Forza è definita come una causa esterna che un corpo sperimenta come risultato dell'interazione con un altro corpo. Ogni volta che due oggetti interagiscono, su ciascuno di essi viene esercitata una forza.
In termini generali, spingere o tirare un oggetto è definito come la forza. La forza è l'interazione sperimentata dall'oggetto a causa dell'altro oggetto. Generalmente, la forza applicata ad un oggetto ne modifica lo stato di quiete o di movimento e aggiunge anche accelerazione all'oggetto.
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Impariamo di più sulla forza, sulla sua unità e su altri in dettaglio in questo articolo.
Cos'è la Forza?
UN Spingi e tira di un oggetto sono indicati come una forza nella scienza. La forza viene creata quando due cose interagiscono. La forza è una quantità vettoriale poiché ha sia intensità che direzione. L'entità di una forza rappresenta la sua forza. La forza può anche causare un cambiamento nella direzione del corpo a cui viene applicata la forza.
Viene chiamato qualsiasi elemento esterno che abbia la tendenza a cambiare lo stato di movimento o di quiete, quando applicato ad un oggetto forza . La forza è semplicemente la spinta o la trazione su un oggetto risultante dall'interazione tra i due oggetti.
Una forza può far sì che un oggetto si muova da fermo a in movimento o viceversa. Due o più cose devono interagire tra loro affinché si crei una forza. Ad esempio, una forza viene applicata dal vento quando spinge una barca a vela nell'acqua, una forza è presente anche quando la gravità spinge una mela verso il basso. Le cose possono muoversi, cambiare velocità o cambiare forma in risposta alle forze.
Unità di Forza
- La forza è una quantità vettoriale, ciò implica che ha sia massa che grandezza. La forza che agisce su un oggetto è rappresentata dal simbolo F oppure
vec F . - L'unità di forza del SI è Newton (N) . Prende il nome dal famoso scienziato inglese Sir Issac Newton. La forza di 1 Newton è definita come la forza necessaria per accelerare una massa di 1 kg di 1 m/s2nella direzione della forza applicata.
- Nel sistema CGS, l'unità di forza è Dyne.
Dimensioni della forza
La forza è definita come il prodotto della massa per l'accelerazione del corpo. Quindi la sua formula dimensionale è, [MLT-2].
Effetti delle forze
Di seguito sono riportati gli effetti della forza con esempi:
- La forza può modificare la forma e la dimensione di un oggetto. Esempio: nella modellazione dell'argilla, viene utilizzata la forza delle mani per modificare la forma e la dimensione dell'argilla.
- La forza può cambiare la direzione di un oggetto. Esempio: un giocatore di cricket colpisce la palla nella direzione desiderata avvicinandosi a se stesso
- La forza può cambiare la velocità di un oggetto. Esempio: la forza di attrito dei freni viene utilizzata per fermare o decelerare un veicolo in movimento.
- La forza può modificare lo stato di quiete o di movimento di un oggetto. Esempio: un pallone fermo si muove quando viene calciato.
Comprendiamo gli effetti della forza e il suo esempio
La forza può modificare la forma e le dimensioni di un oggetto
La forza può causare un cambiamento di forma. Ad esempio, quando si martella una barra di ferro calda, la forza esercitata dal martello cambierà la forma dell’oggetto, ovvero la barra di ferro verrà piegata.
La forza può causare un cambiamento di dimensione. Ad esempio: allungando un elastico, la forza esercitata dall'allungamento di un elastico causerà un aumento delle dimensioni dell'elastico.
La forza può cambiare la direzione di un oggetto
La forza può causare un cambio di direzione. Ad esempio: nel momento in cui calci il pallone, la sua direzione cambia.
La forza può cambiare la velocità di un oggetto
Quando un battitore in giochi come il cricket e il baseball colpisce con forza la palla in movimento, provoca un aumento della velocità della palla. Inoltre, la velocità della forza dipenderà dalla direzione in cui viene applicata. Se applichiamo una forza nella direzione di un oggetto in movimento, ciò causerà un aumento della velocità e quando viene applicata contro l'oggetto in movimento, la velocità dell'oggetto diminuirà.
La forza può modificare lo stato di quiete o di movimento di un oggetto
La forza causerà un cambiamento nel movimento, ad esempio, la forza esercitata dal motore dell'auto consentirà all'auto di muoversi, mentre la forza esercitata dal freno consentirà all'auto di fermarsi.
Formule di forza
La forza è definita dal prodotto della massa e accelerazione dell'oggetto. Per un corpo con massa M e l'accelerazione UN la forza può essere calcolata come,
F = a
Dove,
F è la forza applicata,
M è la massa di un oggetto e
UN è l'accelerazione dell'oggetto.
Anche secondo Seconda legge del moto di Newton , la forza è data dalla velocità di variazione della quantità di moto nel tempo. Matematicamente, è dato come,
F=dfrac{ ext{d}vec p}{ ext{d}t} Dove,
ext{d}vec p è il cambiamento di slancio- dt è il cambiamento del tempo.
Ma slancio
vec p = mvec v Dove
- m è la massa e
vec v è la velocità dell'oggetto.
Pertanto la forza diventa:
egin{aligned}F&=dfrac{ ext{d}(mvec v)}{ ext{d}t}&=mdfrac{ ext{d}vec v}{ ext{d}t}&=mvec aend{aligned}
Intensità e direzione della forza
Per spostare un peso grande, l'individuo deve tirarlo o spingerlo nella stessa direzione. Quando due individui spingono o tirano un peso in direzioni opposte, la forza risultante è la somma delle due forze. La grandezza di una forza esprime la sua forza. Quando le forze vengono applicate nella direzione opposta, la dimensione della forza risultante si riduce.
Inoltre, le forze uguali e opposte si annullano, quindi la forza risultante è zero. La forza esercitata su un oggetto provoca un cambiamento di velocità e un cambiamento di forma. Alcune forze agiscono su un oggetto entrando in contatto con esso, mentre altre agiscono senza entrare in contatto con l'oggetto. Le forze di tocco sono forze che agiscono quando un oggetto entra in contatto con loro.
Le forze di contatto comprendono le forze muscolari e le forze di attrito. Le forze senza contatto sono quelle che possono agire senza entrare in contatto con un oggetto. La forza gravitazionale, la forza elettromagnetica, la forza elettrostatica e le forze senza contatto sono tutti esempi di forze
Tipi di forza
Una Forza può agire su un oggetto con o senza contatto. Ad esempio, se stai spingendo o tirando una porta, allora devi avere un contatto con una porta mentre se hai una barra magnetica puoi facilmente attirare chiodi di ferro senza avere alcun contatto con il chiodo. Quindi nella scienza abbiamo due tipi di forze, una è una forza di contatto e l'altra è una forza senza contatto.
Vediamo nel dettaglio cosa sono con i loro esempi.
Forza di contatto
Le forze che vengono applicate ad altri oggetti solo attraverso il contatto fisico sono chiamate forze di contatto.
Esempi di forze di contatto sono le forze muscolari e di attrito.
Forza muscolare
La forza muscolare è una forza di contatto in cui la forza viene esercitata dai muscoli del corpo. Ad esempio, saltare, calciare, correre, camminare, arrampicarsi, sollevare e spingere sono tutte le forze esercitate dai nostri muscoli.
Forza di attrito
La forza di attrito è una forza di contatto che si oppone sempre allo stato di movimento del corpo su un altro corpo. Ad esempio, se smettiamo di remare su una bicicletta, gradualmente questa rallenta e si ferma dopo aver percorso una certa distanza.
Saperne di più, Forza di attrito
Forza senza contatto
Le forze applicate ad altri oggetti senza alcun contatto fisico sono chiamate forze senza contatto.
Esempi di forze senza contatto sono la forza magnetica, la forza elettrostatica e la forza gravitazionale. Ora discutiamo in dettaglio i tipi di forza senza contatto.
Forza magnetica
La forza magnetica è una forza senza contatto esercitata da un magnete su qualsiasi altra sostanza magnetica. Ad esempio, se avviciniamo un magnete a un chiodo di ferro, il magnete lo attirerà verso di esso poiché i magneti esercitano una forza.
Forza elettrostatica
Una forza elettrostatica è una forza senza contatto che può essere esercitata da un oggetto carico su un altro oggetto a distanza. Ad esempio, quando un pettine di plastica viene strofinato sui capelli asciutti, il pettine caricato elettricamente attira un minuscolo pezzo di carta.
Forza gravitazionale
La forza gravitazionale è una forza senza contatto tra due corpi dotati di una certa massa. È una forza attrattiva. La forza di attrazione tra la terra e qualsiasi oggetto è chiamata forza di gravità.
Saperne di più, Forza gravitazionale
Linea d'azione di una forza
Galileo ha utilizzato esperimenti per dimostrare che quando non c'è alcuna forza esterna che agisce su un oggetto, questo si muove a velocità costante. Poteva osservare che la velocità di una sfera aumenta mentre rotola lungo un piano inclinato a causa della sua attrazione gravitazionale su di essa.
La forza complessiva che agisce su un oggetto è 0 quando tutte le forze sono uguali e bilanciate. Una forza complessiva che agisce su un corpo, tuttavia, può modificare l'entità o la direzione della sua velocità se tutte le forze che agiscono su di esso risultano in una forza sbilanciata, il che indica che la forza sbilanciata può accelerare il corpo. Ad esempio, quando un corpo è soggetto a un certo numero di forze ed è determinato a essere a riposo, possiamo dedurre che la forza netta operante sul corpo è pari a zero.
IL linea d'azione di una forza è il percorso che compie mentre esercita la sua forza su un oggetto. Il punto di applicazione della forza è il punto in cui essa esercita la sua forza su un oggetto. La forza di attrito è la forza che si oppone al movimento relativo tra le superfici di due oggetti a contatto e agisce lungo le superfici.
Riepilogo
Il riepilogo di base della forza può essere compreso con l'aiuto della tabella discussa di seguito.
| Simbolo | F, |
|---|---|
| Formula | F = maOR |
| Unità | Newton, Kgm-2 |
| Scaler o vettore | Quantità vettoriale |
| Dimensione | [MLT-2] |
Risorse correlate
- Forze fondamentali
- Tipi di forze
Esempi risolti sulla forza
Esempio 1: determinare la forza di un oggetto con una massa pari a 500 kg e un'accelerazione di 60 m/s 2 .
Soluzione:
Dato,
Massa dell'oggetto, m = 500 kg.
Accelerazione, a = 60 m/s2
Secondo la formula della forza,
F = a
Sostituendo i valori dati,
F = 500 kg × 60 m/s2
= 3×10 4 N
La forza richiesta è 3 × 104N
Esempio 2: quanta forza netta è necessaria per accelerare fino a una scatola di 20 kg a 5 m/s 2 ?
Soluzione:
Dato,
Massa della scatola, m = 20 kg.
Accelerazione della scatola, a = 5 m/s2
Secondo la formula della forza,
F = a
Sostituendo i valori dati,
F = 20 kg × 5 m/s2
= 100N
La forza richiesta è 100N
Esempio 3: Trova l'accelerazione dell'oggetto se la forza applicata è 250 N e la massa dell'oggetto è 50 kg.
Soluzione:
Dato
La forza applicata è 250 N
Massa dell'oggetto, m = 50 kg
Accelerazione dell'oggetto, a =?
Secondo la formula della forza,
F = a
Sostituendo i valori dati,
250 = 50 kg × a
a = 250/50
= 5 m/sec 2
Pertanto, l'accelerazione dell'oggetto è 5 m/sec 2
Esempio 4: Trova la massa dell'oggetto se la forza applicata è 220 N e l'accelerazione dell'oggetto è 15 m/s 2 .
Soluzione:
Dato
La forza applicata è 225 N
Massa dell'oggetto, m =?
Accelerazione dell'oggetto, a = 15 m/s2
Secondo la formula della forza,
F = a
Sostituendo i valori dati,
225 = m×15
m = 225/15
= 15 chilogrammi
Pertanto, la massa dell'oggetto è 15 chilogrammi
Domande frequenti sulla forza
Q1: Cos'è la Forza?
Risposta:
Spingere o tirare un oggetto è definito come la forza. La forza è l'interazione tra due oggetti che tendono a cambiare lo stato dell'oggetto.
Q2: Qual è l'unità SI della forza?
Risposta:
L'unità SI della Forza è Newton. Un Newton è definito come la forza applicata quando un oggetto di un kg accelera di 1 m/s2
Q3: Quale forza è l'attrito?
Risposta:
L'attrito è una forza di contatto che agisce solo quando due oggetti sono in contatto tra loro. È una forza contraria, cioè si oppone sempre al movimento dell'oggetto.
Q4: Cosa può la forza fare?
Risposta:
La forza può fare varie cose come,
- La forza può cambiare la direzione dell'oggetto.
- La forza può modificare lo stato di quiete o di movimento.
- la forza può cambiare la velocità dell'oggetto.
- La forza può modificare la forma e la dimensione dell'oggetto.
D5: Quanti tipi di forze esistono sulla base dell'interazione?
Risposta:
iteratore Java della mappa
Sulla base dell'interazione tra due oggetti la forza può essere classificata in due categorie,
- Forza di contatto
- Forza senza contatto
D6: Qual è la forza più debole in natura?
Risposta:
Tra tutte le forze fondamentali, la forza gravitazionale è la forza più debole ed è anche considerata la forza più debole in natura.
D7: La forza è una quantità scalare?
Risposta:
La forza non è una grandezza scalare. Poiché ha sia direzione che grandezza. Pertanto la forza è una grandezza vettoriale.
Domanda 8: Una mela cade da un albero, quale forza è responsabile di questi fenomeni?
Risposta:
La forza di gravità è responsabile della caduta della mela. La forza di gravità è la forza di attrazione tra la terra e qualsiasi oggetto.