FORCES elementals

Totes les forces de l’univers es basen en quatre interaccions fonamentals o forces elementals:

  • Força gravitatòria: força d’atracció entre 2 masses (m1, m2)
  • Força nuclear: força d’atracció que manté els protons i els neutrons junts dins del nucli àtomic. Actua només a distàncies molt curtes.
  • Força elèctrica: força d’atracció o repulsió entre càrregues elèctriques (++, -, + -, - +)
  • Força magnètica: força d’atracció o repulsió entre els pols dels imants o les partícules magnetitzades (NN, SS, NS, SN)

D'aquestes forces, la força gravitacional és la més feble.

En ciència, un camp és una regió d’espai on hi ha determinades forces, de manera que parlem de camps gravitatoris, camps elèctrics, camps magnètics.

A causa de la relació entre electricitat i magnetisme, és habitual parlar d’electromagnetisme, camps electromagnètics i forces electromagnètiques.

 

FORÇA APLICADA

A part de les forces elementals sempre presents, som lliures d'aplicar una força a qualsevol objecte, en qualsevol moment.

En física, una força és qualsevol interacció que, si no es oposa, canviarà el moviment d'un objecte. No obstant això, molt sovint els objectes no es poden moure lliurement, ja que tenen forces simultànies que actuen sobre elles. En lloc de moure's, aquests objectes pateixen una certa "tensió mecànica interna". Vegeu a continuació un exemple de cada tipus:

Resultat d'imatges de balanced forces on a person gif Resultat d'imatges de balanced forces on a person gif

 

FORCES COMBINADES

Parlem de forces combinades quan tenim 2 o més forces que actuen simultàniament en un objecte. Si aquestes forces funcionen en direccions oposades, l'objecte no es pot moure i pateix "tensió mecànica interna". Podem identificar els següents tipus de forces combinades.

FORCES COMBINADES

 Exemple d’objecte

 portant aquest tipus de força

 Exemple d’estructura (vareta)

 portant aquest tipus de força

COMPRESSIÓ  les potes de la taula  Puntal
TENSIÓ o TRACCIÓ  la corda que subjecta la llum de sostre  Tensor
FLEXIÓ  un trampolí  Biga
TORSIÓ  una broca o un taladre  Eix
TALL  un paper tallat per unes tissores  Biga on està recolzada per la paret

 Image result for compressive forces

La força de flexió es pot veure com a COMPRESSIÓ a la part superior + TENSIÓ a la part inferior.

Image result for tensile strength

 

FORÇA APLICADA en un objecte en moviment

En física, una força és qualsevol interacció que, si no es oposa, canviarà el moviment d'un objecte. Una força pot fer que un objecte amb massa canviï la seva velocitat (que inclou començar a moure's des d'un estat de repòs), és a dir, accelerar. La força també es pot descriure de manera intuïtiva com a empenta o tirada. Una força té la magnitud i la direcció, fent-la una quantitat de vector. Es mesura en la unitat SI de Newtons i representada pel símbol F.

Un newton és la força necessària per accelerar un quilogram de massa a la velocitat d’un metre per segon al quadrat en la direcció de la força aplicada.

Resultat d'imatges de balanced forces on a person gif

 

F = m x a

on

  • f (N o Newtons)
  • m (kg)
  • a (m / s2)

Exemple: calculeu la força de gravetat (també coneguda com a pes) assumint m = 70 kg i ag = 10m/s2

F (N) = m (kg) x ag (m / s2)

         = 70 x 10 = 700 N

Els conceptes relacionats amb la força inclouen: empenta, que augmenta la velocitat d’un objecte; arrossega, que disminueix la velocitat d'un objecte; i el parell, que produeix canvis en la velocitat de rotació d’un objecte. En un cos estès, cada part sol aplicar forces a les parts adjacents; la distribució d'aquestes forces a través del cos és la tensió mecànica interna. Aquestes tensions mecàniques internes no provoquen cap aceleració d’aquest cos a mesura que les forces s’equilibren entre elles.

Force examples.svg