力可以定义为对对象的推或拉动作。对于施加的任何力,物体的运动,状态,形状,大小等都会发生变化。力既有大小又有方向性,因为它是矢量。可以通过将弹簧放置在其钩形末端上的弹簧秤来进行测量。
力是远程或短程命令。静电力是远距离力,重力也是远距离力。
物体的“静止”状态被认为是零速度,因为-
- 对象无法自行移动。
- 对象无法自行更改其速度。
- 对象无法自行更改其方向。
- 对象本身无法更改。
- 用力可能会使物体从静止中移动。
- 力可能会改变移动物体的速度。
- 力可能会改变移动物体的方向。
在同一方向上施加的两个力相加得出合力,而在相反方向上施加的两个合力则朝施加更大力的方向。
SI的力单位为牛顿(N) 。
力的公式为
F = ma
Where
F = Force acting on body
M = Mass of body
a = Acceleration of the body
根据牛顿第二运动定律,1N力是在1kg质量的物体中产生1ms -2加速度的力。
1N = 1kg × 1ms-2
1N = 1 kgms-2
其他常用的单位制是cgs(厘米-克-秒)和英制。在cgs系统中,力的单位为达因,它等于g cms -2 。当1kg = 1000g和1ms -2 = 100cms -2时,得出1N = 105达因。达因是一个小单位,大约等于一立方毫米水的重量。 (另一方面,我们知道的牛顿大约是半杯水的重量)。
部队类型
根据对象和表面之间的接触表面,有两种作用力:
接触力
它由两种力组成:
- 肌肉力量
- 摩擦力
非接触力
它包括三种类型的力:
- 静电力
- 地心引力
- 磁力
接触力
接触力是需要发生接触的任何力,或者简单地说,可以说是在一个物体在另一个物体的表面上运动时产生的。接触力仅在接触时才产生,并负责宏观物质集合之间最可见的作用。在日常工作中,有时会发生一些作用力,例如,将汽车推到倾斜的表面上或在房间或操场上踢足球,或将任何障碍物从一个地方推到另一个地方,或将大障碍物从一个地方推到另一个地方。
有两种类型的接触力:
- 摩擦力
- 肌肉力量
摩擦力
摩擦力是指两个相互滑动,滚动或拖动的表面之间的力。例如,如果我们尝试沿地板推书之类的物体,则摩擦会使其变得困难。摩擦力或反作用力始终沿与对象移动或试图移动的方向相反的方向起作用。摩擦总是会降低运动物体的速度。施加的摩擦力的大小取决于构成两个表面的材料。随着我们增加表面粗糙度的程度,会产生更多的摩擦。摩擦也会产生热量。当您尝试快速搓手时,您会感到它们变得越来越热。
例如:
- 摩擦力是有用的力,因为它可以防止我们的鞋子在行走时在地板上滑倒,并防止汽车轮胎在道路上打滑。
- 走路时,鞋子的线和地面之间会产生摩擦。这种摩擦力可以抓住地面并防止在道路上滑动。
- 玩家在鞋子上使用鞋钉,以增加地面与鞋子之间的摩擦力,从而不会滑倒。
- 运动员在击球时要戴手套,以增加摩擦并减少球棒从其手中滑落的机会。
有时我们想减少摩擦。
例如:
- 我们使用油来减少汽车发动机内运动部件之间的摩擦。油容易使表面分开,从而使物体容易流动。摩擦力或反作用力的减小意味着汽车运动部件上的磨损更少,并且产生的热量更少。
- 当我们希望有一个光滑的表面将砖块从一个房间移到另一个房间时,我们使用润滑剂。
- 在板球比赛中打球时,我们在手中使用一些粉状物质以减少摩擦。
- 当我们演奏音乐时,我们通常在其表面上放一些粉末以减少演奏时的摩擦。
摩擦力具有以下公式:
Where F= force of friction
coefficient of friction
N= normal reaction force
肌肉力量
当我们试图抬起,弯曲或以任何方式扰乱其休息状态时,我们的肌肉都会在另一身体上施加力。施加的这种力称为肌肉力。举起物体,在地面上行走,奔跑,弯曲,拳击等许多活动都需要肌肉力量。
这是一种接触力,因为肌肉力只能施加在步行,奔跑,跳跃等身体接触上,或者肌肉力称为接触力,是因为我们的身体在施加力时会与物体直接接触。简而言之,它是由于肌肉的作用而产生的力,并且是由于表面之间存在接触而产生的接触力。只要身体发生运动,就需要肌肉力量。
例如:
- 漫步,抬起,从座位起床,过腿时也可能需要肌肉力量。
- 在拔河比赛中,以更大的力拉动绳索的团队将在绳索向更大的力的方向前进时获胜。
- 每当我们要提起书本或任何物体时,我们都需要施加大于物体所施加反作用力的力。
非接触力
非接触力是不与物体物理接触而作用在物体上的力。重力是最常见的非接触力,可赋予体重。相反,接触力是由与之接触的另一个物体施加到一个物体上的力,或者换句话说,是在不涉及两个或更多物体接触的情况下产生的力。非接触力的类型为:
- 地心引力。
- 磁力。
- 静电力。
地心引力:
力学中的重力(也称为重力)是作用在所有物质之间的万有引力。所有物体在地球上的重量或向下的重力与它们的质量成正比。重力是通过它对自由落下的物体的加速度来衡量的。换句话说,引力是地球施加在地球上所有物体上的力。引力在我们周围无处不在。它存在于我们坐着,玩耍,散步,投掷以及到处都是的时候。不仅地球,而且任何其他巨大的天体都施加引力。它可以大于或等于或小于地球的重力,但在某种程度上存在。由于质量更大的物体将所有东西吸引到我们身上,因此如果我们所处的质量比我们的体重大得多,就会在重力作用下产生重力。
例如:
- 将球扔掉时,由于重力作用它会掉落到地面上。
- 由于重力,水总是向下流动。
- 当我们把苹果扔掉时,它会由于重力而掉落。
- 任何水果总是由于重力而向下下落。
用等式表示
Where, F= gravitational force
G = universal gravitational constant
= product of masses of two bodies
square of the distance between the two masses
磁力
由于其运动而在带电粒子之间产生的吸引力或排斥力称为磁力。磁力是电磁的结果,电磁是自然界的四个基本力之一,由电荷的运动引起。简而言之,两个包含相同运动方向电荷的物体之间就具有磁吸引力。如果两个物体的电荷相反,则它们会互相排斥。
它由给定的公式计算得出:
Where, F= magnetic force
q= charge of moving particle
B= magnetic field
= angle between velocity and magnetic field vectors.
静电力
由于电荷之间以吸引和排斥的方式在粒子之间产生的力称为静电力。固定的带电体之间的力通常称为静电力。它也被称为哥伦巴的力量。简而言之,静电力是存在于带电粒子或静止物体之间的力。
静电力的示例:
- 当我们借助梳子在头上擦油时,会产生静电力。
- 当气球中的一个用头发摩擦时,它们总是被吸引到另一个气球上。
- 当我们熨烫丝绸衣服时,由于静电荷,它们经常会在一段时间后粘在一起。
- 闪电也被认为是静电力的一个例子。
由等式给出
Where, F= electrostatic force of attraction
k= constant of proportionality
product of charges of two bodies
square of the distance between the two bodies
样本问题
问题1.如果摩擦系数为0.50且提供的法向反作用力为60N,对物体的摩擦力是多少?
解决方案:
As we know,
Given, N= 60N,
0.50
Hence the frictional force is 30N.
问题2.如果施加的摩擦力为60N,正常反作用力为80N,那么摩擦系数是多少?
解决方案:
As we know,
Given, N= 80N
F=60N
Hence, the coefficient of friction is 0.75
问题3.如果施加的摩擦力为50N,摩擦系数为0.25,则正常反应是什么?
解决方案:
As we know,
Given, F=50N
Hence, the normal reaction offered is 200N.
问题4.两个质量分别为2kg和4kg且质量万有引力常数(G)彼此间隔为4m的物体的重力是多少?
解决方案:
As we know,
Putting the values from the question we get,
On solving we get
问题5.两个质量分别为4kg和8kg的物体的万有引力是什么,万有引力常数(G)为它们之间的距离为4m?
解决方案:
As we know,
Putting the values from the question we get,
On solving we get
问题6.两个质量分别为4kg和6kg的物体的万有引力是什么,而万有引力常数(G)为两个物体之间的距离为2m?
解决方案:
As we know,
Putting the values from the question we get,
On solving we get .
问题7.两个电荷4C和5C电荷之间的静电力是什么,它们之间的距离为4m,且比例常数为1?
解决方案:
As we know,
Putting the given values from the question in the equation we get
On solving we get F=1.25N.
问题8.两个电荷之间的静电力是多少,它们的电荷乘积为16 C,相距6m且比例常数为1?
解决方案:
As we know,
Putting the given values from the question in the equation we get
On solving we get F=0.45N.
问题9.两个电荷(-3C)和(-6C)之间的静电力是什么,它们之间的距离为4m,且比例常数为1?
解决方案:
As we know,
Putting the given values from the question in the equation we get
On solving we get F=1.125N.
问题10.计算磁力的表达式是什么?
解决方案:
Magnetic forces can be calculated by the following equation
Where, F= magnetic force
q= charge of moving particle
B= magnetic field
angle between velocity and magnetic field vectors.
问题11.在6 T的磁场中,以3 m的电荷以6m / s的速度运动产生的磁力是多少?
*** QuickLaTeX cannot compile formula:
*** Error message:
Error: Nothing to show, formula is empty
?
解决方案:
Magnetic forces can be calculated by the following equation
Where we have,
q= 3C
B= 6 T
v= 6m/s
putting the values we have,
Hence the magnetic force is 54N.
问题12.在8T的磁场中,以8m / s的速度移动的4C电荷所施加的磁力是多少? ?
解决方案:
As we know,
Where we have,
q= 4C
B= 8 T
v= 8m/s
Putting the values we have,
Hence, the magnetic force is 256N.
问题13:在一场拔河比赛中,一支队伍施加的力量为60N,对手队伍施加的力量为80N。预测哪支球队会赢得比赛?
解决方案:
The team which applied a force of 80 N will win the game because since they applied a force greater the 60 N which the other team applied.
Hence the resultant force=80-60 N =20N which is in the direction of the other team.
问题14.如果拉梅什想举起60牛顿的重物,他需要施加多少力来举起它?
解决方案:
As we know that to lift the dumble, he needs to apply a force which is greater than 60N which can be any force greater than that. For we know that to lift an object we have to overcome the reaction force exerted by it.
问题15:两个女孩正在玩推重50N的球的游戏。其中一个施加了70N的力,另一个女孩施加了40N的力。他们中的哪一个将能够移动球并赢得比赛?
解决方案:
As we know to push an object we need to apply a greater amount of force than its weight hence the girl who applied 70N force will win the game as she applied a greater force than the weight of object. The second girl who applied a force of 40N will lose as the force applied by her was not sufficient to overcome the force of reaction provided by the ball.