สูตรแรงหมายถึงกฎของนิวตัน ได้แก่ (1) กฎของนิวตัน 1 โดยที่แรงรวม = 0 (2) กฎ 2 ของนิวตันแรงรวมที่กระทำต่อวัตถุเท่ากับมวลคูณความเร่งและ (3) กฎ 3 ข้อของนิวตันซึ่งระบุผลรวม แรงกระทำเท่ากับปฏิกิริยา
คนขายลูกชิ้นเข็นรถเข็นของเขาเพื่อให้รถเข็นวิ่งได้ รถเข็นวิ่งได้เพราะมีการโต้ตอบระหว่างคนขายลูกชิ้นกับรถเข็นในลักษณะผลัก
จากนั้นเมื่อมีผู้ซื้อคนขายลูกชิ้นดึงรถเข็น การดึงรถเข็นทำให้รถเข็นเคลื่อนเข้าหาผู้ซื้อ แรงผลักและดึงนี้เป็นรูปแบบหนึ่งของแรง สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมโปรดดูคำอธิบายของวัสดุรูปแบบต่อไปนี้
ความหมายและรูปแบบสูตร
แรงคือปฏิสัมพันธ์ที่ทำให้วัตถุที่มีมวลสัมผัสกับการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ทั้งในรูปแบบของทิศทางและโครงสร้างทางเรขาคณิต
นั่นคือแรงสามารถทำให้วัตถุจากที่เหลือไปสู่การเคลื่อนที่สามารถเปลี่ยนทิศทางได้ดังนั้นพวกมันจึงสามารถเปลี่ยนรูปร่างของวัตถุได้ การเปลี่ยนแปลงทิศทางคือสิ่งที่ทำให้ปริมาณแรงรวมทั้งปริมาณเวกเตอร์
แรงแสดงด้วย F และมีหน่วยเป็นนิวตัน (N) คำว่า Newton นำมาจากชื่อของเซอร์ไอแซกนิวตันนักคณิตศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่
แรงผลักและดึงของคนขายลูกชิ้นเกิดขึ้นเมื่อมือของคนขายลูกชิ้นสัมผัสกับรถเข็น นี่จัดเป็นแรงสัมผัส ดังนั้นตามสไตล์สัมผัสประกอบด้วยสไตล์สัมผัสและสไตล์ที่ไม่มั่นคง
แรงที่ไม่สัมผัสช่วยให้วัตถุไม่สัมผัส แต่เป็นการโต้ตอบที่ทำให้ผลของแรงเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่นแรงโน้มถ่วงทำให้แอปเปิ้ลตกจากต้นไม้และแรงแม่เหล็กดึงดูดเหล็กให้เป็นแม่เหล็ก
ประเภทของรูปแบบ
แรงไม่ใช่แค่ผลักและดึง การกระจายของชนิดจะแตกต่างกันมากขึ้นอยู่กับกระบวนการของแรงหรือวัตถุที่เป็นตัวกลาง ประเภทของสไตล์มีดังนี้
- สไตล์กล้ามเนื้อ .
แรงนี้เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตทางชีวภาพที่มีเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อ ตัวอย่างเช่นกระบวนการย่อยอาหารในกระเพาะอาหารเกิดขึ้นเนื่องจากกล้ามเนื้อในลำไส้ย่อยอาหารจนเรียบ
- แรงของสนามแม่เหล็ก
แรงนี้เกิดขึ้นกับวัตถุโลหะเช่นเหล็กหรือเหล็กกล้าต่อแม่เหล็กหรือระหว่างขั้วแม่เหล็กที่แตกต่างกัน
- แรงเสียดทานกองทัพ
แรงนี้เกิดขึ้นเมื่อวัตถุสัมผัสกัน แรงเสียดทานอาจทำให้การเคลื่อนไหวช้าลง
ตัวอย่างเช่นเมื่ออยู่บนทางหลวงที่เป็นหลุมบ่อและเต็มไปด้วยหินรถยนต์ไม่สามารถวิ่งได้เร็วเนื่องจากพื้นผิวถนนขรุขระ
- สไตล์เครื่อง
แรงเครื่องยนต์เกิดจากการทำงานของเครื่องยนต์เช่นเครื่องยนต์ของมอเตอร์ไซด์ทำให้มอเตอร์เดินเร็ว
- แรงไฟฟ้า .
ประจุไฟฟ้าสามารถเคลื่อนย้ายวัตถุได้เช่นในพัดลม
- ฤดูใบไม้ผลิกองทัพ
แรงสปริงถูกสร้างขึ้นโดยวัตถุสปริง แรงนี้เกิดขึ้นเนื่องจากมีความเค้นและความเครียดที่สปริง
ตัวอย่างเช่นเมื่อนั่งบนโซฟาเรามักจะรู้สึกได้ถึงแรงผลักอย่างหนักเพราะภายในโซฟาประกอบด้วยโครงสร้างสปริง
- แรงโน้มถ่วง
แรงที่เกิดจากโลกซึ่งดึงดูดมวล ตัวอย่างเช่นผลไม้ตกจากต้นไม้
กฎของการอธิบายรูปแบบ
กฎของนิวตัน 1
แรงมีกฎคลาสสิกสามข้อเรียกว่ากฎของนิวตัน กฎนี้สรุปโดย Isaac Newton ใน Philosophiæ Naturalis Principia Mathematicaเผยแพร่เมื่อวันที่ 5 กรกฎาคม ค.ศ. 1687
ในกฎของนิวตัน 1 อธิบายว่า:
วัตถุทุกชิ้นจะคงสภาพหยุดนิ่งหรือเคลื่อนไหวอย่างเป็นระเบียบตรงเว้นแต่จะมีแรงกระทำเพื่อเปลี่ยนแปลงวัตถุนั้น
หรือทางคณิตศาสตร์สามารถเขียนด้วยสมการ
นั่นคือวัตถุที่อยู่นิ่งจะหยุดนิ่งเว้นแต่จะมีแรงที่เป็นผลลัพธ์ที่ไม่ใช่ศูนย์กระทำกับมัน จากนั้นวัตถุจะเคลื่อนที่โดยไม่เปลี่ยนความเร็วเว้นแต่ว่าแรงที่ไม่ใช่ศูนย์ที่เป็นผลลัพธ์จะกระทำกับวัตถุนั้น
กฎข้อที่สองของนิวตัน
ในกฎข้อที่สองของนิวตันอธิบายว่า:
มวลของ M ประสบแรงลัพธ์ของ F เพื่อเร่งทิศทางเดียวกันกับทิศทางของแรงและสัดส่วนกับ F และแปรผกผันกับ M
หรือทางคณิตศาสตร์สามารถเขียนได้โดยใช้สมการต่อไปนี้
ด้วยเหตุนี้ตามสูตรกฎของ Newton II ด้านล่างหน่วยของแรงคือ Kg m / s2
กฎของนิวตัน III
กฎข้อที่สามของนิวตันมีดังต่อไปนี้
สำหรับทุกการกระทำจะมีปฏิกิริยาที่เท่ากันและตรงกันข้ามเสมอหรือแรงของวัตถุสองชิ้นต่อกันจะเท่ากันและอยู่ในทิศทางตรงกันข้ามกันเสมอ
กฎของนิวตัน IIIและในทางคณิตศาสตร์สามารถเขียนได้:
ตัวอย่างในชีวิตจริงคือเมื่อเราพยายามผลักกำแพง แต่กำแพงไม่ขยับ เนื่องจากกำแพงให้แรงปฏิกิริยาตรงข้ามกับเราซึ่งมีขนาดเท่ากัน
ตัวอย่างปัญหาในการใช้สูตรรูปแบบ
คำถามและการอภิปราย 1
กล่องที่มีมวลวางอยู่บนพื้นผิวเรียบเรียบ จากนั้นเด็กคนหนึ่งต้องการผลักมันด้วยแรง 10 N อย่างไรก็ตามเด็กอีกคนหนึ่งกำลังผลักกล่องไปในทิศทางตรงกันข้าม เป็นผลให้กล่องไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ เงื่อนไขนี้แสดงในแผนผังต่อไปนี้ ต่อไปเด็กคนอื่นให้แรงแค่ไหน?
การตั้งถิ่นฐาน
เป็นที่รู้จัก:
F 1 = 10 N (บวก)
ฉ2 =? N (ตรงข้ามลบ)
อ่านเพิ่มเติม: 1 ปีกี่วัน? ในเดือนสัปดาห์วันชั่วโมงและวินาทีวัตถุจะหยุดนิ่งหมายความว่าวัตถุที่อยู่นิ่งจะหยุดนิ่งเว้นแต่จะมีแรงที่เป็นผลลัพธ์ที่ไม่ใช่ศูนย์กระทำกับวัตถุนั้น อาจกล่าวได้ว่าแรงผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นเป็นศูนย์เกิดขึ้นกฎของนิวตัน 1
ให้ความสนใจกับการคำนวณด้านล่าง ดังนั้น F 2 = -10 ลบหมายถึงแรงตรงกันข้าม
คำถามและการอภิปราย 2
ลองพิจารณาภาพประกอบต่อไปนี้ของแรงที่เกิดขึ้น!
ถ้าพื้นผิวชั้นล่างของกล่องลื่นลูก 2 จะมีแรงขนาดไหน?
การตั้งถิ่นฐาน
เป็นที่รู้จัก
F 1 = 10 N (บวก)
a = 2 ม. / วินาที 2
m = 100 กก
ฉ2 =? N (ทิศทางเดียวบวก)
เหตุการณ์ข้างต้นอ้างถึงกฎของ Newton II เพื่อให้ ..
คำถามและการอภิปราย 3
ตำรวจต้องการพังประตูไม้เพื่อช่วยชีวิตทารกที่ติดอยู่ เมื่อผลักประตูแรงกระทำของตำรวจคือ 100 N แรงปฏิกิริยาของประตูที่มีต่อตำรวจคืออะไร?
วิธีแก้ไข :
ตามกฎของ Newton III ประตูจะต่อต้านปฏิกิริยาเดียวกันซึ่งก็คือ 100 N
คำถามและการอภิปราย 4
ชายหนุ่มกำลังเคลื่อนย้ายเครื่องจักรที่มีมวล 25 Kg. เขากำลังดึงเครื่องยนต์ด้วยแรง 50 N สร้างความเร่งอะไร?
การตั้งถิ่นฐาน
m = 25 กก
F 1 = 50 น
คำถามและการอภิปราย 5
กำหนดสมการกำลังผลลัพธ์ที่ทำงานในรูปต่อไปนี้
วิธีแก้ไข :
กองกำลัง F 1และ F 2ขนานไปและตรงข้ามกับเอฟ3 ถ้าเราสมมติว่าทิศทางไปทางซ้ายเป็นบวก (ตรงข้ามหมายถึงลบ) และสามารถกำหนดค่าผลลัพธ์ของแรงได้:
F 3 - F 1 - F 2 = F 3 - (F 1 + F 2 )
ดังนั้นตามกฎของนิวตัน 2 จึงถูกกำหนดขึ้น
F 3 - (F 1 + F 2 ) = มา