Esempi di forze esterne: visione esaustiva

Le forze esterne e interne sono le due categorie fondamentali delle forze. Le forze esterne sono ulteriormente classificate in forze di contatto e forze senza contatto.

Come dice il nome stesso, una forza esterna è una forza che agisce su un sistema circondandolo. Il sistema ha bisogno di forza per accelerare o cambiare la sua energia cinetica, l'ambiente circostante fornisce questa forza esterna a un sistema. Discutiamo in dettaglio gli esempi di forze esterne.

Esempi di forze esterne

• Forza di attrito
• Forza normale
• Forza di tensione
• Forza applicata
• Resistenza dell'aria
• Forza di galleggiamento

Forza di attrito

Quando due corpi in movimento eseguono un movimento l'uno rispetto all'altro e le superfici di questi due corpi entrano in contatto, si verifica l'attrito. Questo attrito esercita una forza su entrambi i corpi e cerca di fermare il loro movimento o li aiuta ad accelerare.

L'attrito è una forza esterna autoregolante, quindi si regola in base alla necessità di movimento. L'attrito è una forza squilibrata ed è principalmente divisa in due tipi.

• L'attrito statico è l'attrito tra le superfici di due corpi quando i corpi non si muovono l'uno rispetto all'altro. L'attrito statico dipende principalmente dalla natura del carattere e dalla forza normale. Se la superficie è liscia, l'attrito statico è minimo e l'attrito statico ruvido è massimo.
• Attrito cinetico: è l'attrito tra due corpi quando sono in movimento. Quando la forza esterna supera il valore dell'attrito statico, il corpo inizia a muoversi e l'attrito tra superficie e corpo diminuisce; questo attrito ridotto è cinetico. La grandezza di l'attrito dinamico è minore di quello statico attrito.

Forza normale  

La forza normale è la forza esercitata dal fiore sul corpo che sta sopra quel fiore. Il grandezza della forza normale è uguale al peso del corpo e la direzione è perpendicolare alla superficie su cui si trova il corpo. Si consideri un blocco di massa M su una superficie orizzontale, la direzione del la forza normale è perpendicolare alla superficie, e l'entità della forza che agisce su quel blocco è,

Qui, N- forza normale su un blocco

          M- Massa del blocco 

          g – Accelerazione dovuta alla gravità della Terra

Forza di tensione

Per produrre tensione nella corda, allunghiamo una corda, una corda o un cavo per due estremità. La tensione gioca un ruolo cruciale nel tirare pesi massimi o appendere il peso a una certa altezza. La tensione è un forza di contatto che trasmette attraverso la fune o il cavo e tira o trattiene l'oggetto.

Quando tiriamo un certo oggetto usando una corda o un cavo, possiamo cambiare la direzione della forza applicata usando una puleggia e, in questo sistema, la tensione su entrambi i lati della corda è la stessa. Se una massa è sospesa al soffitto mediante due funi e in una condizione stabile, allora in questa causa la tensione della corda può essere calcolata usando il teorema di Lami; in caso contrario, per calcolare la tensione viene utilizzata la seconda legge del moto di Newton.

Forza applicata

È una forza esterna applicata direttamente a un corpo da una persona o da un altro corpo. Questa forza è responsabile dell'accelerazione di un corpo e questa forza non è conservativa. Consideriamo un blocco di legno di massa M su una superficie orizzontale. Un blocco ha bisogno di una forza esterna per spostarsi dalla sua posizione, quindi quando applichiamo forza su un blocco, inizia ad accelerare nella direzione della forza.

Nella vita quotidiana, usiamo questa forza principalmente per spingere o tirare le cose dalla loro posizione. Possiamo ottenere un vantaggio meccanico utilizzando macchine semplici come la leva e la ruota dell'asse.

Dove, m- massa di un oggetto

a- accelerazione dell'oggetto

Resistenza dell'aria

Cosa succede quando lasciamo cadere una piuma da una certa altezza? Perché cade più lentamente di un sasso dello stesso peso? Perché non può cadere dritto a terra? La risposta a tutte queste domande è resistenza dell'aria o trascinamento. Ogni volta che un oggetto cade da una certa altezza o si muove con una certa velocità, l'aria applica una forza resistiva su un oggetto nella direzione opposta al movimento. il suo forza resistiva si chiama aria resistenza

Anche la resistenza dell'aria è una forza esterna, quindi in natura è una forza non conservativa e dissipativa. I grattacieli come il Burj Khalifa affrontano anche la resistenza dell'aria, quindi per evitare questa resistenza, le strutture sono costruite in modo che la resistenza dell'aria dovrebbe essere minima.

Per calcolare la resistenza dell'aria vengono utilizzate le seguenti formule,

Dove c – forza costante

V – velocità di un oggetto

Forza di galleggiamento  

Hai mai pensato perché ci sentiamo più leggeri in acqua che a terra? Succede perché l'acqua esercita una pressione sulla superficie del corpo. Man mano che andiamo più in profondità nell'acqua, la pressione inizia a salire. La pressione sulla parte inferiore del corpo sommerso è maggiore di quella superiore e, a causa di questa differenza di pressione, il corpo viene spinto verso la superficie dell'acqua.

l'espressione per forza vivace è,

Dove ρ- densità del fluido

g- accelerazione di gravità

V_f-volume di fluido spostato

FAQ

Che cos'è la forza interna?

Le forze si dividono in forze interne ed esterne in base alla loro interazione con il sistema

 La forza che agisce sul sistema internamente e produce un cambiamento nel sistema o si oppone al cambiamento nel sistema con una forza esterna è chiamata forza interna. le forze interne sono prodotte all'interno del sistema e non possono produrre un cambiamento esterno in un sistema come l'accelerazione del sistema o il cambiamento nell'energia cinetica del sistema.

Perché le forze esterne non sono conservative?

La ragione dietro le forze esterne, chiamate anche forze non conservative, è la seguente

Le forze esterne dipendono dal percorso attraverso il quale si verifica il movimento di un sistema, quindi non hanno energia potenziale. Allo stesso modo, le forze esterne sono dissipative, il che significa che, nel periodo, il sistema perde energia, quindi l'energia del sistema non si conserva. Quindi sono anche chiamate forze non conservative.

La gravità è una forza esterna?

I forza interna ed esterna dipende dal sistema in esame

La forza gravitazionale è la forza di attrazione tra due particelle di un sistema. Nella forza gravitazionale, studiamo l'interazione tra due o più particelle. Inoltre, l'energia totale viene conservata nella forza gravitazionale. Quindi la gravità è una forza interna.

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