FYSIIKAN 31 VOIMATYYPPIÄ JA NIIDEN OMINAISUUKSIA - FYYSINEN - 2026

Voimia on erityyppisiä riippuen niiden merkityksestä, suuruudesta tai voimakkuudesta, vaikutuksesta ja suunnasta. Voima on mikä tahansa aine, jolla on kyky muuttaa kehon tilaa, riippumatta siitä onko se liikkeessä vai levossa.

Voima voi olla myös elementti, joka aiheuttaa kehon muodonmuutoksen. Fysiikan alalla se voidaan määritellä vektorimääränä, joka vastaa elementtien välisen lineaarisen momentinvaihdon voimakkuuden mittaamisesta. Voiman mittaamiseksi on tiedettävä sen yksiköt ja arvot, mutta myös missä sitä käytetään ja mihin suuntaan.

Voit edustaa voimaa graafisesti valitsemalla vektorin. Mutta siinä on oltava neljä peruselementtiä: järkeä, käyttökohtaa, suuruutta tai voimakkuutta ja toimintalinjaa tai suuntaa.

Fysiikan voimatyypit

Voimia on useita tyyppejä, joista joitakin kutsutaan luonnon perusedellytyksiksi ja monia muita, jotka ilmaisevat näitä perustoimintoja.

- Perusvoimat

Painovoima

Newtonin heiluri auttaa ymmärtämään painovoiman käsitettä.

Tämä on yksi tunnetuimmista voimista, etenkin koska se oli yksi ensimmäisistä, jota tutkittiin. Se on houkutteleva voima, joka syntyy kahden ruumiin välillä.

Itse asiassa ruumiin paino johtuu vaikutuksesta, jonka maapallon gravitatiivinen vetovoima siihen kohdistaa. Painovoiman säätelee sekä etäisyys että molempien kappaleiden massa.

Isaac Newton löysi yleisen painovoimalain, joka julkaistiin vuonna 1686. Painovoima antaa kehon pudota maan päälle. Ja se on vastuussa myös liikkeistä, joita havaitaan maailmankaikkeudessa.

Toisin sanoen se, että Kuu kiertää maata tai että planeetat kiertävät aurinkoa, on gravitaatiovoiman tuote.

Sähkömagneettinen voima

Toinen päivittäinen voima on sähkömagneettiset vuorovaikutukset, joihin kuuluvat sähköiset ja magneettiset voimat. Se on voima, joka vaikuttaa kahteen kehoon, jotka ovat sähköisesti varautuneita.

Sitä tuotetaan suuremmalla intensiteetillä kuin gravitaatiovoima ja se on myös voima, joka sallii molekyylien ja atomien kemialliset ja fysikaaliset modifikaatiot.

Sähkömagneettinen voima voidaan jakaa kahteen tyyppiin. Kahden varautuneen hiukkasen välistä voimaa levossa kutsutaan sähköstaattiseksi voimaksi. Toisin kuin painovoima, joka on aina houkutteleva voima, tässä voima voi olla sekä vastenmielinen että houkutteleva. Mutta kun voima syntyy kahden liikkuvan hiukkasen välillä, toinen voima, nimeltään magneettinen, limittyy.

Vahva ydinvuorovaikutus

Se on vahvin tyyppinen vuorovaikutus, joka on olemassa, ja se on vastuussa atomiydin komponenttien pitämisestä yhdessä. Se toimii samalla tavalla kahden nukleonin, neutronin tai protonin välillä ja on voimakkaampi kuin sähkömagneettinen voima, vaikka sen etäisyys on pienempi.

Protonien välissä oleva sähköinen voima saa ne torjumaan toisiaan, mutta ydinpartikkeleiden välillä esiintyvä suuri gravitaatiovoima antaa mahdollisuuden vastustaa tätä heijastumista ytimen vakauden ylläpitämiseksi.

Heikko ydinvuorovaikutus

Tunnetaan heikkona voimana, tämä on vuorovaikutustyyppi, joka sallii neutronien beetahajoamisen. Sen soveltamisala on niin lyhyt, että se on merkityksellinen vain ydinmittakaavassa. Se on vähemmän voimakas voima kuin vahva, mutta voimakkaampi kuin painovoima. Tämäntyyppinen voima voi aiheuttaa houkuttelevia ja karkottavia vaikutuksia, samoin kuin aiheuttaa modifikaatioita prosessissa mukana oleviin hiukkasiin.

- Johdetut joukot

Päävoimien luokittelun lisäksi voima voidaan jakaa myös kahteen tärkeään luokkaan: etäisyysvoimat ja kosketusvoimat. Ensimmäinen on, kun mukana olevien kappaleiden pinta ei hiero.

Näin on painovoiman ja sähkömagneettisen voiman kanssa. Ja toinen on suora kosketus niiden elinten välillä, jotka ovat fyysisesti vuorovaikutuksessa kuin tuolia työntäessä.

Kosketusvoimat ovat tämän tyyppisiä voimia.

normaali vahvuus

Normaali voima on se, jonka pöytä kohdistaa siihen lepäävälle tiimalasille.

Tämä on voima, jonka pinta kohdistaa esineeseen, jota se tukee. Tässä tapauksessa rungon suuruus ja suunta kohdistuvat vastakkaiseen suuntaan kuin keho, jolla se lepää. Ja voima toimii kohtisuorassa ja ulos mainitusta pinnasta.

Tällainen voima nähdään, kun tukeamme kirjaa esimerkiksi pöydälle. Siellä esine on levossa pinnalla ja tässä vuorovaikutuksessa vain paino ja kosketusvoima vaikuttavat.

Soveltuva voima

Kun rangaistus potkaistaan, palloon kohdistuu käytetty voima

Tässä tapauksessa se on voima, jonka esine tai ihminen siirtää toiseen ruumiiseen, olipa se sitten toinen esine tai toinen ihminen. Käytetty voima vaikuttaa aina suoraan vartaloon, mikä tarkoittaa, että suora kosketus tapahtuu aina. Tätä tyyppiä käytetään voimaa palloa potkiessaan tai laatikkoa työntäessä.

Joustava voima

Jous on esine, jolla on joustava potentiaalienergia.

Tällainen voima esiintyy, kun jousi, puristettu tai venytetty, pyrkii palaamaan hitaustilaansa. Tällaiset esineet saadaan palaamaan tasapainotilaan, ja ainoa tapa saavuttaa tämä on voiman kautta.

Liike tapahtuu, koska tämäntyyppiset esineet varastoivat potentiaaliksi kutsuttu energiaa. Ja juuri tämä käyttää voimaa, joka palauttaa sen alkuperäiseen tilaansa.

Magneettinen voima

Magneetit lähettävät magneettisen voiman, jonka avulla ne voivat houkutella tiettyjä metalleja ilman tarvetta koskea niihin.

Tämä on eräänlainen voima, joka syntyy suoraan sähkömagneettisesta voimasta. Tämä voima syntyy, kun sähkövaraukset ovat liikkeessä. Magneettiset voimat riippuvat hiukkasten nopeuksista ja niiden normaalisuunta on suhteessa varautuneen hiukkasen nopeuteen, johon ne vaikuttavat.

Se on eräänlainen voima, joka on kytketty magneetteihin, mutta myös sähkövirtaan. Sille on ominaista vetovoiman tuottaminen kahden tai useamman kehon välillä.

Magneettien tapauksessa niillä on eteläpää ja pohjoinen pää, ja jokainen niistä houkuttelee vastakkaiset päät itsensä toiseen magneettiin. Mikä tarkoittaa, että vaikka navat torjuvat toisiaan, vastakohdat houkuttelevat. Tämän tyyppinen vetovoima esiintyy myös joissakin metalleissa.

Sähkövoima

Jos hierot ilmapalloa hiuksillasi, se saa ominaisuuden houkutella kehoja. Siksi tämä kissanpentu ei voi päästä eroon siitä.

Tämä on voimatyyppi, joka syntyy kahden tai useamman varauksen välillä, ja näiden voimakkuus riippuu suoraan mainittujen varausten välisestä etäisyydestä ja niiden arvoista.

Kuten magneettisessa voimassa, jolla on yhtä suuret navat, saman merkin varaukset hylkivät toisiaan. Mutta ne, joilla on erilaisia ​​merkkejä, houkuttelevat toisiaan. Tässä tapauksessa voimat ovat voimakkaampia riippuen siitä, kuinka lähellä ruumiit ovat toisiinsa.

Kitka tai kitkavoima

Tällainen voima esiintyy, kun vartalo liu'utetaan pinnan yli tai kun sitä yritetään tehdä. Kitkavoimat eivät koskaan auta liikkeitä, mikä tarkoittaa, että ne vastustavat sitä.

Periaatteessa se on passiivinen voima, joka yrittää hidastaa tai jopa estää kehon liikkumista, suunnasta riippumatta.

Kitkavoimia on kahta tyyppiä: dynaaminen ja staattinen.

Dynaamiset kitkavoimat

Luistimet luovat dynaamisen kitkan

Ensimmäinen on voima, joka tarvitaan kahden vuorovaikutuksessa olevan ruumiin liikkeen tasaiseksi. Tämä on voima, joka vastustaa kehon liikettä.

Staattiset kitkavoimat

Toinen, staattinen voima, on se, joka vahvistaa vähimmäisvoiman, joka tarvitaan ruumiin liikuttamiseen. Tämän voiman tulisi olla yhtä suuri kuin pinta, jonka kanssa liikkeessä olevat kaksi kehoa ovat kosketuksessa.

Kitkavoimalla on keskeinen rooli jokapäiväisessä elämässä. Staattisen kitkan suhteen se on erittäin hyödyllinen voima, koska se antaa ihmisille mahdollisuuden kävellä kuten he tekevät, ja se myös sallii kynän pitämisen.

Ilman tätä voimaa pyöräkuljetusta, sellaisena kuin se nykyään tunnetaan, ei olisi olemassa. Dynaaminen kitka on yhtä tärkeää, koska se on voima, joka antaa minkä tahansa liikkuvan kappaleen pysähtyä.

Vetovoima

Tämäntyyppinen voima esiintyy, kun köysi, vaijeri, jousi tai kaapeli on sidottu runkoon ja sitten vedetään tai vedetään tiukasti. Tämä vuorovaikutus tapahtuu sidotun esineen rinnalla ja poispäin vastakkaiseen suuntaan.

Vetovoiman arvo on tässä tapauksessa yhtä suuri kuin köyden, jousen, vaijerin jne. Hallussaan oleva jännitys sillä hetkellä, kun voima kohdistuu.

Aerodynaaminen vetovoima

Tämän tyyppinen voima tunnetaan myös ilmavastusena, koska se on voima, joka kohdistuu vartaloon sen liikkuessa ilman läpi. Aerodynaaminen vetovoima luo vastustusta siten, että vartalo estyy liikkumasta eteenpäin ilmassa.

Tämä tarkoittaa, että esineen aiheuttama vastus on aina vastakkaisessa suunnassa kuin rungon nopeus. Joka tapauksessa tämäntyyppinen voima voidaan havaita - tai se havaitaan selkeämmin - vain silloin, kun kyse on suurista kappaleista tai kun se liikkuu suurilla nopeuksilla. Eli mitä pienempi esineen nopeus ja koko, sitä alhaisempi sen vastus ilmalle.

Punnerrus

Tämän tyyppinen voima syntyy, kun ruumis upotetaan veteen tai muuhun nesteeseen. Tässä tapauksessa vartalo näyttää olevan paljon kevyempi.

Tämä johtuu siitä, että objektia upotettaessa kaksi voimaa toimii samanaikaisesti. Oma kehosi paino, joka työntää sinut alas, ja toinen voima, joka työntää sinut alhaalta ylöspäin.

Kun tämä voima esiintyy, sisältämä neste nousee tasolle, koska kelluva kappale syrjäyttää osan vedestä. Toisaalta tietääksesi, pystyykö vartalo kellumaan, on tiedettävä, mikä on sen ominaispaino.

Tämän määrittämiseksi sinun on jaettava paino tilavuudella. Jos paino on suurempi kuin työntövoima, vartalo uppoaa, mutta jos se on pienempi, se kelluu.

Sidosvoima

Jos haluat määrittää tuloksena olevan voiman, jonka toiminta kohdistaa hiukkaselle, sinun on analysoitava toisen tyyppinen voima, sitomisvoima. Aineellisen pisteen sanotaan olevan kytkettynä, kun on fyysisiä ongelmia, jotka rajoittavat sen liikkeitä.

Juuri näitä fyysisiä rajoituksia kutsutaan ligatuureiksi. Tämäntyyppinen voima ei tuota liikettä. Sen tehtävänä on pikemminkin estää aktiivisten voimien tuottamia liikkeitä, jotka eivät ole yhteensopivia ligatuurien kanssa.

Molekyylivoima

Tämän tyyppisellä voimalla ei ole perustavanlaatuista luonnetta, kuten ensimmäisellä neljällä perusvoimalla, eikä sitä johdeta niistä. Mutta se on silti tärkeä kvantimekaniikan kannalta.

Kuten nimensä viittaa, molekyylivoima on se, joka toimii molekyylien välillä. Nämä ovat yhden molekyylin ytimien ja elektronien välisen sähkömagneettisen vuorovaikutuksen ilmenemismuotoja toisen molekyylin kanssa.

Inertiavoima

Voimat, joille hiukkasesta vastaava elin voidaan tunnistaa, tunnetaan todellisina voimina. Mutta näiden voimien kiihtyvyyden laskemiseksi tarvitaan referenssielementti, jonka on oltava inertti.

Inertiaalinen voima on tällöin se, joka vaikuttaa massaan, kun tietty keho kohdistuu kiihtyvyyteen. Tämän tyyppinen voima voidaan havaita vain kiihdytetyissä vertailukehyksissä.

Tämän tyyppinen voima pitää astronautit liimattuina istuimilleen, kun raketti nousee. Tämä voima on vastuussa myös henkilön heittämisestä auton tuulilasiin onnettomuuden aikana. Inertiovoimilla on sama suunta, mutta suunta, joka on päinvastainen kuin kiihtyvyys, jolle massa kohdistuu.

- Voimatyypit tiettyjen parametrien mukaan

Määrästä

Voima, joka vaikuttaa kaikkiin tietyn kehon hiukkasiin, kuten magneettisiin tai gravitaatiovoimiin.

Pinnasta

Ne vaikuttavat vain kehon pintaan. Ne jaetaan jakautuneisiin (palkin paino) ja täsmällisiin (hihnapyörän ripustettaessa).

Ottaa yhteyttä

Voima kohdistava vartalo on suorassa kosketuksessa. Esimerkiksi kone, joka työntää huonekalun.

Etäisyydestä

Voimaa käyttävä vartalo ei ole kosketuksissa. Ne ovat gravitaatio-, ydin-, magneetti- ja sähkövoimia.

Staattinen

Voiman suunta ja voimakkuus muuttuvat vähän, kuten lumen tai talon paino.

Dynamiikka

Kohteeseen vaikuttava voima vaihtelee nopeasti, kuten iskuissa tai maanjäristyksissä.

Tasapainoinen

Voimat, joiden suunnat ovat vastakkaiset. Esimerkiksi, kun kaksi saman painoista ja samalla nopeudella liikkuvaa autoa törmäävät.

tasapainoton

Esimerkiksi, kun kuorma-auto törmää pienen auton kanssa. Kuorma-auton voima on suurempi, ja siksi ne ovat epätasapainossa.

kiinteät

Ne ovat voimia, jotka ovat aina läsnä. Esimerkiksi rakennuksen tai korin paino.

muuttujat

Voimat, jotka voivat ilmestyä ja kadota, kuten tuuli.

Toiminnasta

Kohteen kohdistama voima, joka liikuttaa tai muuntaa toista. Esimerkiksi henkilö, joka osuu seinään.

reaktio

Keho, johon voima kohdistuu, vaikuttaa reaktiovoimaan. Esimerkiksi seinä, kun se osuu, kohdistaa reaktiovoiman.

Viitteet

1. Zemansky, S. (2009). «Yliopistofysiikka. Nide 1. Kahdestoista painos. Meksiko". Palautettu sivustosta fisicanet.com.ar.
2. Medina, A; Ovejero, J. (2010). «Newtonin lait ja niiden sovellukset. Soveltavan fysiikan laitos. Salamancan yliopisto. Madrid". Palautettu osoitteesta ocw.usal.es.
3. Medina, C. (2015). "Työnnä voimaa ylös". Palautettu prezi.com-sivustosta.