Сила — це поняття, з яким ми зустрічаємось щодня, навіть не замислюючись. Вона діє, коли ми відкриваємо двері, штовхаємо візок у магазині або стискаємо тюбик зубної пасти. Але якщо ви коли-небудь замислювались, в чому вимірюється сила і як її визначити — ця стаття саме для вас. Коротко: сила вимірюється в ньютонах (Н), але за цією назвою стоїть значно більше, ніж просто одиниця.
Що таке сила у фізиці — і чому вона має значення
Сила — це дія, яка змінює рух або форму об’єкта. У фізиці вона визначається як взаємодія між тілами, яка змушує їх прискорюватися, зупинятися або деформуватися. Якщо говорити зовсім просто: сила — це те, що щось зрушує з місця або змушує чинити опір.
І навіть якщо ми не бачимо саму силу, її наслідки очевидні: зміна швидкості, напрямку, положення, форми. Тобто без розуміння сили не вийде зрозуміти, як працює світ навколо — від падіння яблука до запуску ракети.
В яких одиницях вимірюється сила
У Міжнародній системі одиниць (SI) сила вимірюється в ньютонах (Н). Названа на честь сера Ісаака Ньютона, ця одиниця показує, яку силу потрібно прикласти, щоб тіло масою 1 кг набуло прискорення 1 м/с².
Для кращого розуміння уявіть: якщо ви тягнете коробку вагою 1 кг з таким зусиллям, щоб вона почала рухатись з прискоренням 1 метр за секунду кожну секунду — ви приклали 1 ньютон.
Це базова одиниця, але у побуті можна зустріти й інші:
- кілоньютони (кН) — часто використовуються в інженерії та будівництві;
- дин (дина) — менш поширена одиниця з системи СГС, використовується в деяких лабораторних умовах;
- кілограми-сили (кгс) — застаріла одиниця, яку все ще можна зустріти у технічній літературі або на радянських приладах.
Як вимірюється сила в реальності
Теоретично — це просто. Формула сили: F = m × a, де F — сила, m — маса тіла, a — прискорення. Але в побуті та на практиці для вимірювання сили використовують динамометри. Вони бувають різних типів: від простих пружинних до електронних.
Залежно від задачі, вимірювання може бути точним до міліньютона або грубим на сотні кілоньютонів. Наприклад:
- у шкільному кабінеті фізики використовують пружинний динамометр для вимірювання сили натягу;
- у спорті — для тестування сили м’язів або хвату;
- в автосервісі — динамометричний ключ визначає силу затягування гайок.
“Мені здається, кожен бодай раз в житті, витягуючи рибу на спінінг, інтуїтивно оцінював силу натягу — от вам і приклад вимірювання без формул.”
Види сили: це не лише про м’язи
Часто, говорячи про силу, ми уявляємо фізичне зусилля. Але у фізиці є багато різних видів сил, кожна з яких вимірюється все в тих же ньютонах, але діє по-різному:
- сила тяжіння — утримує нас на Землі;
- сила тертя — заважає тілу ковзати;
- сила пружності — повертає тіло у початкову форму;
- сила тиску — діє в рідинах і газах;
- електрична сила — діє між зарядами;
- магнітна сила — притягує або відштовхує об’єкти з магнітними властивостями.
Кожна з них проявляється по-різному, але вимірюється однаково. Тобто незалежно від джерела сили — показник буде в ньютонах.
Для чого звичайній людині знати, в чому вимірюється сила
На перший погляд може здатися, що ця інформація — тільки для школярів або інженерів. Але ні. Знання про силу, її одиниці та способи вимірювання може стати в пригоді в найрізноманітніших ситуаціях:
- ви підбираєте дитячу гойдалку й хочете знати, яку силу вона витримає;
- обираєте трос для евакуації автомобіля — потрібно знати граничне навантаження в кН;
- ремонтуєте велосипед або авто — правильна сила затягування деталей критично важлива.
Навіть при покупці обладнання для тренувань варто розуміти, скільки ньютонів навантаження може витримати механізм або трос.
Я копірайтерка, яка дихає словами й мислить заголовками. Перетворюю ідеї на тексти, що зачіпають, продають і запам’ятовуються. Якщо вашим словам не вистачає магії — я знаю, як її додати.