Lectia 2: Forta si reprezantarile ei

Intelegerea Fortei

O forta este o impingere sau o tragere asupra unui obiect rezultind din interactiunea cu un alt obiect. Daca exista o interactiune intre doua obiecte exista si o forta actionind asupra fiecarui obiect. Cind interactiunea inceteaza, cele doua obiecte nu mai sint supuse fortelor.

Din consideratie pentru simplitate, toate fortele de interactiune dintre obiecte se impart in doua categorii:

• forte de contact direct, si
• forte de actiune la distanta

Fortele de contact sint tipuri de forte in care cele doua obiecte interactionind sint in contact direct unul cu altul. Exemple de forte de contact sint fortele de frecare, forte de intindere, forte normale, rezistenta aerului si forte aplicate. Aceste forte vor fi discutate in detaliu in Lectia 2 precum si in alte citeva lectii.

Fortele de actiune la distanta sint forte in care cele doua obiecte care interactioneaza nu sint in contact fizic direct unul cu altul, dar sint capabile sa execite impingeri si trageri in ciuda separari lor. Exemple de forte de actiune la distanta includ fortele gravitationale (ex. soarele si planetele exercita o atractie gravitationala unul fata de celalat in ciuda separari spatiale apreciabile; chiar cind piciorul tau parasete pamintul si numai esti mai mult timp in contact cu pamintul, exista o atractie gravitationala intre tine si pamint, forte electrice (ex.  protoni in nucleul unui atom si electronii din exterior practica o atractie electrica unul spre altul in ciuda distantei mici care-i separa) si fortele magnetice (ex. doi magneti care exercita forte de atractie sau respingere unul fata de altul cind sint separati la o distanta relativ mica de citiva mm sau cm). Aceste forte de actiune la distanta vor fi discutate in detaliu mai tirziu in
Lectia 2 precum si in alte citeva lectii.

Forte de contact	Forte de actiune la distanta
Forte de frecare	Forte gravitationale
Forte de intindere	Forte electrice
Forte normale	Forte magnetice
Forte de rezistenta a aerului
Forte aplicate
Foret de arc

Forta este o marime care este masurata cu o unitate de masura denumita  Newton. Un Newton este forta ceruta sa provoace unei mase de 1 kg o acceleratie de 1 m/s². Un Newton este prescurtat cu "N." Daca spui
"10.0 N," se intelege o forta de 10.0 Newton-i. Astfel unitatea echivalenta in sistemul de masuri international SI este:

Forta este o marime vectoriala. Asa cum ati inavatat mai inainte, o marime vectoriala este o marime caracterizata prin modul (sau valoarea absoluta) si directie (prin directie intelegem si punctul de aplicatie al fortei si sensul pe o dreapta care poate avea doua sensuri). Pentru a descrie complet forta care actioneaza asupra unui obiect trebuie folosite amindoua modulul si directia.  Astfel, sa spui 10 Newton-i nu este de ajuns. Prin contrast, 10 Newton-i, in jos este o descriere completa, pentru ca am folosit si modulul si directia (in jos inseamna si directia verticalei si sensul propriu zis iar despre punctul de aplicatie numai amintim pentru ca se considera ca dreapta directiei verticale contine punctul in care se considera concentrata toata masa obiectului).

Deoarece forta este un vector este usor sa folosim diagrame in care fortele-vector sint reprezentate prin sageti (ca de altfel orice vector). Asemenea diagrame vectoriale au fost introduse mai inainte si vor fi folosite in toate studiile de fizica. Marimea sagetii reflecta modulul iar dreapta si sageata releva directia in care forta actioneaza. (Asemenea diagrame sint cunoscute ca diagrame ale corpului liber si vor fi discutate  mai tirziu in aceasta lectie.) Mai departe, deoarece fortele sint vectori, influenta unei forte individuale asupra unui obiect este cel mai adesea anulata de influenta altei forte actionind asupra aceluiasi obiect. De exemplu influenta a 20-Newton in sus asupra cartii din cauza mesei este anulata de influenta a 20-Newton in jos din cauza gravitatiei. In asemenea exemple despre cele doua forte se spune ca sint "in echilibru una cu alta"; asupra carti nu ar exista forta neechilibrata.

Alte situatii pot fi imaginate in care doua forte se anuleaza reciproc "sint in echilibru" si o a treia exista fara a fi echilibrata de o alta.  De exemplu, imagineaza-ti o carte alunecind pe o masa de la stinga la dreapta pe suprafata rugoasa a unei mese. Forta in jos a gravitatii si forta in sus a mesei care sustine cartea sint egale in modul si actioneaza pe aceeasi dreapta dar in sensuri opuse, astfel se echilibreaza reciproc. Oricum, forta de frictiune actioneaza spre stinga, si nu exista spre dreapta o forta s-o echilibreze. In acest caz, o forta neechilibrata actioneaza asupra cartii sa-i schimbe starea de miscare si cartea din ce in ce mai incet se opreste.

Detalii exacte ale desenarii diagramei corpului liber sint discutate mai tirziu. Pentru acum, accentul se pune pe faptul ca forta este marime vectoriala care are modul si directie. Importanta acestui fapt va deveni clara in timp ce forta individuala care actioneaza asupra unui obiect va fi analizata. .

Urmeaza >>