FHSST 物理/力/示例
大部分物理學都圍繞著力。雖然存在許多不同的力,但我們以相同的方式處理所有力。求合力和加速度的方法不取決於我們正在考慮的力型別。
乍一看,許多不同的力似乎令人難以置信 - 重力、阻力、電力、摩擦力等等。但是,物理學家已經發現所有這些力都可以歸類為四類。它們分別是引力、電磁力、強核力和弱核力。更重要的是,你在學校學到的所有力要麼是引力要麼是電磁力。這難道不讓人感到輕鬆嗎?
重力是由於物體的質量而產生的兩個物體之間的吸引力。當你把一個球扔到空中時,它的質量和地球的質量互相吸引,從而導致它們之間產生力。球會落回地球,而地球會加速向球運動。然而,地球向球的運動太小,你根本無法測量到。
我們在日常生活中經歷的大部分力都源於電磁力。它們有這樣不尋常的名字是因為很久以前人們認為電力和磁力是不同的東西。經過大量的工作和實驗,人們意識到它們實際上是同一基礎理論的不同表現形式。
如果我們有帶電的物體,它們沒有移動,那麼我們正在處理靜電力(庫侖定律)。這種力實際上比重力強得多。這可能看起來很奇怪,因為重力顯然非常強大,而把一個氣球貼在牆上似乎是靜電力做過的最令人印象深刻的事情,但想想:為了讓重力可檢測,我們需要在附近有一個非常大的質量。但一個在某人頭髮上摩擦過的氣球可以以一種克服重力的力量粘在牆上 - 僅僅靠氣球和牆壁中的電荷!
磁力是電磁力的另一種表現形式。它源於運動電荷之間的相互作用,而不是庫侖定律中涉及的固定電荷。
磁力作用的例子包括磁鐵、指南針、汽車發動機、計算機資料儲存和你的頭髮豎立起來。磁鐵也用於拆遷行業,用於拾取汽車並將它們移動到工地周圍。
牛頓第一定律指出,一個沒有受力作用的物體將保持運動狀態。那麼為什麼一個在桌子上滑動的盒子會停下來呢?答案是摩擦力。摩擦力源於盒子底部分子與桌子上的分子之間的相互作用。這種相互作用起源於電磁力,因此摩擦力只是電磁力的另一種表現形式。學校物理學中令人興奮的一點是,大多數情況下我們被告知忽略摩擦力,但重要的是要意識到現實世界中存在摩擦力。
摩擦力也有用。如果沒有摩擦力,當你試圖把梯子靠在牆上時,它只會滑到地上。攀巖者利用摩擦力來保持他們在懸崖上的抓地力。
摩擦力是一種阻礙運動的力。它平行於接觸面,並且作用於物體運動的反方向。
這是物體在介質中運動時所經歷的力。當物體在空氣中運動時,它需要在運動時排開空氣,因此空氣會對物體施加力。當你的速度很快時,這種力會變得很重要,人們會花很多心思來減少一輛跑車所經歷的阻力。
阻力對於跳傘者非常有用。他們從高空跳下,如果沒有阻力,他們會一直加速到地面。降落傘很寬是因為你展示的表面積越大,阻力就越大,因此你撞擊地面的速度就越慢。