NộI Dung
Đầu tiên của Ba định luật về chuyển động của Sir Isaac Newton, tạo thành nền tảng của cơ học cổ điển, tuyên bố rằng một vật ở trạng thái nghỉ hoặc trong trạng thái chuyển động đều sẽ duy trì như vậy trong trường hợp không có ngoại lực. Nói cách khác, một lực là nguyên nhân gây ra sự thay đổi vận tốc hoặc gia tốc. Lượng gia tốc tạo ra trên một vật thể bằng một lực nhất định được xác định bởi khối lượng vật thể.
Lực và Vận tốc có hướng
Khi các nhà vật lý nói về vận tốc của vật thể, họ đang nói không chỉ về tốc độ của vật thể mà còn về hướng di chuyển của nó. Tương tự, lực có thành phần định hướng cũng như định lượng - một lực đối diện trực tiếp với vận tốc của vật có tác dụng khác với vật so với lực tác dụng theo góc vuông với chuyển động của nó. Theo thuật ngữ toán học, lực, vận tốc và gia tốc - là tốc độ thay đổi vận tốc do một lực tạo ra - là các đại lượng "vectơ", là một thuật ngữ ngụ ý thành phần định hướng của chúng.
Lực lượng hành động trên một chiếc máy bay
Cách dễ nhất để hiểu làm thế nào một lực làm thay đổi vận tốc của vật thể là tưởng tượng lực đó tác dụng cùng hướng với vận tốc. Ví dụ, các động cơ phản lực trên máy bay cung cấp một lực tác động theo hướng chuyển động của máy bay, giúp nó tăng tốc tích cực và khiến nó đi nhanh hơn. Mặt khác, ma sát không khí phản đối trực tiếp chuyển động của máy bay và giảm tốc độ; nếu động cơ ngừng hoạt động, máy bay sẽ rơi khỏi bầu trời. Nhưng khi lực của động cơ và lực đẩy của áp suất không khí lên cánh được thiết kế khí động học sẽ cân bằng lực ma sát và các lực giảm tốc khác, bao gồm cả trọng lực, máy bay bay với vận tốc không đổi về đích.
Lực hấp dẫn
Lực hấp dẫn mà mặt trời tác động lên Trái đất là một ví dụ về lực có thành phần định hướng quan trọng. Bởi vì lực hấp dẫn tác động đúng góc với chuyển động của Trái đất, nó không làm thay đổi tốc độ hành tinh di chuyển, nhưng nó liên tục thay đổi hướng. Kết quả là Trái đất di chuyển theo quỹ đạo gần tròn. Tốc độ Trái đất có thể tương đối ổn định, nhưng vận tốc của nó luôn thay đổi do lực hấp dẫn luôn kéo nó về phía mặt trời. Lực hấp dẫn tương tự giữ các vệ tinh trên quỹ đạo quanh Trái đất.
Sơ đồ cơ thể tự do
Mối quan hệ toán học giữa lực (F) tác dụng lên một vật và gia tốc của nó (a) là F = m • a, trong đó "m" là khối lượng của vật. Đơn vị cho lực trong hệ mét là newton, được đặt theo tên của Isaac Newton, nhà vật lý người Anh đã xây dựng mối quan hệ. Trong thế giới thực, thường có một số lực tác động lên một cơ thể, mỗi lực có một thành phần định hướng. Các lực này có thể là cơ học, trọng lực, điện hoặc từ tính trong tự nhiên. Để dự đoán chuyển động của vật thể, thường hữu ích khi vẽ sơ đồ vật thể tự do, là biểu diễn đồ họa của các lực này mô tả cường độ và hướng của mỗi vật.