Chi tiết đáng chú ý:
Lực là gì được giải đáp
Trong vật lý học, lực là bất kỳ liên quan nào khiến 1 vật thể chịu sự thay thế, hoặc là tương tác đến chuyển động, hướng của nó hay bố cục hình học của nó. Nhắc phương án khác, lực là nguyên nhân khiến cho 1 vật có kích cỡ làm mới véc tơ vận tốc tức thời của nó (bao gồm đi lại từ trạng thái nghỉ), đến chuyển động sở hữu gia tốc, hay làm biến dạng vật thể, hoặc cả hai. Lực cũng có thể được diễn tả bằng những khái niệm trực giác như sự đẩy hoặc kéo. Lực là đại lượng vectơ với độ to và hướng. Trong hệ đo lường đắm say nó mang tổ chức là newton và ký hiệu là F.
Định luật thiết bị hai của Newton ở dạng ban đầu phát biểu rằng tổng lực tác dụng lên một vật bằng sở hữu tốc độ đổi thay của động lượng theo thời gian.[1]:9-1,2 trường hợp trọng lượng của vật ko đổi, định luật này hàm ý rằng gia tốc của vật tỷ lệ thuận sở hữu tổng lực tác dụng lên nó, cũng như theo hướng của tổng lực, và tỷ lệ nghịch mang kích thước của vật. Biểu diễn bằng công thức:
\displaystyle \vec F=m\vec a
với mũi tên ám chỉ đây là đại lượng vectơ mang độ to và hướng.
những khái niệm tương tác tới lực gồm: phản lực, làm tăng vận tốc của vật; lực cản khiến cho giảm véc tơ vận tốc tức thời của vật; và mô men lực tạo ra sự đổi thay trong véc tơ vận tốc tức thời quay của vật. Giả dụ không coi vật là chất điể,, mỗi phần của vật sẽ tác dụng các lực lên những phần ngoài nó; sự sắp xếp các lực này trong vật thể được gọi là ứng suất cơ học.[2] Áp suất là 1 dạng mộc mạc của ứng suất. Ứng suất thường khiến biến dạng vật rắn hoặc tạo ra chiếc trong chất lưu.[1][3]:133-134[4]
Sự hình thành định nghĩa Lực:
những nhà triết học thời truyền thống đã sử dụng khái niệm lực trong nghiên cứu những vật vận động và đứng yên cũng như những máy đơn giản, Dù vậy những triết nhân như Aristotle và Archimedes đã mắc phải các sai sót cơ bản lúc nghiên cứu về lực. Một phần là do sự hiểu biết không tất cả về dấu hiệu lực của ma sát, dẫn tới cách nhìn ko thỏa đáng về bản chất của di chuyển trong khi không.[5] 1 sai trái cơ bản ấy là niềm tin rằng lực là nhu yếu để duy trì sự đi lại, ngay cả với véc tơ vận tốc tức thời không đổi. Toàn bộ những hiểu lầm trước đấy về di chuyển và lực rốt cục đã được Isaac Newton miêu tả đúng đắn; có ý nghĩa toán học bên trong, ông đã thiết lập lên những định luật về chuyển động mà đã đứng vững trong sắp ba trăm năm.[4] Đầu thế kỷ XX, Albert Einstein sáng tạo ra thuyết hơi cho phép tiên đoán đúng đắn tác dụng của lực lên các vật với di chuyển xấp xỉ tốc độ ánh sáng, cũng như đem lại hiểu biết mới về tính chất của lực quyến rũ và quán tính.
cộng có tầm nhìn tiên tiến theo cơ học lượng tử và kỹ thuật cho phép gia tốc các hạt cơ bản đến gần tốc độ ánh sáng, vật lý hạt đã đưa ra Mô hình chuẩn để khắc họa những lực giữa các hạt hạ nguyên tử. Mô hình chuẩn tiên lượng sự trao đổi những hạt gọi là boson gauge (boson chuẩn) mang ý nghĩa như các lực là hấp thu hay phát ra hạt. Chỉ mang bốn tương tác cơ bản gồm: tác động mạnh, ảnh hưởng điện từ, tác động yếu, và liên quan hấp dẫn.[1]:2-10[3]:79 Thực nghiệm của vật lý sức khỏe cao trong thập niên 1970 và 1980 xác nhận rằng thúc đẩy yếu và thúc đẩy điện từ được đồng nhất bởi thúc đẩy điện yếu.[6]
Cơ học Newton
Isaac Newton miêu tả vận động của tất cả vật bằng tận dụng khái niệm quán tính và lực, và ông cũng nhận biết rằng chúng tuân theo 1 số định luật bảo toàn. Năm 1687, Newton công khai cuốn sách Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica chứa nội dung về các nghiên cứu của ông.[4][7] Trong cuốn sách này, Newton dẫn ra ba định luật di chuyển mà cho đến bây giờ là phương pháp mà lực được miêu tả trong vật lý học.[7]
Định luật thứ 1
Định luật thứ nhất của Newton phát biểu rằng tất cả vật sẽ tiếp tới đi lại trong trạng thái với véc tơ vận tốc tức thời ko đổi trừ khi nó bị tác động bởi tổng hợp lực bên ngoại trừ.[7] Định luật này mở rộng quan niệm của Galileo về vận tốc ko đổi luôn kết hợp sở hữu sự thiếu đi lực tác dụng (xem miêu tả chi tiết bên dưới). Newton yêu cầu rằng mỗi vật mang kích thước sẽ có quán tính tự thân như là hàm của “trạng thái tự nhiên” đồng bộ cơ bản trong sáng kiến của Aristote về “trạng thái nghỉ tự nhiên”. Bởi thế, định luật đầu tiên mâu thuẫn với niềm tin trực giác của Aristote rằng hợp lực là cần thiết nhằm duy trì 1 vật đi lại sở hữu véc tơ vận tốc tức thời ko đổi. Bằng phương án đặt trạng thái nghỉ chẳng thể phân biệt về mặt vật lý sở hữu trạng thái của vật sở hữu véc tơ vận tốc tức thời ko đổi khác 0, định luật đầu tiên của Newton trung tâm thương mại trực tiếp quán tính có khái niệm véc tơ vận tốc tức thời hơi của Galileo. Đặc trưng, trong hệ mà những vật đang chuyển động sở hữu ưa thích véc tơ vận tốc tức thời khác nhau, sẽ không thể xác định được vật nào là “đang chuyển động” và vật nào là “đang đứng yên”. Kể bí quyết khác, các định luật vật lý là như nhau trong mỗi hệ quy chiếu quán tính, nghĩa là những hệ tuân theo phép chuyển đổi Galileo.
ví dụ, khi ngồi trong 1 cái xe đi lại với véc tơ vận tốc tức thời đều, những định luật vật lý xảy ra trong loại xe sẽ không khác gì khi nó đứng yên khá. Một người ngồi trong xe ném lên một quả bóng sẽ bắt lại được lúc nó rơi xuống mà không bị tương tác bởi hướng và véc tơ vận tốc tức thời của chiếc xe. Điều này còn đúng ngay cả lúc sở hữu 1 người đứng ở mặt đất quan sát thấy xe chạy qua và quả bóng ném trong xe đi theo quỹ đạo parabol theo hướng của loại xe. Quán tính của quả bóng hòa đồng với vận tốc ko đổi của nó theo hướng của cái xe vận động đảm bảo rằng quả bóng tiếp đến vận động theo hướng đó ngay cả khi nó bị ném lên và rơi xuống. Từ quan sát của người ngồi trong xe, chiếc xe và đa số vật dụng khác bên trong nó ở trong trạng thái nghỉ: trong khi toàn cầu bên xung quanh đang đi lại có véc tơ vận tốc tức thời không đổi theo hướng ngược lại với chiều vận động của cái xe. Do ko với 1 thí nghiệm nào mang thể phân loại được loại xe đang đứng im hay toàn cầu bên ko nhắc đang đứng im, hai cảnh huống này được coi là không thể phân biệt được về mặt vật lý. Bởi thế quán tính áp dụng 1 giải pháp bằng nhau cho hệ đi lại với vận tốc đều hay khi nó đứng im.
có thể tổng quát định nghĩa quán tính 1 bí quyết sâu hơn nhằm giảng giải cho khuynh hướng của các vật tiếp tới trong ưa chuộng dạng khác nhau của chuyển động đều, ngay cả ngẫu nhiên dừng trong vận động đều. Quán tinh quay của trái đất toát lên ở sự không thay đổi độ dài của ngày và của năm (khi ko đề cập tới các ảnh hưởng khác). Albert Einstein đã mở mang nguyên lý quán tính khi ông áp dụng cho các hệ chuyển động có gia tốc không đổi, như hệ quy chiếu lắp sở hữu những vật rơi tự do trong trường quyến rũ địa cầu sẽ đồng nhất vật lý với hệ quy chiếu quán tính. Điều này giảng giải tại sao, ví dụ, những nhà du hành vũ trụ với đón nhận không khối lượng khi ở trên quỹ đạo rơi tự do nói quanh nói quẩn địa cầu, và vì sao các định luật vận động của Newton có thể dễ dàng kiểm chứng trong môi trường ko trọng lực (hoặc vi trọng lực). Giả dụ nhà du hành đặt 1 vật kích thước trong tàu vũ trụ, nó sẽ giữ trạng thái đứng im so sở hữu con tàu do quán tính. Điều này xảy ra hệt khi nhà du hành và con tàu vũ trụ ở trong khoảng không liên thiên hà lúc không mang lực tác dụng của lực hấp dẫn tác dụng lên hệ quy chiếu trong con tàu. Đây chính là nguyên lý đồng đều và nó là 1 trong các cơ sở của thuyết tương đối tổng quát.[8]
một trong các phương trình nổi danh của Isaac Newton là
\displaystyle \scriptstyle \vec F=m\vec a
Định luật đồ vật hai
phương pháp trình bày hiện đại của định luật hai Newton là dưới dạng phương trình vi phân vectơ:[Note 1]
\displaystyle \vec F=\frac \mathrm d \vec p\mathrm d t,
có \displaystyle \scriptstyle \vec p
Theo định nghĩa của động lượng,
\displaystyle \vec F=\frac \mathrm d \vec p\mathrm d t=\frac \mathrm d \left(m\vec v\right)\mathrm d t,
với m là khối lượng và \displaystyle \scriptstyle \vec v
Định luật hai chỉ áp dụng cho hệ có kích thước không đổi,[Note 2] và ở đây m sở hữu thể đưa ra không tính toán tử đạo hàm. Phương trình lúc này vươn lên là
\displaystyle \vec F=m\frac \mathrm d \vec v\mathrm d t.
Bằng bí quyết thay khái niệm của gia tốc, dạng đại số của định luật hai Newton trở thành:
\displaystyle \vec F=m\vec a.
Định luật hai Newton chứng minh mối địa chỉ trực tiếp của gia tốc tỷ lệ thuận có lực và khối lượng tỷ lệ nghịch mang nó. Gia tốc có thể đo được phê chuẩn định nghĩa về mặt động học. Ngoài ra, trong lúc di chuyển học được diễn tả rõ ràng duyệt y phân tích hệ quy chiếu trong vật lý cao cấp, vẫn còn với các câu hỏi sâu nhan sắc về khái niệm tính chất của khối lượng. Thuyết hơi rộng đề nghị sự địa chỉ giữa không thời gian, trường hấp dẫn và trọng lượng, nhưng hiện vẫn chưa sở hữu 1 lý thuyết hấp dẫn lượng tử được chấp thuận, do đó sự cửa tiệm này có còn đúng khi các nhà vật lý xét ở cấp độ vi mô hay không. Mang 1 vài điều chỉnh, định luật hai Newton có thể dùng khiến khái niệm cho phép đo về khối lượng bằng cách viết định luật dưới dạng biểu thức toán học thống nhất.
phương án sử dụng định luật hai Newton làm khái niệm cho lực không được sự đồng thuận thông thoáng trong nhiều cuốn sách vật lý nâng cao,[1]:12-1[3]:59[9] mặc dù nó đúng về bản chất toán học. Thịnh hành nhà vật lý, triết học và toán học nức tiếng đi mua 1 bí quyết khái niệm hiển cho khái niệm lực bao gồm Ernst Mach, hay Walter Noll.[10][11]
Định luật hai cũng được áp dụng để đo độ lớn của lực. Tỉ dụ, lúc biết khối lượng của hành tinh cùng với gia tốc của nó trên quỹ đạo cho phép tính ra được lực quyến rũ ảnh hưởng lên hành tinh đó.
Định luật đồ vật ba
Định luật đồ vật ba của Newton là kết quả của áp dụng tính đối xứng cho giả dụ khi lực với ảnh hưởng đáng kể lên những vật khác nhau. Định luật thiết bị ba có tức thị toàn bộ lực là sự tác động giữa những vật mang nhau,[12][Note 3] và do vậy ko sở hữu vật dụng như lực vô hướng hay lực tác dụng chỉ lên 1 vật. Bất cứ lúc nào vật tiên phong tác dụng lực F lên vật thứ hai, vật thứ hai sẽ tác dụng lực −F lên vật đầu tiên. F và −F mang độ to bằng nhau nhưng ngược hướng. Định luật này thỉnh thoảng còn gọi là định luật tác dụng-phản tác dụng, với F gọi là “tác dụng” và −F là “phản tác dụng”. Tác dụng và phản tác dụng là đồng thời:
\displaystyle \vec F_1,2=-\vec F_2,1.
trường hợp vật 1 và vật 2 được coi trong cùng 1 hệ, khi đấy hợp lực tác dụng lên hệ do sự tương tác giữa vật 1 và 2 là bằng 0 do
\displaystyle \vec F_1,2+\vec F_\mathrm 2,1 =0
\displaystyle \sum \vec F=0.
Điều này có tức thị trong hệ kín gồm những hạt, không mang nội lực mất giao hòa. Nghĩa là, lực tác dụng-phản tác dụng giữa bất kì hai vật nào trong hệ kín sẽ không làm gia tốc khối tâm của hệ. Những vật trong hệ chỉ gia tốc tương đối mang nhau, trong lúc về bao quát thì cả hệ không bị gia tốc. Hay thủ pháp khác, nếu với ngoại lực tác dụng lên hệ, thì khối tâm của hệ sẽ chịu sự gia tốc bằng độ to của ngoại lực chia cho kích thước của cả hệ.[1]:19-1[3]
tích hợp định luật hai và ba của Newton, mang thể toát lên được rằng động lượng của 1 hệ là bảo toàn. Tận dụng
\displaystyle \vec F_1,2=\frac \mathrm d \vec p_1,2\mathrm d t=-\vec F_2,1=-\frac \mathrm d \vec p_2,1\mathrm d t
và tích phân theo thời kì, thu được phương trình:
\displaystyle \Delta \vec p_1,2=-\Delta \vec p_2,1
Đối với hệ bao gồm vật một và 2,
\displaystyle \sum \Delta \vec p=\Delta \vec p_1,2+\Delta \vec p_2,1=0
tức là động lượng được bảo toàn.[13] Lập luận đồng điệu, với thể tổng quát hóa kết quả cho hệ chứa số lượng hạt bất kỳ. Điều này cũng chỉ ra rằng động lượng trao đổi giữa các hạt sẽ không tác động tới tổng động lượng của cả hệ. Nhắc chung, lúc coi đa phần lực là do liên quan giữa kích thước các vật (như bỏ qua lực điện từ), mang thân xác định một hệ với tổng động lượng bảo toàn.[1][3]
Theo thuyết tương đối hẹp
Einstein tại Cục bằng ý tưởng Thụy Sĩ (1905).
Trong thuyết khá hẹp, trọng lượng và năng lượng là tương đương sở hữu nhau qua công thức E = mc2 (như lúc tính toán công cần thiết để gia tốc 1 vật). Lúc vận tốc của vật tăng lên, thì năng lượng của nó cũng nâng cao và do vậy kích thước cũng nâng cao đồng điệu (quán tính). Do đó cần rộng rãi lực hơn để gia tốc nó so có lúc vật với véc tơ vận tốc tức thời nhỏ. Định luật hai của Newton viết dưới dạng
\displaystyle \vec F=\mathrm d \vec p/\mathrm d t
vẫn còn đúng theo khái niệm toán học.[14]:855–876 Nhưng để bảo toàn, động lượng khá tính nên được khái niệm lại thành:
\displaystyle \vec p=\frac m_0\vec v\sqrt 1-v^2/c^2
sở hữu
\displaystyle v
\displaystyle c
\displaystyle m_0
Biểu thức khá tính địa chỉ lực và gia tốc cho 1 hạt có trọng lượng nghỉ ko đổi khác 0 \displaystyle m
\displaystyle F_x=\gamma ^3ma_x\,
\displaystyle F_y=\gamma ma_y\,
\displaystyle F_z=\gamma ma_z\,
trong đó hệ số Lorentz
\displaystyle \gamma =\frac 1\sqrt 1-v^2/c^2.
Trong công đoạn đầu của thuyết tương đối đặc biệt, biểu thức \displaystyle \gamma ^3m
có thể viết lại khái niệm lực theo thuyết khá như sau
\displaystyle F^\mu =mA^\mu \,
bằng cách giải quyết sử dụng vectơ-4. Biểu thức này đúng trong thuyết khá khi \displaystyle F^\mu 
khắc họa
Hình vẽ minh họa 1 khối trượt trên 1 mặt phẳng và mặt phẳng nghiêng. Lực được phân tách và cộng lại nhằm xác định độ lớn của chúng cũng như của hợp lực.
Do cách giải quyết nhận thức lực phê duyệt những tác dụng như đẩy hoặc kéo, điều này đem lại thủ pháp hiểu trực quan lúc khắc họa lực.[4] Như những định nghĩa vật lý khác (ví dụ nhiệt độ), cách hiểu trực giác về lực được lượng hóa nhờ sử dụng khái niệm khắc họa chuẩn xác (operational definition) mà nó tương tự trực diện có kết quả nhìn thấy và phạm vi đo tiêu chuẩn. Thông qua thể nghiệm, các nhà vật lý xác định được rằng lực đo trong phòng thí nghiệm là hoàn toàn đồng nhất sở hữu lực định nghĩa trong cơ học Newton.
Lực tác dụng theo 1 hướng cụ thể sở hữu độ to phụ thuộc vào sự kéo hay đẩy đi mạnh bao nhiêu. Bởi các tính chất này, lực được phân chiếc thành đại lượng “vectơ”. Điều này sở hữu nghĩa rằng lực tuân theo một bộ những quy định toán học khác có những đại lượng vật lý ko sở hữu hướng (đại lượng vô hướng). Tỉ dụ, lúc xác định kết quả của hai lực tác dụng lên cộng 1 vật, nên buộc phải biết rõ độ to và hướng của từng lực nhằm tính toán ra hiệp lực. Chỉ nên thiếu 1 trong hai thông báo này ở mỗi lực thì cảnh huống sẽ trở lên lập lờ. Như nếu bạn biết hai người đang kéo cùng một sợi dây mà đã biết độ lớn lực kéo nhưng bạn lại ko biết mỗi người kéo theo hướng nào, thì bạn sẽ không thể xác định được gia tốc của sợi dây là bao nhiêu. Hai người với thể kéo theo hai hướng ngược nhau như trong trò kéo co hoặc hai người cộng kéo về 1 hướng. Trong ví dụ 1 chiều đơn giản này, nếu ko biết hướng của lực thì sẽ chẳng thể biết được tổng hiệp lực là kết quả của việc cùng hay trừ độ lớn của hai lực. Lực lắp sở hữu định nghĩa vectơ cho phép tránh được các cạnh tranh này.
quy tắc hình bình hành cùng vectơ.
Về mặt lịch sử, những nhà khoa học nghiên cứu lực trong điều kiện hòa đồng tĩnh thứ nhất khi đấy một đôi lực với thể triệt tiêu lẫn nhau. Những thí nghiệm này minh hóa tính chất nhu yếu của lực ấy là đại lượng vectơ cộng được: chúng với độ lớn và hướng.[4] lúc hai lực tác dụng vào cùng một hạt điểm, lực kết quả, hiệp lực (hoặc tổng hợp lực), sẽ được xác định tuân theo quy tắc hình bình hành của phép cộng vectơ: mỗi lực được biểu thị bằng có 2 cạnh đỉnh chung của hình bình hành, và hợp lực chính bằng vectơ mang độ lớn bằng đường chéo của hình bình hành và hướng dọc theo cạnh đó.[1][3] Độ to của hiệp lực phụ thuộc vào góc hợp bởi hai lực cũng như độ lớn của mỗi lực thành phần. Giả dụ hai lực tác dụng lên một vật, quy tắc hình bình hành chỉ áp dụng được khi đường kéo dài hai lực cắt nhau.
Biểu đồ lực là 1 cách tiện ích nhằm thu được lực tổng hợp. Về mặt lý thuyết, những biểu đồ này được vẽ với bảo tồn góc và độ to khá của những vectơ lực sao cho có thể tiến hành được phép cộng hình học vectơ.[17]
không những cùng được, lực cũng sở hữu thể phân tích thành các lực thành phần mà từng cặp vuông góc sở hữu nhau. 1 Lực chỉ theo hướng đông bắc có thể phân tích thành hai lực, 1 lực chỉ theo hướng bắc còn lực kia chỉ theo hướng đông. Tổng của hai lực thành phần này tuân theo phép cùng vectơ sẽ thu được lực ban đầu. Việc phân tách vectơ lực theo hệ các vectơ cơ sở thường là 1 giải pháp toán học rõ ràng nhằm diễn tả lực hơn là diễn tả nó bằng độ to và hướng.[18] Điều này là do, đối có những thành phần trực giao, những thành phần của vectơ tổng được xác định 1 thủ pháp độc nhất bằng giải pháp cùng các độ to của từng các vectơ riêng rẽ. Những thành phần trực giao là độc lập có nhau do lực tác dụng theo hướng 90° sẽ không mang tác động tới lực vuông góc có nó. Việc tậu bộ những vectơ cơ sở trực giao sao cho để việc thực hiện những phép toán là tiện dụng nhất. Giải pháp hay gặp là tậu cơ sở vectơ theo cùng hướng mang một trong những lực buộc phải phân tích, do lực đấy sẽ chỉ sở hữu một thành phần khác 0 theo hệ cơ sở đấy. Các vectơ lực trực giao mang thể là một bộ ba trong thể tích 3 chiều, có mỗi cặp vectơ cơ sở trực giao mang nhau.[1][3]
hòa đồng
hài hòa cơ học xuất hiện khi hợp lực tác dụng lên 1 điểm bằng 0 (hay tổng những vectơ lực bằng 0). Khi mở rộng sang cho vật thực, phải thêm 1 điều kiện nữa là tổng mô men lực cũng buộc phải bằng 0.
có hai mẫu hài hòa là giao hòa tĩnh và hòa hợp động.
Trạng thái đồng bộ
các nhà công nghệ hiểu khá rẻ về trạng thái hài hòa tĩnh trước lúc cơ học cổ điển có mặt trên thị trường. Những vật đứng im sẽ có tổng hiệp lực tác dụng lên nó bằng 0.[19]
trường hợp giản dị nhất của hòa hợp tĩnh là khi hai lực sở hữu độ to bằng nhau nhưng ngược hướng nhau tác dụng tại một điểm. Thí dụ, một vật nằm trên mặt phẳng bị kéo (hút) về tâm trái đất bởi lực hấp dẫn. Cộng khi đấy, lực bề mặt chống lại bằng 1 lực hướng lên trên (còn gọi là lực pháp tuyến). Kết quả là hợp lực bằng 0 và vật ko chịu sự gia tốc.[4]
nếu đẩy hay kéo 1 vật mang tính đến ma sát bề mặt khiến vật không vận động được bởi vì lực tác dụng vào bị chống lại bởi ma sát tĩnh (hay ma sát nghỉ), tạo ra giữa vật và bề mặt nó nằm lên. Lúc vật ko đi lại, lực ma sát tĩnh hòa hợp chính xác sở hữu lực tác dụng và hiệp lực bằng 0. Ma sát tĩnh tăng hoặc giảm nhằm đáp ứng lại lực tác dụng vào cho tới một giới hạn trên xác định bởi bản chất của bề mặt tiếp xúc và vật thể ấy.[4]
Ứng dụng hài hòa tĩnh giữa hai lực là 1 bí quyết thông dụng nhất nhằm đo lực, tiêu dùng những thiết bị đơn thuần như cân kích thước (weighing scales) và cân lò xo. Thí dụ, 1 vật treo lên 1 cân lò xo thẳng đứng sẽ chịu tác dụng của lực quyến rũ và một lực giao hòa do sự đàn hồi của lò xo mà tỷ lệ mang khối lượng của vật. Dùng các dụng cụ này, một số định luật tương tác đến lực đã được khám xét phá: lực quyến rũ tỉ lệ có dung tích vật chiếm chỗ trong chất lỏng hay định luật Archimedes; nguyên lý đòn bẩy của Archimedes; định luật Boyle-Mariotte cho áp suất khí; và định luật Hooke đối sở hữu lò xo. Tất cả đều được khám phá và xác nhận bằng thí điểm trước khi Newton nêu ra ba định luật về đi lại của ông.[1][3][4]
Động lực học
Galileo Galilei là người thứ 1 chỉ ra các mâu thuẫn trong những lập luận của Aristotle về lực.
Galileo là người trước tiên miêu tả về hòa đồng động học khi ông hưởng thụ rằng 1 số nhái sử của Aristotel mâu thuẫn có quan sát và tính thông minh. Galileo đón nhận rằng phép cộng véc tơ vận tốc tức thời giản đơn dẫn tới đòi hỏi một “hệ quy chiếu đứng im tuyệt đối” là ko thiết yếu. Ông kết luận rằng trạng thái di chuyển đều hoàn toàn tương đương mang trạng thái đứng im. Điều này mâu thuẫn với khái niệm của Aristotle về “trạng thái tự nhiên” của sự đứng lặng mà các vật mang khối lượng sẽ cuối cộng đạt đến một phương án trùng hợp. Những thí điểm giản dị chứng minh rằng nhận thức của Galileo về sự đồng nhất giữa chuyển động đều và trạng thái đứng im là đúng đắn. Ví dụ, giả dụ một người đứng trên con thuyền đi với véc tơ vận tốc tức thời không đổi và thả rơi một quả bóng, khi đấy Aristotel cho rằng quả bóng sẽ rơi về phía sau người đấy lúc con thuyền tiến về phía trước. Ngoài ra, thực tế thì quả bóng vẫn rơi đúng tại chân người ấy hệt như lúc người đó đứng im trên mặt đất. Do không sở hữu lực tác dụng theo phương ngang nào lúc quả bóng rơi, chỉ với thể kết luận rằng quả bóng tiếp đến di chuyển có cùng véc tơ vận tốc tức thời như con thuyền lúc nó rơi. Do đó không nên 1 lực nào để duy trì quả bóng đi lại có cùng vận tốc của con thuyền về phía trước.[20]
Hơn nữa bất kỳ vật nào chuyển động có vận tốc đều thì hợp lực tác dụng vào nó buộc phải bằng 0. Đây chính là khái niệm của hài hòa động: lúc đa phần lực tác dụng lên 1 vật sẽ cân bằng sao cho vật đấy vẫn vận động mang vận tốc ko đổi.
1 ví như giản dị của hòa đồng động ấy là vật chuyển động đều trên bề mặt có ma sát động. Trong nếu này, lực tác dụng theo hướng di chuyển trong khi lực ma sát động tác dụng theo hướng ngược lại. Kết quả là tổng hợp lực bằng 0, nhưng do từ đầu vật đi lại mang véc tơ vận tốc tức thời ko đổi, bởi vậy vật tiếp tục di chuyển sở hữu véc tơ vận tốc tức thời đều đó. Aristotle đã hiểu sai về chuyển động đều thiên nhiên nhận ra được sự sở hữu mặt của ma sát động giữa những bề mặt.[1][3]
Biểu đồ Feynman
Biểu đồ Feynman cho quá trình phân rã của neutron thành 1 proton. Hạt boson W nằm giữa hai đỉnh minh họa một lực đẩy.
Trong vật lý hạt hiện đại, lực và sự gia tốc của các hạt được giải thích như là tuyệt tác toán học của sự trao đổi những boson gauge có động lượng. Cùng với sự gia tăng của lý thuyết trường lượng tử và thuyết khá rộng, những nhà vật lý nhận ra rằng lực 1 định nghĩa phái sinh từ định luật bảo toàn động lượng (4-động lượng trong thuyết tương đối và động lượng của những hạt ảo trong điện động lực học lượng tử). Sự bảo toàn động lượng, mà có thể suy trực diện từ tính đối xứng tương đương của khu vực và thường được coi là định nghĩa cơ bản hơn khái niệm lực. Vì vậy tên gọi những “lực cơ bản” được những nhà vật lý gọi lại một bí quyết xác thực hơn là “tương tác cơ bản”.[6]:199–128lúc hạt A phát (tạo ra) hoặc thu nhận (hủy) hạt ảo B, hạt A sẽ bị thụt lùi do hệ quả của định luật bảo toàn động lượng dẫn tới sự can dự là hạt A bị hút hoặc đẩy bằng giải pháp trao đổi phê duyệt hạt B. Bí quyết miêu tả này áp dụng đối sở hữu đa phần lực trong tác động cơ bản. Trong khi phải mang các diễn tả bằng toán học phức tạp về những ảnh hưởng này 1 phương án chi tiết và cho kết quả chính xác, với 1 cách dễ tưởng tượng nhằm minh họa các liên quan cơ bản thông qua biểu đồ Feynman. Trong biểu đồ Feynman, mỗi hạt vật chất được biểu diễn bằng một đường thẳng (xem tuyến thế giới (world line)) chuyển động trong ko thời gian theo hướng đi lên hoặc chếch sang phải trong biểu đồ. Vật chất và phản vật chất là giống nhau xung quanh hướng lan truyền của chúng trên biểu đồ Feynman. Các tuyến thế giới của các hạt cắt nhau tại các đỉnh, và biểu đồ Feynman thể hiện lực xuất hiện từ một ảnh hưởng tại mỗi đỉnh phê chuẩn sự biến đổi tức tốc trong hướng của tuyến toàn cầu của hạt. Những boson gauge phát ra từ đỉnh dưới dạng đường lượn sóng, và trong ví như trao đổi hạt ảo, chúng bị kết nạp tại đỉnh kế tiếp.[21]
Tính hữu dụng của biểu đồ Feynman ở chỗ những hiện tượng vật lý khác trong bức tranh chung của tương tác cơ bản nhưng về mặt khái niệm khác hẳn với khái niệm lực vẫn được diễn tả trong cộng những quy tắc của biểu đồ. Thí dụ, biểu đồ Feynman sở hữu thể diễn tả hàm súc 1 cách yếu tố tiến trình 1 hạt neutron phân rã thành một electron, proton, và phản neutrino electron, thúc đẩy được truyền bởi cộng boson gauge của thúc đẩy yếu.[22]
Lực cơ bản
toàn bộ hoạt động trong vũ trụ đều được miêu tả thu gọn về những ảnh hưởng cơ bản. Lực mạnh và yếu là các lực hạt nhân sở hữu tầm tác dụng cực kỳ ngắn ở thang vi mô, chúng chịu trách nhiệm trong tương tác giữa các hạt hạ nguyên tử, bao gồm các nucleon và hạt nhân nguyên tử. Lực điện từ tác dụng giữa những hạt điện tích, và lực hấp dẫn thúc đẩy tới mọi hạt kích cỡ. Thí dụ, ma sát là tính chất thể hiện của lực điện từ tác dụng giữa những nguyên tử tại hai bề mặt tiếp giáp nhau, đồng bộ sở hữu nguyên lý chiếc trừ Pauli,[23] rắc rối những nguyên tử đi xuyên qua nhau. Nhất quán, lực đàn hồi từ những lò xo, như mô hình hóa bởi định luật Hooke, là kết quả của lực điện từ và nguyên lý cái trừ phối hợp với nhau tác dụng vào vật làm cho nó trở về vị trí hòa hợp. Lực ly tâm là lực gia tốc có mặt từ sự gia tốc của 1 hệ quy chiếu quay.[1]:12-11[3]:359
Sự phát triển của các lý thuyết diễn tả lực cơ bản đi theo hướng nhất quán các khái niệm mà ban đầu với vẻ như tách biệt nhau. Nếu Isaac Newton đã thống nhất lực làm cho các vật rơi trở lại mặt đất sở hữu lực gây ra vận động của các hành tinh quanh co Mặt Trời trong cơ học thiên thể ưng chuẩn định luật vạn vật hấp dẫn của ông. Michael Faraday và James Clerk Maxwell thể hiện rằng lực điện và lực từ là hai biểu hiện của cộng 1 lực điện từ. Trong thế kỷ XX, sự xây dựng thương hiệu của cơ học lượng tử dẫn tới những hiểu biết hiện đại về ba lực cơ bản trong ngẫu nhiên (ngoại trừ hấp dẫn) là do ảnh hưởng giữa vật chất (fermion) chuẩn y trao đổi các hạt ảo gọi là boson gauge.[24] Mô hình chuẩn của vật lý hạt đưa các nhà vật lý đi đến tiên đoán về sự đồng đều giữa liên quan yếu và tương tác điện từ trong lý thuyết điện yếu và các tiên đoán của lý thuyết này đã được công nhận bằng thực nghiệm. Mô hình chuẩn cũng tiên lượng sự tồn tại của hạt chịu trách nhiệm sinh trọng lượng cho những hạt khác ưng chuẩn cơ chế Higgs mà mới đây được tìm tòi tại CERN, nhưng mô hình chuẩn cũng chưa giải thích được tại sao neutrino động dao (hay neutrino thực sự với kích thước cực kỳ nhỏ). Lý thuyết đồng đều to miêu tả sự tích hợp của liên quan điện yếu mang ảnh hưởng mạnh cũng như sở hữu 1 số lý thuyết về siêu đối xứng nhằm giải quyết một số vấn đề chưa giải được trong vật lý học. Các nhà vật lý vẫn đang cố gắng sắm cách tăng cường một lý thuyết tương tự đồng đều chan hòa bốn tác động cơ bản trong 1 lý thuyết gọi là thuyết của toàn bộ vật dụng. Einstein đã thử và không thành công trên con đường này, và hiện nay mang một số lý thuyết nổi trội như lý thuyết dây nhằm trả lời những vấn đề này.[6]:212–219
Lực hấp dẫn
Images of a freely falling basketball taken with a stroboscope at 20 flashes per second. The distance units on the right are multiples of about 12 millimetres. The basketball starts at rest. At the time of the first flash (distance zero) it is released, after which the number of units fallen is equal lớn the square of the number of flashes.
Người ta đã không nhận ra lực quyến rũ là một lực phổ thông cho tới tận lúc Isaac Newton nghiên cứu nó. Trước Newton, xu hướng các vật rơi xuống bề mặt trái đất ko được hiểu là có thúc đẩy tới di chuyển của những thiên thể. Galileo đã khiến thí điểm nhằm nghiên cứu tính chất của những vật thả rơi bằng cách giải quyết ông khắc họa gia tốc của mọi vật rơi tụ do là hằng số và độc lập mang kích cỡ của vật. Hiện nay, gia tốc do lực quyến rũ về phía bề mặt trái đất thường được ký hiệu là \displaystyle \scriptstyle \vec g
có độ lớn khoảng 9,81 mét trên giây bình phương (giá trị này đo tại mức nước biển và mang thể cập nhật phụ thuộc vào vị trí), và vectơ này hướng về tâm địa cầu.[25] quan sát này sở hữu nghĩa là lực hấp dẫn ảnh hưởng lên vật tại bề mặt trái đất tỷ lệ trực diện sở hữu kích cỡ của vật. Bởi thế một vật với khối lượng \displaystyle m
\displaystyle \vec F=m\vec g
Trong nếu rơi tự do, ko với lực cản lại lực hấp dẫn và vì vậy tổng hiệp lực tác dụng lên vật chính là khối lượng của nó. Đối có các vật ko trong trạng thái rơi tự do, lực hấp dẫn cân bằng có lực tác dụng lên vật theo hướng ngược lại. Thí dụ, một người đứng trên mặt đất sẽ chịu tổng hiệp lực tác dụng vào anh ta bằng 0, do khối lượng của anh ta chan hòa sở hữu lực pháp tuyến tác dụng bởi mặt đất.[1][3]
Công lao của Newton trong định luật vạn vật hấp dẫn đó là tương đương chuyển động của những thiên thể, mà Aristotle cho rằng chúng trong trạng thái trùng hợp của đi lại đều, có chuyển động rơi tự do của các vật trên địa cầu. Từ định luật của ông cũng suy ra được các định luật của Kepler diễn tả di chuyển của các thiên thể với từ trước đấy.[26]
Newton nhận ra rằng liên quan của quyến rũ mang thể quan sát theo nhiều cách khác nhau ở các khoảng phương pháp to hơn. Đặc thù, ông chứng minh rằng gia tốc của Mặt Trăng trên quỹ đạo lòng vòng địa cầu có thể được lắp cho bởi tác nhân của cộng một lực quyến rũ nếu như gia tốc do quyến rũ giảm tuân theo định luật nghịch đảo bình phương. Hơn nữa, Newton cũng thấy gia tốc do hấp dẫn tỷ lệ với kích thước của vật thể hút.[26] kết hợp các suy nghĩ này ông dẫn ra được công thức địa chỉ kích cỡ (\displaystyle \scriptstyle m_\oplus 
\displaystyle \vec g=-\frac Gm_\oplus R_\oplus ^2\hat r
sở hữu hướng của vectơ theo hướng của vectơ doanh nghiệp \displaystyle \scriptstyle \hat r
Trong phương trình này, hằng số \displaystyle G
\displaystyle \vec F=-\frac Gm_1m_2r^2\hat r
có \displaystyle r
Định luật này đã đứng vững trong hơn 200 năm như là cơ sở cho những khắc họa của cơ học thiên thể cho đến đầu thế kỷ XX. Trong thời kì này, cách cầu kì của lý thuyết nhiễu loạn[28] đã được sáng kiến nhằm tính toán những sai lệch trong quỹ đạo của thiên thể trong bài toán thoáng đãng vật như hệ hành tinh, vệ tinh ngẫu nhiên, sao chổi, hay tiểu hành tinh. Phương án này đủ xác thực để giúp các nhà thiên văn học tiên đoán sự tồn tại của Sao Hải Vương trước khi họ quan sát thấy nó.[29]
Chỉ sở hữu quỹ đạo của Sao Thủy là định luật của Newton dường như chẳng thể giải thích 1 phương án thấp nhất. 1 Số nhà thiên văn đề nghị sở hữu sự tồn tại của một hành tinh nằm bên trong quỹ đạo giữa Sao Thủy và Mặt Trời nhằm diễn tả di chuyển khác thường của sự tiến động của điểm cận đất nước samurai quỹ đạo Sao Thủy; Dù vậy không với 1 hành tinh nào được thể hiện ra. Khi Albert Einstein rút cục thiết lập ra thuyết hơi tổng quát (GR) ông đã nghĩ ngay đến khải năng giảng giải di chuyển khác thường của Sao Thủy bằng lý thuyết mới này. Kết quả tiên đoán của thuyết hơi rộng khớp sở hữu các số liệu quan sát khiến cho Einstein tin rằng ông đã tìm ra dạng đúng của phương trình trường. Đây là lần thứ nhất lý thuyết hấp dẫn của Newton được chỉ ra là ít chính xác hơn một lý thuyết khác.[30]
nói từ ấy, thuyết tương đối rộng được công nhận là lý thuyết thấp nhất miêu tả được lực quyến rũ. Trong thuyết hơi rộng, lực quyến rũ ko được nhìn như là 1 lực, bởi chuyển động rơi tự do của vật trong trường hấp dẫn đi theo đường trắc địa trong không thời kì cong – hay là đường ngắn nhất giữa hai sự kiện trong không thời kì. Từ vật rơi tự do, toàn bộ di chuyển xảy ra chừng như chẳng hề do lực quyến rũ bên xung quanh ảnh hưởng hay không còn lực hấp dẫn. Chỉ lúc nhận xét trên tổng quan cả hệ, độ cong của ko thời gian mới mang thể nhận biết và lực xuất hiện như là 1 phương pháp giảng giải cho vật đi theo những quỹ đạo cong. Bởi thế, đường thẳng trong không thời kì tương ứng mang đường cong trong khu vực, hay quỹ đạo đường đạn của vật. Tỉ dụ, một quả bóng rổ ném lên từ mặt đất sẽ đi lại theo quỹ đạo hình parabol trong trường hấp dẫn đều. Quỹ đạo trong không thời gian của nó (khi tính tới chiều thời gian ct) sẽ là 1 đường sắp thẳng, tương đối cong (với bán kính cong mang độ to tới vài năm ánh sáng). Kết quả của đạo hàm thời kì của động lượng của vật được đồng nhất có “lực hấp dẫn”.[3]
Lực điện từ
Lực điện từ được diễn tả lần trước tiên vào năm 1784 bởi Coulomb khi ông coi có một lực tồn tại tác dụng lên giữa hai điện tích.[14]:519 tính chất của lực tĩnh điện đấy là nó tuân theo định luật nghịch đảo bình phương khoảng giải pháp giữa hai điện tích, và đều mang dạng hút và dạng đẩy (sự phân cực điện), song song lực điện độc lập có kích cỡ của vật tích điện cũng như tuân theo nguyên lý chồng chập. Định luật Coulomb đã tương đương được toàn bộ nhìn thấy này trong một phát biểu độc nhất vô nhị.[31]
các nhà toán học và vật lý sau ấy đã mua ra phương pháp định nghĩa xây dựng cho điện trường 1 cách hữu ích nhằm xác định được lực tĩnh điện thúc đẩy lên một điện tích tại toàn bộ điểm trong khoảng không. Định nghĩa điện trường dựa trên nhái sử mang 1 điện tích thử tồn tại trong điện trường và sau ấy dựa trên định luật Coulomb để xác định được lực của điện trường tác dụng lên điện tích thử và suy ra được cường độ điện trường tại vị trí của điện tích thử.[32]:4-6 lớn 4-8 vì thế điện trường trong thể tích được định nghĩa như là
\displaystyle \vec E=\vec F \over q
với \displaystyle q
Trong lúc ấy, người ta cũng thể hiện ra lực Lorentz của 1 nam châm tồn tại giữa hai dây dẫn với dòng điện. Nó mang cộng một tính chất toán học như định luật Coulomb lúc mà những dây điện mang thể hút hoặc đẩy lẫn nhau tùy thuộc vào chiều của cái điện chạy trong mỗi sợi dây. Tương đương như điện trường, từ trường được dùng để xác định lực từ tác dụng lên 1 dây dẫn điện tại 1 điểm bất kỳ trong khu vực. Nhất quán rong nếu này, độ to của từ trường sẽ được xác định là
\displaystyle B=F \over I\ell
với \displaystyle I
duyệt y phối hợp định nghĩa của cái điện bằng sự làm mới theo thời gian của các hạt điện tích chạy trong dây dẫn, Lorentz nêu ra nguyên tắc tích vectơ xác định lực Lorentz diễn tả lực tác dụng lên một điện tích di chuyển trong từ trường.[32] Sự shop giữa điện học và từ học cho phép miêu tả 1 phương án tương tự lực điện từ tác dụng lên điện tích. Lực này sở hữu thể biểu diễn dưới dạng tổng của lực tĩnh điện (do tương tác của điện trường) và lực từ (do từ trường):
\displaystyle \vec F=q(\vec E+\vec v\times \vec B)
mang \displaystyle \scriptstyle \vec F
xuất xứ của điện trường và từ trường không được hiểu gần như cho đến tận năm 1864 khi James Clerk Maxwell đồng điệu một số các lý thuyết trước ấy trong một hệ 20 phương trình vô hướng, mà sau đó Oliver Heaviside độc lập có Josiah Willard Gibbs viết lại thành hệ 4 phương trình vectơ.[33] “Phương trình Maxwell” diễn tả gần như căn nguyên của trường điện từ đứng im hay đi lại, cũng như tác động giữa chúng. Điều này dẫn Maxwell đến tìm tòi ra rằng từ trường và điện trường với thể tự duy trì lẫn nhau trong dung tích dưới dạng sóng lan truyền với tốc độ mà ông tính ra được bằng tốc độ ánh sáng. Ý nghĩa này đem đến sự đồng điệu của ngành điện từ học non trẻ với ngành quang học cũng như dẫn trực diện tới sự diễn tả đầy đủ hơn về phổ điện từ.[34]
tuy nhiên, lý thuyết của Maxwell đã không giảng giải được hai biểu hiện quan sát vào thời đấy, hiệu ứng quang quẻ điện, và sự không tồn tại của thảm họa cực tím. Hai hiện tượng này đã tương tác các nhà vật lý bậc nhất đi đến một lý thuyết điện từ mới dựa trên cơ học lượng tử: điện động lực học lượng tử (QED), lý thuyết diễn tả 1 cách trọn vẹn các hiệu ứng điện từ khi với sự tham dự của hạt trung gian là các photon thực và ảo. Trong QED, photon là những hạt trao đổi trong tương tác ảnh hưởng tới điện từ bao gồm lực điện từ.[Note 4]
có 1 sự hiểu nhầm rộng rãi khi cho rằng độ cứng và rắn của chất rắn là do lực đẩy điện từ giữa các điện tích cùng dấu. Ngoài ra, tính cứng và rắn của vật chất là hệ quả từ nguyên lý dòng trừ Pauli. Do electron là những fermion, chúng ko thể ở cộng một trạng thái lượng tử. Khi những electron trong nguyên tử bị nén chặt lại, sẽ ko có đủ trạng thái cơ lượng tử sức khỏe rẻ cho gần như electron (và là 1 trong những hệ quả của nguyên lý bất định), vì vậy 1 số electron nên ở trạng thái năng lượng cao hơn. Điều này có tức là nên với rộng rãi sức khỏe hơn để nén chúng lại. Trong khi đó, đối với từng nguyên tử thì chỉ mang một số hữu hạn số trạng thái mà những electron có thể chiếm giữ trên obitan nguyên tử.
Lực hạt nhân
với hai loại “lực hạt nhân” mà bây giờ được coi là các tác động khắc họa bởi các lý thuyết trường lượng tử trong vật lý hạt. Lực hạt nhân mạnh[14]:940 là lực chịu trách nhiệm cho hình khối tổ hợp của các nucleon và hạt nhân nguyên tử trong lúc lực hạt nhân yếu[14]:951 gây ra sự phân rã của một số nucleon và hạt nhân thành những lepton và các hạt hadron khác.[1][3]
Lực hạt nhân mạnh là tương tác giữa các quark và gluon cũng như liên kết các proton và neutron sở hữu nhau, như được khắc họa trong thuyết sắc động lực học lượng tử (QCD).[35]các hạt gluon là những hạt truyền ảnh hưởng mạnh, tác dụng lên những quark, phản quark, và chính gluon. Lực mạnh là lực sở hữu cường độ mạnh nhất trong bốn lực cơ bản trong trùng hợp.
Lực mạnh chỉ tác dụng trực tiếp lên các hạt cơ bản. Tuy vậy, sự dư thừa hay rò rỉ của nó như nhìn thấy những hadron (hay như lực kết nối các nucleon bao gồm proton và neutron trong hạt nhân) được coi như là lực hạt nhân. Ở đây lực mạnh tác dụng 1 thủ pháp gián tiếp, khi gluon truyền ra tạo thành những hạt ảo như meson pi và rho meson mà các nhà vật lý hạt nhân coi chúng là những hạt truyền của lực hạt nhân. Do không thể nhìn thấy trực diện những hạt quark tự do cho buộc phải ảnh hưởng của các hạt cơ bản là ko nhìn thấy trực tiếp được. Hiệu ứng này được gọi là sự giam hãm màu.
Lực hạt nhân yếu hay ảnh hưởng yếu với những hạt truyền là những boson W và Z với khối lượng to. Hiệu ứng thân thuộc nhất của lực này đó là phân rã beta (của các neutron trong hạt nhân) và đi kèm với sự phóng xạ. Thuật ngữ “yếu” xuất phát từ thực tiễn rằng cường độ của nó nhỏ hơn 1013 so mang lực mạnh. Mặc Tuy thế nó vẫn mạnh hơn lực hấp dẫn ở tầm tác dụng vi mô. Cả hai lực mạnh và lực yếu với tầm tác dụng ngắn trong cấp độ hạt nhân. Các nhà vật lý đã tăng cường lý thuyết điện yếu sở hữu tiên đoán lực điện từ và lực yếu là ko thể phân biệt được lúc những hạt cơ bản trong trạng thái nhiệt độ xấp xỉ 1015 kelvin. Các nhiệt độ này đã được khảo sát trong các máy gia tốc tiên tiến và chúng toát lên những điều kiện nguyên sơ của vũ trụ trong các giây ngắn ngủi thứ nhất sau Vụ Nổ lớn.
các lực khác
một số lực là hệ quả của những lực cơ bản. Trong các cảnh huống như vậy, những mô hình lý tưởng sở hữu thể được dùng để hiểu rõ các quy luật vật lý.
Lực pháp tuyến
FN đại diện cho lực pháp tuyến tác động lên đối tượng.
Lực pháp tuyến là do lực đẩy của tương tác giữa các nguyên tử tại bề mặt tiếp xúc. Khi các đám mây electron xếp đan xen nhau, nguyên lý chiếc trừ Pauli (do tính chất hạt fermion của electron) khiến cho phát sinh lực đẩy tác dụng theo hướng vuông góc với bề mặt tiếp xúc giữa hai vật.[14]:93 tỉ dụ, lực pháp tuyến cản trở ko cho dòng bàn bị thụt xuống sàn nhà. Không tính ra lực pháp tuyến xuất hiện lúc có 1 lực tương tác va vào 1 bề mặt ko vận động được.[1][3]
Ma sát
Ma sát là lực bề mặt chống lại phong trào vận động tương đối giữa hai vị trí bề mặt. Lực ma sát tỷ lệ trực tiếp mang lực pháp tuyến giữ cho hai vật rắn tách rời nhau ở các điểm chịu tác động. Lực ma sát được phân loại thành hai dòng lực: ma sát tĩnh và ma sát động.
Lực ma sát tĩnh (\displaystyle F_\mathrm sf 
\displaystyle 0\leq F_\mathrm sf \leq \mu _\mathrm sf F_\mathrm N
Ma sát động (\displaystyle F_\mathrm kf 
\displaystyle F_\mathrm kf =\mu _\mathrm kf F_\mathrm N
có \displaystyle \mu _\mathrm kf 
Sức căng
Lực căng được mô hình hóa bằng những dây lý tưởng ko mang khối lượng, không gây ma sát, ko thể phá vỡ vạc được và không bị kéo giãn. Chúng có thể hòa hợp có những ròng rã rọc tuyệt vời cho phép những dây tuyệt vời đổi thay hướng lực tác dụng. Những dây tuyệt vời truyền lực căng 1 cách ngay tức khắc trong cặp tác dụng-phản tác dụng sao cho nếu hai vật nối có nhau bởi 1 dây hoàn hảo, bất kỳ lực nào hướng dọc theo dây gây phải bởi vật trước tiên được hòa đồng với 1 lực hướng dọc theo dây theo hướng ngược lại gây bởi vật trang bị hai.[36] Bằng cách giải quyết nối các dây tuyệt vời đồng điệu đối với cùng những vật như thế theo một cấu hình sở hữu các ròng rọc, lực căng của dây lên tải trọng mang thể được tăng gấp bội cho phép ròng rã rọc mang thể nâng được vật kích cỡ to. Ngoài ra, trong những cỗ máy đơn thuần như ròng rọc, việc lợi về lực thì lại tương ứng với thiệt về quãng đường nên kéo dây để với thể đi lại tải trọng. Quy luật này chính là hệ quả của định luật bảo toàn năng lượng do công việc dụng lên trọng tải là như nhau cho dù các cỗ máy có hoạt động theo cách nào đi chăng nữa.[1][3][37]
Lực đàn hồi
Fk là lực đáp ứng lại trọng tải tác dụng lên lò xo.
Lực đàn hồi tác dụng lên lò xo khiến cho nó khôi phục lại trạng thái ban đầu. Một lò xo hợp lý được coi là không mang kích thước, ko có ma sát, không bị đứt gãy, và có thể dãn vô hạn. Các lò xo này tác dụng lực đẩy khi chúng bị nén ngắn lại, hoặc lực kéo lúc bị kéo dài, lực này tỉ lệ có độ dịch chuyển của lò xo từ vị trí hài hòa của nó.[38] Robert Hooke đã miêu tả mối quan hệ tuyến tính này vào năm 1676 bởi định luật sở hữu tên ông là định luật Hooke. Giả dụ \displaystyle \Delta x
\displaystyle \vec F=-k\Delta \vec x
với \displaystyle k
Cơ học môi trường liên tiếp
lúc lực cản (\displaystyle F_d
Cơ học và những định luật Newton khi đầu được phát biểu trong ví như lực tác dụng lên các hạt điểm lý tưởng hơn là những vật thể hình học ba chiều. Dù vậy trong thực tiễn, các lực tác dụng lên 1 vị trí của vật thể và sở hữu thể coi là thúc đẩy đến những phần khác của vật. Trong trường hợp lúc các dàn tinh thể nguyên tử trong một vật hành xử theo bí quyết với thể chảy được, co lại, nở ra hoặc đổi thay hình dáng, lý thuyết cơ học môi trường liên tục khắc họa lực tác dụng lên vật thể và các hệ quả đối sở hữu hình khối bên trong của vật. Thí dụ, trong cơ học chất lỏng, sự chênh lệch áp suất hình thành lên lực theo hướng của gradient áp suất như sau:
\displaystyle \frac \vec FV=-\vec \nabla P
với \displaystyle V
1 ví dụ cụ thể của các cái lực này là áp suất động lực của sức cản chất lỏng: một vật đi lại trong môi trường chất lỏng bị 1 lực cản gây bởi tính nhớt của chất lỏng đấy. Lực cản Stokes tỷ lệ xấp xỉ sở hữu véc tơ vận tốc tức thời của vật và có hướng ngược lại:
\displaystyle \vec F_\mathrm d =-b\vec v\,
với:
\displaystyle b
\displaystyle \scriptstyle \vec v
1 các trừu tượng hơn, lực trong cơ học môi trường liên tiếp được khắc họa hầu hết bởi tenxơ ứng suất được khái niệm là
\displaystyle \sigma =\frac FA
với \displaystyle A
fake lực (lực ảo)
sở hữu các mẫu lực mà giá trị và hướng phụ thuộc vào hệ quy chiếu, với tức là chúng xuất hiện lúc tận dụng những hệ quy chiếu phi Newton (hay hệ quy chiếu phi quán tính). Các lực này bao gồm lực hướng tâm và lực Coriolis.[40] những lực này được coi là nhái lực do chúng không tồn tại trong hệ quy chiếu đang không bị gia tốc.[1][3]
Trong thuyết khá rộng, lực hấp dẫn tăng cường thành nhái lực khi nó có mặt trong các tình huống tình cờ thời gian được coi là thể tích cong hơn là thể tích phẳng.
Quay và xoắn
Lực đi kèm với mômen lực làm quay vật. Về mặt toán học mô men lực của một lực \displaystyle \scriptstyle \vec F
\displaystyle \vec \tau =\vec r\times \vec F
với
\displaystyle \scriptstyle \vec r
Ngẫu lực là sự quay đồng nhất của lực theo cùng cách giải quyết mà vec tơ vị trí quay 1 góc đồng đều, hoặc vec tơ vận tốc góc cho vận tốc và mô men động lượng cho động lượng. Theo hệ quả của Định luật đầu tiên Newton, tồn tại quán tính quay để bảo đảm toàn bộ vật sẽ vẫn duy trì mô men động lượng của nó trừ lúc có ngẫu lực ko hài hòa tương tác lên. Tương tự, Định luật vật dụng hai Newton được tận dụng để suy ra phương trình cho gia tốc góc ngay thức thì của vật rắn:
\displaystyle \vec \tau =I\vec \alpha
sở hữu
\displaystyle I
\displaystyle \scriptstyle \vec \alpha
Công thức này cũng sử dụng để định nghĩa cho khái niệm mô men quán tính. Trong cơ học cao cấp, nơi diễn tả sự quay theo khoảng thời kì, mô men quán tính được thay bằng định nghĩa tổng quát hơn là tensơ mô men quán tính, cho phéo lúc phân tích toàn bộ và yếu tố tính chất của vật quay bao gồm tiến động và chương động.
1 cách nhất quán, dạng vi phân của Định luật vật dụng hai Newton đưa ra khái niệm khác về mô men lực:
\displaystyle \vec \tau =\frac \mathrm d \vec L\mathrm dt ,
Định luật đồ vật ba Newton nói rằng tất cả vật tương tác ngẫu lực thì chính chúng sẽ chịu 1 ngẫu lực bằng về độ lớn nhưng ngược hướng,[42] và bởi thế hàm ý trực diện định luật bảo toàn mô men động lượng cho hệ kín chịu sự quay duyệt y tác dụng của nội mô men xoắn.
Lực hướng tâm
1 vật chuyển động gia tốc trên quỹ đạo tròn, nó chịu 1 lực sở hữu độ lớn bằng:[43]
\displaystyle \vec F=-\frac mv^2\hat rr
có \displaystyle m
Tích phân động học
Lực với thể tận dụng để định nghĩa 1 số khái niệm vật lý bằng cách tích phân nó theo các biến động học. Ví dụ, tích phân theo thời kì sẽ cho định nghĩa của xung lực:[44]
\displaystyle \vec I=\int _t_1^t_2\vec F\mathrm d t
mà theo định luật hai của Newton nó buộc phải thống nhất với sự chuyển đổi của động lượng (định lý xung lượng- động lượng).
đồng điệu, tích phân lực theo vị trí cho định nghĩa của công cơ học tác dụng bởi lực:[1]:13-3
\displaystyle W=\int _\vec x_1^\vec x_2\vec F\cdot \mathrm d \vec x
và nó đồng điệu sở hữu sự chuyển đổi của động năng (định lý chức năng lượng).[1]:13-3
Công suất P là tỷ lệ cập nhật dW/dt của W theo thời kì, khi quỹ đạo được mở mang bởi sự biến đổi vị trí \displaystyle \scriptstyle d\vec x
\displaystyle \textdW\,=\,\frac \textdW\textd\vec x\,\cdot \,\textd\vec x\,=\,\vec F\,\cdot \,\textd\vec x,\qquad \text hay \quad P\,=\,\frac \textdW\textdt\,=\,\frac \textdW\textd\vec x\,\cdot \,\frac \textd\vec x\textdt\,=\,\vec F\,\cdot \,\vec v,
mang \displaystyle \scriptstyle \vec v\text =\text d\vec x/\textdt
Thế năng
một khái niệm toán học hữu ích cập nhật cho lực trong thoáng mát ví như ấy là thế năng. Ví dụ lực hấp dẫn tác dụng lên một vật sở hữu thể coi như là tác dụng của trường quyến rũ xuất hiện tại vị trí của vật. Bằng giải pháp viết lại định nghĩa của sức khỏe (thông qua khái niệm của công cơ học), trường vô hướng thế năng \displaystyle \scriptstyle U(\vec r)
\displaystyle \vec F=-\vec \nabla U.
Lực mang thể được phân biệt thành lực bảo toàn hoặc lực không bảo toàn. Lực bảo toàn là đồng nhất mang gradien của trường thế năng trong lúc lực không bảo toàn thì ko sở hữu tính chất này.[1][3]
Lực bảo toàn
Lực bảo toàn liên quan lên 1 hệ kín gắn ngay tức thì sở hữu công cơ học cho phép năng lượng được thay đổi giữa những dạng động năng và thế năng. Điều này sở hữu tức thị trong 1 hệ kín cơ năng được bảo toàn bất cứ khi nào có lực bảo toàn tác động lên hệ. Do vậy lực siêu thị trực tiếp có hiệu thế năng giữa hai vị trí khác nhau trong khoảng không,[45] và sở hữu thể coi như 1 trường thế năng kém chất lượng theo cùng phương án có hướng và lưu lượng nước trong biểu đồ đường đồng mức của địa hình.[1][3]
những lực bảo toàn bao gồm lực hấp dẫn, lực điện từ và lực đàn hồi lò xo. Mỗi lực này được mô hình hóa mà phụ thuộc vào vectơ vị trí \displaystyle \scriptstyle \vec r
Đối với lực hấp dẫn:
\displaystyle \vec F=-\frac Gm_1m_2\vec rr^3
với \displaystyle G
Đối với lực tĩnh điện:
\displaystyle \vec F=\frac q_1q_2\vec r4\pi \epsilon _0r^3
mang \displaystyle \epsilon _0
Đối với lực lò xo:
\displaystyle \vec F=-k\vec r
với \displaystyle k
Lực ko bảo toàn
Trong một số mô hình vật lý nhất mực, khó có thể định nghĩa lực dựa trên định nghĩa gradien của thế năng. Điều này thường do các nhái sử vĩ mô cho phép thu được lực từ mức độ trung bình thống kê vĩ mô của những hệ với trạng thái vi mô. Thí dụ, ma sát mang tác nhân từ gradien của toàn bộ thế năng tĩnh điện giữa các nguyên tử, nhưng nó lại toát lên ra như 1 lực độc lập có bất kỳ vectơ vị trí vĩ mô nào. Lực ko bảo toàn ngoại trừ lực ma sát ra bao gồm lực tiếp xúc, sức căng bề mặt, sự nén và kéo. Ngoại giả, cho các tình huống khắc họa thích hợp, toàn bộ các lực trên là kết quả của lực bảo toàn do mỗi lực vĩ mô này là tổng hợp của những gradien thế năng vi mô.[1][3]
Mối shop giữa lực ko bảo toàn vĩ mô mang lực bảo toàn vi mô được khắc họa yếu tố trong cơ học thống kê. Trong hệ kín vĩ mô, lực không bảo toàn tương tác đến sự thay thế nội năng của hệ và thường đi kèm có hiệu ứng truyền nhiệt. Theo định luật trang bị hai của nhiệt động lực học, lực ko bảo toàn là kết quả cần phải có của quá trình thay đổi sức khỏe trong hệ kín từ trạng thái trật tự chuyển sang trạng thái thiên nhiên khi entropy của hệ tăng lên.[1][3]
công ty đo của lực
công ty si mê của lực là newton (ký hiệu N), là lực nhu yếu để làm cho một vật sở hữu khối lượng một kilogram thu gia tốc 1 mét trên giây bình phương, hoặc kg·m·s−2.[47] Tương ứng, công ty của lực theo hệ CGS là dyne, là lực thiết yếu để khiến cho 1 vật mang kích cỡ một gram thu gia tốc 1 centimet trên giây bình phương, hayg·cm·s−2. 1 Newton bằng 100,000 dyne.
Theo hệ công ty Anh FPS, thì tổ chức của lực là pound-lực (lbf), được định nghĩa là lực quyến rũ tác dụng lên 1 trọng lượng một pound trong một trọng trường tiêu chuẩn 9.80665 m·s−2. Đơn vị pound-lực đưa ra một đơn vị khác cho khối lượng: một slug là kích thước mà sẽ thu được gia tốc một foot trên giây bình phương lúc bị liên quan bởi một lực 1 pound-lực.
1 đơn vị khác của lực theo hệ FPS tuyệt đối là poundal, được khái niệm là lực thiết yếu để gia tốc cho khối lượng 1 pound đạt một foot trên giây bình phương. Những đơn vị slug và poundal được đưa ra nhằm hạn chế hằng số tỷ lệ trong định luật 2 Newton.
Pound-lực cũng sở hữu 1 công ty tương ứng trong hệ đo lường mét nhưng ít được dùng hơn newton: đó là kilogram-lực (kgf) (đôi khi gọi là kilopond), là lực tương tác lên 1 trọng lượng một kilogram gây ra bởi 1 trọng trường tiêu chuẩn. Kilogram-lực dẫn đến 1 công ty đo khối lượng khác, nhưng ít lúc dùng đó là:metric slug (đôi lúc gọi là mug hay hyl) là kích thước mà thu được 1 gia tốc một m·s−2 khi bị tác dụng 1 lực một kgf. Kilogram-lực không thuộc hệ đo lường quốc tế hiện đại, và thường bị phản đối; bên cạnh đó nó vẫn còn được phục vụ 1 vài trường hợp chẳng hạn như biểu diễn phản lực, lực kéo của nan hoa xe đạp, mô men xoắn của bộ chìa vặn đai ốc và mô men xoắn công suất động cơ. Các công ty của lực ít được sử dụng đến như sthène tương tự có 1000 N và kip thống nhất có 1000 lbf. (nguồn Wikipedia)
Danh sách các mẫu lực cơ bản
| Lực | Ký hiệu | doanh nghiệp | Công thức toán |
| Trọng lực | \displaystyle F_g |
\displaystyle N |
\displaystyle mg=m\frac GMr^2 |
| Phản lực | \displaystyle F_- |
\displaystyle N |
\displaystyle mg=-F |
| sức ép | \displaystyle F_A |
\displaystyle N |
\displaystyle \frac FA |
| Lực ma sát | \displaystyle F_u |
\displaystyle N |
\displaystyle -uF |
| Lực đàn hồi | \displaystyle F_x |
\displaystyle N |
\displaystyle -kx |
| Động lực | \displaystyle F_a |
\displaystyle N |
\displaystyle ma=m\frac vt |
| Lực hướng tâm | \displaystyle F_r |
\displaystyle N |
\displaystyle m\frac \omega rt |
| Lực ly tâm | \displaystyle F_v |
\displaystyle N |
\displaystyle m\frac v^2r |
| Lực tĩnh điện | \displaystyle F_Q |
\displaystyle N |
\displaystyle K\frac Q_+Q_-r^2 |
| Lực động điện | \displaystyle F_E |
\displaystyle N |
\displaystyle QE |
| Lực động từ | \displaystyle F_B |
\displaystyle N |
\displaystyle \pm QvB |
| Lực điện từ | \displaystyle F_EB |
\displaystyle N |
\displaystyle F_E+F_B=Q(E\pm vB) |
Giải đáp bạn lực tiếng Anh nghĩa là gì?
Hằng ngày có rất nhiều cụm từ, từ trong tiếng anh khiến người dùng bỏ ngõ không biết câu trả lời và phải tiến hành lên google để dịch thử xem sao. Một trong những từ khiến nhiều người băn khoăn hiện nay đó chính là lực tiếng anh nghĩa là gì, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu ngay sau đây nhé!
Lực tiếng anh nghĩa là gì?
Trước khi tìm hiểu lực tiếng anh nghĩa là gì, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu thử xem lực trong tiếng việt nghĩa là gì trước đã nhé! Lực trong tiếng việt khi ghép với nhiều từ khác có nhiều nghĩa khác nhau.
Lực là một tác động nào đó từ một vật này lên vật kia. Lực có thể dùng trong nỗ lực, đắc lực, hiệu lực, quyền lực, năng lực, tốc lực, cật lực, quyền lực,… Tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể mà người ta sẽ tiến hành sử dụng từ ghép sao cho phù hợp.
Lực trong tiếng anh được biết đến với danh từ là từ force. Bên cạnh đó, lực còn được sử dụng với nhiều ý nghĩa khác như quyền lực, lực lượng, bạo lực,…Để biết được chính xác lực trong những nghĩa này, chúng ta cần phải đặt vào từng trường hợp cần thiết và tiến hành tìm hiểu xem như thế nào.
Bên cạnh đó, lực còn được dùng trong kính cường lực, một loại kính được sử dụng nhiều trong cuộc sống hiện nay. Kính cường lực với chất liệu cứng, chắc, độ bền bỉ cao, có độ an toàn cho người sử dụng,… khi kết hợp với các vật liệu khác như nhôm sẽ tạo nên những sản phẩm trang trí nội thất rất sáng tạo và thu hút.
Hiểu được về lực cũng như các ưu điểm về lực do đó Thành Long là nơi cũng như Địa chỉ quen thuộc cắt kính cường lực hiện nay tại tphcm với giá rẻ uy tín
Nhu cầu của con người ngày càng cao, kéo theo đó là sự phát triển của rất nhiều đơn vị chuyên cung cấp kính cường lực. Một trong những đơn vị bạn có thể tìm đến hiện nay khi có ý định cắt kính cường lực hoặc các sản phẩm kính cường lực hiện nay đó chính là nội thất nhôm kính đẹp Thành Long.
Với nhiều năm kinh nghiệm làm việc của mình, đã từng thực hiện nhiều dự án cắt kính các loại, chúng tôi sẽ tự tin giúp bạn có được sản phẩm phù hợp. Hơn ai hết, nội thất nhôm kính Thành Long hiểu được bạn đang mong muốn gì về một sản phẩm chất lượng với giá thành phải chăng.
Mọi nhu cầu và thắc mắc liên quan đến lực tiếng anh là gì, việc cắt kính cường lực, bạn đọc vui lòng liên lạc với nội thất nhôm kính Thành Long qua địa chỉ bên dưới, hân hạnh được chào đón và giúp đỡ tất cả mọi người khi đến với Thành Long – địa chỉ chuyên cắt kính cường lực hiện nay tại tphcm.
Cơ sở nhôm kiếng Thành Long
Địa chỉ : 320, Độc Lập, P. Tân Quý, Q. Tân Phú, Tp. Hồ Chí Minh
Tel: 0909 541 228(Mr Long)
***Xem thêm: kính xây dựng tiếng anh là gì