانسكي ، س. (2009). "فيزياء الجامعة. المجلد 1. الطبعة الثانية عشرة. المكسيك. " Recuperado de fisicanet.com.ar.
- المدينة المنورة ، ألف ؛ Ovejero ، J. (2010). "قوانين نيوتن وتطبيقاتها. قسم الفيزياء التطبيقية. جامعة سالامانكا. مدريد. " تعافى من ocw.usal.es.
- المدينة المنورة ، C. (2015). "دفع القوة لأعلى". تعافى من prezi.com.