Sadržaj
Prvi od tri zakona kretanja Sir Isaaca Newtona, koji čine osnovu klasične mehanike, kaže da će objekt u mirovanju ili u stanju jednoobraznog kretanja ostati tako neodređen u nedostatku vanjske sile. Drugim riječima, sila je ona koja uzrokuje promjenu brzine ili ubrzanje. Količina ubrzanja proizvedenog na objektu određenom silom određuje se mase predmeta.
Sila i brzina su usmjereni
Kada fizičari govore o brzini predmeta, oni govore ne samo o brzini predmeta, već io smjeru u kojem se kretanje. Slično tome, sila ima i usmjernu komponentu, ali i kvantitativnu - sila koja se direktno suprotstavlja brzini predmeta ima drugačiji učinak na objekt od sile koja djeluje pod pravim kutom na njegovo kretanje. Matematički gledano, sila, brzina i ubrzanje - koja je brzina promjene brzine proizvedene silom - su "vektorske" količine, što je pojam koji podrazumijeva njihovu smjeru usmjerenja.
Sile koje djeluju u zrakoplovu
Najlakši način da shvatite kako sila mijenja brzinu predmeta je zamišljanje te sile koja djeluje u istom smjeru kao i brzina. Na primjer, mlazni motori u zrakoplovu pružaju silu koja djeluje u smjeru kretanja zrakoplova, dajući mu pozitivno ubrzanje i ubrzavajući ga. Trenje zraka, s druge strane, izravno se protivi gibanju aviona i usporava ga; ako motori prestanu raditi, avion će pasti s neba. Ali kada sila motora i potisak tlaka zraka na aerodinamički oblikovana krila uravnotežuju silu trenja i ostale sile usporavanja, uključujući gravitaciju, zrakoplov leti stalnom brzinom prema svom odredištu.
Sila gravitacije
Gravitacijska privlačnost koju Sunce vrši na Zemlji primjer je sile sa važnom komponentom usmjerenja. Budući da gravitaciona sila djeluje pod pravim kutom u odnosu na Zemljino kretanje, ona ne mijenja brzinu kojom planet putuje, ali stalno mijenja smjer. Kao rezultat toga, Zemlja se kreće u gotovo kružnoj orbiti. Zemljina brzina može biti relativno konstantna, ali njena se brzina uvijek mijenja kao posljedica sile gravitacije koja je uvijek vuče prema suncu. Ista gravitaciona sila održava satelite u orbiti oko Zemlje.
Dijagrami slobodnog tijela
Matematički odnos između sile (F) koja djeluje na objekt i njegovog ubrzanja (a) je F = m • a, gdje je "m" masa objekta. Jedinica sile u metričkom sustavu je newton, koji je dobio ime po Isaacu Newtonu, engleskom fizičaru koji je formulirao odnos. U stvarnom svijetu obično djeluje nekoliko sila na tijelo, od kojih svaka ima komponentu usmjerenja. Te sile mogu biti mehaničke, gravitacijske, električne ili magnetske prirode. Za predviđanje kretanja objekta često je korisno crtati dijagram slobodnog tijela, što je grafički prikaz tih sila koji prikazuju veličinu i smjer svake.