力 身体が他の身体と相互作用した結果として経験する外的原因として定義されます。 2 つのオブジェクトが相互作用すると、それぞれのオブジェクトに力がかかります。
一般的に、物体を押したり引いたりする力を力と定義します。力は、他のオブジェクトによるオブジェクトによる相互作用の経験です。一般に、物体に力が加わると静止状態や運動状態が変化し、物体に加速度が加わります。
パンダがデータフレームを作成する
この記事では、力とその単位などについて詳しく学びましょう。
フォースとは何ですか?
あ 押したり引いたり 科学では物体の力を力と呼びます。力は2つのものが相互作用するときに発生します。力は大きさと方向の両方を持つベクトル量です。力の大きさはその強さを表します。力はまた、力が加えられる体の方向の変化を引き起こす可能性があります。
オブジェクトに適用されると、運動または静止の状態を変化させる傾向がある外部要素は、 と呼ばれます。 力 。力とは、単に 2 つの物体間の相互作用によって生じる物体に対する押したり引いたりすることです。
力によってアイテムが静止状態から動作状態に、またはその逆に移動することがあります。力を生み出すには、2 つ以上のものが相互に作用しなければなりません。たとえば、水中で帆船を推進させるときに風によって力が加えられます。また、重力によってリンゴが下に引っ張られるときにも力がかかります。物は力に応じて移動したり、速度が変化したり、形状が変化したりすることがあります。
力の単位
- 力はベクトル量であり、これは質量と大きさの両方を持つことを意味します。物体に作用する力は記号Fまたは
vec F 。 - 力の SI 単位は、 ニュートン(N) 。名前はイギリスの有名な科学者アイザック・ニュートンにちなんで命名されました。 1ニュートン力は、1kgの質量を1m/秒で加速するのに必要な力として定義されます2加えられた力の方向に。
- CGS システムでは、力の単位はダインです。
力の次元
力は物体の質量と加速度の積として定義されます。したがって、その寸法式は [MLT-2]。
力の影響
以下に、力の影響と例を示します。
- 力は物体の形や大きさを変えることができます。例：粘土造形では、手の力を利用して粘土の形や大きさを変えます。
- 力は物体の方向を変えることができます。例: クリケット選手は自分に向かってくる希望の方向にボールを打ちます。
- 力は物体の速度を変えることができます。例: ブレーキの摩擦力は、走行中の車両を停止または減速するために使用されます。
- 力は物体の静止状態や運動状態を変えることができます。例: 静止しているサッカーボールがキックされると動きます。
力の効果とその例を理解しましょう
力は物体の形や大きさを変えることができます
力が加わると形状が変化することがあります。たとえば、熱い鉄の棒をハンマーで叩くと、ハンマーによって加えられる力によって物体の形状が変化します。つまり、鉄の棒が曲がります。
力を加えるとサイズが変化する場合があります。例: ゴムバンドを伸ばすと、ゴムバンドを伸ばすことによって加えられる力により、ゴムバンドのサイズが増加します。
力は物体の方向を変えることができます
力が加わると方向が変わることがあります。例: サッカーボールを蹴ると、その方向が変わります。
力は物体の速度を変えることができます
クリケットや野球などのゲームで打者が動くボールを力強く打つと、ボールの速度が増加します。また、力の速さは力が加わる方向によって異なります。動く物体の方向に力を加えると速度が増加し、動く物体に力を加えると速度が低下します。
力は物体の静止状態や運動状態を変えることができます
力は動きに変化を引き起こします。たとえば、車のモーターによって発揮される力によって車は動きますが、ブレーキによって発揮される力によって車は停止します。
力の公式
力は質量との積によって定義されます。 加速度 オブジェクトの。質量のあるボディに メートル そして加速 ある 力は次のように計算できます。
F = で
どこ、
F は加えられる力、
メートル は物体の質量であり、
ある 物体の加速度です。
また、によると ニュートンの運動の第 2 法則 、力は運動量の時間変化率によって与えられます。数学的には、次のように与えられます。
F=dfrac{ ext{d}vec p}{ ext{d}t} どこ、
ext{d}vec p 勢いの変化です- dt 時代の変化です。
でも、勢い
vec p = mvec v どこ
- m は質量であり、
vec v 物体の速度です。
したがって、力は次のようになります。
egin{aligned}F&=dfrac{ ext{d}(mvec v)}{ ext{d}t}&=mdfrac{ ext{d}vec v}{ ext{d}t}&=mvec aend{aligned}
力の大きさと方向
大きな重りを動かすには、同じ方向に引っ張ったり押したりする必要があります。 2 人が体重を反対方向に押したり引いたりすると、合力は 2 つの力の合計になります。力の大きさはその強さを表します。力が反対方向に加えられると、合力の大きさは小さくなります。
さらに、等しい力と反対の力は相殺されるため、結果として生じる力はゼロになります。物品に力が加わると、形状の変化だけでなく速度の変化も生じます。物体に接触することによって物体に作用する力もあれば、物体に接触せずに作用する力もあります。接触力は、アイテムが接触したときに作用する力です。
接触力には、筋力と摩擦力が含まれます。非接触力とは、物品に接触せずに作用する力です。重力、電磁力、静電気力、非接触力はすべて力の例です。
力の種類
力は接触の有無にかかわらずオブジェクトに作用します。たとえば、ドアを押したり引いたりする場合はドアと接触する必要がありますが、棒磁石がある場合は、釘と接触せずに鉄の釘を簡単に引き付けることができます。したがって、科学には 2 種類の力があり、1 つは接触力、もう 1 つは非接触力です。
例を挙げて、それらが何であるかを詳しく見てみましょう。
接触力
物理的な接触によってのみ他の物体に加えられる力は、接触力と呼ばれます。
接触力の例としては、筋肉力や摩擦力が挙げられます。
筋力
筋力は、体の筋肉によって力が発揮される接触力です。たとえば、ジャンプする、蹴る、走る、歩く、登る、持ち上げる、押すなどの動作はすべて筋肉によって発揮される力です。
摩擦力
摩擦力は、他の物体に対する物体の運動状態に常に対抗する接触力です。たとえば、自転車を漕ぐのをやめると、徐々に速度が落ち、ある程度の距離を走ると止まります。
もっと詳しく知る、 摩擦力
非接触力
物理的な接触なしに他の物体に加えられる力は、非接触力と呼ばれます。
非接触力の例としては、磁力、静電力、重力などがあります。次に、非接触力の種類について詳しく説明します。
磁力
磁力は、磁石によって他の磁性体に及ぼされる非接触の力です。たとえば、磁石を鉄の釘に近づけると、磁石には力が働くため、磁石が鉄の釘に向かって磁石を引き寄せます。
静電力
静電気力は、帯電した物体によって離れた場所から別の物体に及ぼされる非接触の力です。たとえば、プラスチックの櫛で乾いた髪をこすると、帯電した櫛が小さな紙片を引き寄せます。
重力
重力は、ある程度の質量を持つ 2 つの物体間の非接触の力です。それは魅力的な力です。地球と物体との間に働く引力を重力といいます。
もっと詳しく知る、 重力
力の作用線
ガリレオは実験を用いて、物体に外力が作用していない場合、物体は一定の速度で移動することを実証しました。彼は、球体が傾斜面を転がり落ちると、重力の影響で球体の速度が上昇することを観察できました。
すべての力が等しくバランスが取れている場合、物体に作用する正味の力は 0 になります。ただし、物体に作用する正味の力は、物体に作用するすべての力が不均衡な力をもたらす場合、その速度の大きさまたは方向を変える可能性があります。これは、不均衡な力が物体を加速する可能性があることを示しています。たとえば、物体がさまざまな力を受け、静止していると判断された場合、物体に作用する正味の力はゼロであると推測できます。
の 力の作用線 物体に力を及ぼすときにたどる経路です。力の作用点は、物体に力が及ぼされる場所です。摩擦力は、接触している 2 つの物体の表面間の相対運動に抵抗し、表面に沿って作用する力です。
まとめ
力の基本的な概要は、以下で説明する表を参照すると理解できます。
| シンボル | F、 |
|---|---|
| 式 | F = ma OR |
| ユニット | ニュートン、キロムス-2 |
| スケーラーまたはベクトル | ベクトル量 |
| 寸法 | [MLT]-2] |
関連リソース
- 基本的な力
- 力の種類
力に関する解決済みの例
例 1: 質量が 500 kg、加速度が 60 m/s の物体の力を決定します。 2 。
解決：
考えると、
物体の質量、m = 500 kg。
加速度、a = 60 m/s2
力の公式によれば、
F = で
与えられた値を代入すると、
F=500kg×60m/s2
= 3 × 10 4 N
必要な力は3×10です4N
例 2: 20 kg の箱まで 5 m/s で加速するにはどれくらいの正味の力が必要か 2 ?
解決：
考えると、
箱の質量、m = 20 kg。
ボックスの加速度、a = 5 m/s2
力の公式によれば、
文字列を int に解析するF = で
与えられた値を代入すると、
F=20kg×5m/s2
= 100N
必要な力は、 100N
例 3: 加えられる力が 250 N、物体の質量が 50 kg の場合、物体の加速度を求めます。
解決：
与えられた
加えられる力は 250 N
物体の質量、m = 50 kg
物体の加速度、a =?
力の公式によれば、
F = で
与えられた値を代入すると、
250 = 50kg × a
a = 250/50
= 5m/秒 2
したがって、物体の加速度は、 5m/秒 2
例 4: 加えられる力が 220 N、物体の加速度が 15 m/s の場合、物体の質量を求めます。 2 。
解決：
与えられた
加えられる力は 225 N
物体の質量、m =?
物体の加速度、a = 15 m/s2
力の公式によれば、
F = で
与えられた値を代入すると、
225 = メートル×15
m = 225/15
= 15kg
したがって、物体の質量は、 15kg
Force に関するよくある質問
Q1: フォースとは何ですか?
答え：
物体を押すまたは引くことは、力として定義されます。力は、オブジェクトの状態を変化させる傾向のある 2 つのオブジェクト間の相互作用です。
Q2: 力の SI 単位とは何ですか?
答え：
力の SI 単位はニュートンです。 1ニュートンは、1kgの物体が1m/s2で加速するときにかかる力として定義されます。
Q3: 摩擦とはどんな力ですか?
答え：
摩擦は、2 つの物体が互いに接触しているときにのみ作用する接触力です。それは反対の力です。つまり、常に物体の動きに反対します。
Q4: 何を 強制的にできるのか？
答え：
Force では次のようなさまざまなことができます。
- 力は物体の方向を変えることができます。
- 力は静止状態または運動状態を変えることができます。
- 力は物体の速度を変えることができます。
- 力は物体の形や大きさを変えることができます。
Q5: 相互作用に基づく力は何種類ありますか?
答え：
2 つの物体間の相互作用に基づいて、力は 2 つのカテゴリに分類できます。
- 接触力
- 非接触力
Q6: 自然界で最も弱い力はどれですか?
答え：
すべての基本的な力の中で、重力は最も弱い力であり、自然界で最も弱い力であるとも考えられています。
Q7: 力はスカラー量ですか?
答え：
力はスカラー量ではありません。方向も大きさもあるから。したがって、力はベクトル量です。
Q8: リンゴが木から落ちますが、これらの現象はどの力によって引き起こされるのでしょうか?
答え：
リンゴの落下の原因は重力です。重力は、地球とあらゆる物体との間の引力です。