Forza ha un significato specifico in fisica e - diversamente dai film - non ha nulla a che fare con l'armonia di fondo dell'universo. In fisica, una forza è una spinta o una trazione risultante da un'interazione tra due oggetti. Una forza può derivare dal contatto diretto, come un bambino che spinge un carro, o dall'azione a distanza, come l'attrazione gravitazionale che la Terra esercita sulla luna. All'interno di queste due grandi categorie, è possibile identificare almeno 10 forze diverse che aiutano a modellare l'universo e condizionano la nostra esperienza in esso.
Forze di contatto

Quando ha formulato le sue leggi di movimento, Sir Isaac Newton no il dubbio immaginava le forze di contatto come i suoi esempi primari. Queste sono le forze che derivano dall'interazione fisica diretta tra due oggetti. Secondo la seconda legge di Newton, F \u003d ma, una forza di magnitudine F produce un'accelerazione "a" quando applicata a un oggetto con massa "m."

Forza applicata - Questo è il tipo più semplice di forza da capire . Spingi un oggetto e l'oggetto spinge indietro, dice la Prima Legge di Newton, fino a quando l'entità della forza supera l'inerzia dell'oggetto. A quel punto, l'oggetto inizia a muoversi e, in assenza di altre forze, accelera di una quantità proporzionata alle dimensioni della sua massa e della forza applicata.

Forza normale - La forza è una quantità vettoriale, il che significa la sua grandezza dipende dalla direzione. In qualsiasi interazione tra due oggetti, la forza normale è la forza perpendicolare all'interfaccia tra gli oggetti interagenti. La forza normale non produce sempre movimento. Ad esempio, una tabella esercita una forza normale su un libro per superare la forza di gravità e impedire che il libro cada.

Forza di attrito - La forza di attrito solitamente resiste al movimento. È il risultato del fatto che le superfici nel mondo reale non sono perfettamente lisce. L'entità della forza di attrito esercitata da una superficie dipende dal coefficiente di attrito del materiale da cui è formata la superficie e da quello dell'oggetto che si muove lungo di essa. La forza di attrito su un oggetto a riposo, chiamato attrito statico, è diversa da quella su un oggetto in movimento, chiamato attrito scorrevole.

Resistenza dell'aria - Gli oggetti che si muovono attraverso l'atmosfera terrestre incontrano una forza resistiva creata dall'attrito generato da molecole d'aria. Questa forza diventa più forte all'aumentare della velocità e all'aumentare della superficie perpendicolare alla direzione del movimento. È una quantità importante nelle industrie aeronautiche e aerospaziali.

Forza di tensione: lega una corda a un oggetto fisso, tira l'altra estremità e la corda tira indietro fino a quando non si rompe. La forza che la corda esercita è la forza di tensione, che viene applicata lungo la sua lunghezza. È una proprietà del materiale di cui è fatta la corda e del diametro.

Forza elastica - La quantità di forza necessaria per comprimere una molla dipende dal materiale da cui è fatta la molla, dal diametro di il filo che forma le bobine e il numero di bobine. Queste proprietà sono quantificate in un numero caratteristico della molla chiamata costante di molla "k". La forza necessaria per comprimere la molla una distanza "x" è data dalla Legge di Hooke: F \u003d kx.
Azione a distanza forze

Le forze fondamentali della natura che fanno girare i pianeti e il sole e le stelle che bruciano agiscono tutte a distanza. Senza di loro, l'universo che conosciamo probabilmente non esisterebbe o, se lo facesse, sarebbe un posto molto diverso.

Forza gravitazionale - La ragione dell'esistenza di questa forza è qualcosa di misterioso, ma se non esisteva, pianeti e stelle non sarebbero stati in grado di formarsi. L'entità della forza gravitazionale che gli oggetti esercitano l'uno sull'altro dipende dalle masse degli oggetti e dall'inverso del quadrato della distanza tra loro. Più massicci sono gli oggetti e /o minore è la distanza tra loro, più forte è la forza.

Forza elettromagnetica - Sebbene non sembrino essere uguali, l'elettricità e il magnetismo sono correlati. Gli elettroni fluenti producono magnetismo e un magnete mobile produce elettricità. La relazione tra questi fenomeni fu spiegata dal fisico scozzese James Clerk Maxwell nel 19 ° secolo ed è quantificata nelle sue equazioni. L'elettricità esercita una forza attraverso l'attrazione o la repulsione delle particelle cariche, mentre la forza magnetica è dovuta all'attrazione o alla repulsione causata dai poli magnetici.

La forza forte - Poiché tutti i protoni sono caricati positivamente, si respingono a vicenda e non sarebbero in grado di formare un nucleo atomico se non esistesse la forza forte per tenerli insieme. La forza forte è la forza più potente in natura. È anche quello che unisce i quark per formare protoni e neutroni.

La forza debole - La forza debole è un'altra forza nucleare fondamentale. È più forte della gravità, ma funziona solo a distanze infinitesimamente brevi. Trasportato da fasci subatomici di energia chiamati bosoni, la forza debole fa sì che i protoni si trasformino in neutroni e viceversa durante il decadimento nucleare. Senza questa forza, la fusione nucleare sarebbe impossibile e le stelle, come il sole, non esisterebbero.