Что такое сила?

О людях, способных поднимать тяжелые предметы, говорят, что они обладают большой силой. Силачи много тренируются для того, чтобы на соревнованиях приложить бóльшую силу, чем другие участники, и завоевать титул чемпиона. Что же такое сила и как ее измерить?

Китаянка Чжоу Лулу – одна из сильнейших женщин мира и бывшая обладательница мирового рекорда в тяжелой атлетике с результатом 333 кг (146 кг в рывке + 187 кг в толчке).

Сила и ее приложение

Любое тело характеризует масса. Чем больше масса тела, тем тяжелее его передвинуть. Например, шкаф с книгами значительно сложнее передвинуть, чем пустой. Значит, чтобы передвинуть более тяжелые предметы, необходимо приложить больше усилий. Сила – это физическая величина, характеризующая действие одного тела на другое. Действие на другое тело с определенной силой называется приложением силы. Например, когда навозный жук толкает шар, одно тело (жук) оказывает влияние на другое (шар). Чем бόльшую силу прикладывает жук, тем быстрее двигается шар. В качестве примера можно привести и лошадь, которая прикладывает силу, чтобы тянуть повозку. Силу прикладывают для того, чтобы толкать или тянуть.

Жук прикладывает силу, чтобы толкать шар.
Ездовые собаки прикладывают силу, чтобы тянуть сани.

Футболисты прикладывают силу, чтобы заставить мяч двигаться. Чтобы сделать точную передачу товарищу по команде или же забить мяч в ворота, необходимо приложить силу в правильном направлении. Таким образом, сила имеет направление. Круглая форма мяча сохраняется за счет находящегося внутри воздуха, который действует на его стенки с определенной силой. Довольно сдутый футбольный мяч сплющивается при ударе, т. е. приложенная сила деформирует мяч.

Приложение силы меняет направление и скорость движения мяча.

На рисунке сила обозначается стрелкой. Начало стрелки расположено в точке приложения, т. е. в месте, куда была приложена сила. Направление стрелки показывает направление действия силы, а длина стрелки – величину силы. Чем больше сила, тем длиннее стрелка. Таким образом, чтобы изобразить на рисунке увеличение силы в два раза, нужно увеличить длину исходной стрелки в два раза.

Сила оказывает влияние на движение тела, она может заставить тело двигаться быстрее или медленнее, изменить направление движения или форму тела.

Сила прикладывается для того, чтобы .

Сила прикладывается для того, чтобы .

Сила прикладывается для того, чтобы .

Подумай!

  • Приведи примеры ситуаций, где ты прикладываешь силу.
  • Как приложение силы влияет на движущееся тело?

Динамометр

Зачастую бывает необходимо измерить величину действующей силы, например, если мы хотим узнать, какую силу выдержит трос, строительный материал или ткань. Для измерения силы используется динамометр. Простейший динамометр состоит из пружины и шкалы. Шкала зависит от упругости пружины. Подобный динамометр работает по принципу деформации: чем больше силы нужно приложить, чтобы, например, порвать ткань, тем больше растягивается пружина.

Единицей измерения силы является ньютон (1 Н). Ее название произошло от фамилии известного английского физика Исаака Ньютона. Единица измерения силы является производной от основных единиц килограмма, метра и секунды  ( 1 Н = 1 кг · м с2 ) .  Сила обозначается латинской буквой F (англ. force).

Простейший динамометр.
Буксировочный трос выдерживает силу в 18 кН.

Точность измерений динамометра:  Н.

Диапазон измерений динамометра:  Н.

Подумай!

  • Опиши роль пружины в динамометре.
  • Кто и для чего может использовать динамометр?

Основные понятия

  • Сила – физическая величина, характеризующая действие одного тела на другое.
  • Сила прикладывается для того, чтобы толкать или тянуть.
  • Сила измеряется в ньютонах (1 Н) и обозначается символом F.
  • Динамометр – прибор для измерения силы.
  • Сила характеризуется точкой приложения, направлением и величиной.