Lực là gì? Làm rõ khái niệm, đặc điểm và công thức tính toán

Lực là một trong những đại lượng xuất hiện khá phổ biến trong cuộc sống của chúng ta. Nó cũng được đưa vào nghiên cứu chuyên sâu trong lĩnh vực vật lý. Vậy thực chất lực là gì? Có những loại lực nào? Thế nào là hai lực cân bằng? Đây cũng đang là chủ đề thu hút sự quan tâm của đông đảo độc giả. Để hiểu rõ hơn chúng ta cùng đi vào tìm hiểu chi tiết qua những chia sẻ dưới đây nhé!

Lực là gì? Đặc điểm của lực

Tại sao xe đạp có thể di chuyển được? Vì sao khi xuống dốc người lái không cần đạp mà xe vẫn có thể đi? Tất cả những “chuyển động” này đều được thực hiện nhờ tác dụng lực. Vậy lực là gì? Nó có đặc điểm như thế nào?

Lực là gì?

Trong vật lý, lực được hiểu là bất kỳ ảnh hưởng nào tác động đến chuyển động, hướng, cấu trúc hình học hay trạng thái của sự vật. Dưới sự tác động của lực, sự vật có thể bị thay đổi cả về vận tốc, gia tốc cùng hướng chuyển động.

Đặc điểm của lực

Thật khó để chúng ta có thể hiểu chính xác về lực thông qua định nghĩa được đưa ra. Chính vì vậy, để hiểu rõ hơn, chúng ta hãy cùng điểm qua một số đặc điểm nổi bật của đại lượng này:

– Lực được biểu diễn dưới dạng vectơ có phương và chiều không cố định.

– Để đo độ lớn lực tác dụng chúng ta cần sử dụng thiết bị chuyên dụng là lực kế.

– Đơn vị đo của lực là Newton hay còn được ký hiệu là N.

– Gốc của lực sẽ được xác định tại điểm đặt lực.

– Độ dài của lực được quyết định dựa trên tỷ lệ với cường độ lực.

– Người ta thường sử dụng ký hiệu F để thể hiện lực trong các phương trình, sơ đồ.

👉 Trọng lực là gì? Trọng lực nhân tạo là gì?

Hiểu rõ hơn về các loại lực cơ học hiện nay

Như chúng ta đã biết: Lực cơ học được hiểu là một đại lượng vectơ có phương, chiều, điểm đặt và độ lớn nhất định. Dựa trên đặc điểm, nguồn gốc sinh lực người ta chia lực thành: Lực hấp dẫn, lực hướng tâm, lực ma sát và lực đàn hồi. Dĩ nhiên các loại lực này đều có đặc điểm, phương và chiều khác biệt. Cụ thể như sau:

Lực hấp dẫn

Lực hấp dẫn là lực hút giữa vật chất. Độ lớn lực có mối quan hệ tỉ lệ với khối lượng của chúng. Qua đó giúp gắn kết các vật chất, là điều kiện để hình thành trái đất của chúng ta. Đồng thời nó cũng là nguyên tắc thiết lập trật tự của các hành tinh, quy luật chuyển động trong dải ngân hà.

Trên trái đất, lực hấp dẫn đóng vai trò quan trọng. Theo đó nó sẽ tác động lên các vật có khối lượng để chúng rơi xuống đất. Khác với trái đất, lực hấp dẫn trên mặt trăng tương đối nhỏ, đó là nguyên nhân khiến cơ thể chúng ta gần như lơ lửng trong không trung.

Trong thực tế, lực hấp dẫn có điểm đặt tại tâm của sự vật, ngược chiều và cùng phương với chiều chuyển động. Vậy độ lớn lực hấp dẫn được xác định như thế nào?

Fhd = G x (m1 x m2)/ R2

Trong đó:

• Fhd : Lực hấp dẫn (N)
• R: Khoảng cách giữa 2 vật (m)
• m1, m2: Khối lượng của 2 vật (kg)
• G: Hằng số hấp dẫn.

Lực đàn hồi

Lực đàn hồi được hiểu là lực được tạo ra khi vật đàn hồi bị biến dạng. Ví dụ: Lò xo bị ép, dây chun bị kéo căng,… Thường nó sẽ được sản sinh nhằm chống lại nguyên nhân sinh ra lực. Chính vì vậy nó thường có cùng phương và ngược chiều với lực tác dụng.

Để xác định độ lớn lực đàn hồi, người ta sử dụng công thức sau:

Fdh = k x |∆l|

Trong đó:

• Fdh: Lực đàn hồi (N)
• k: Hệ số đàn hồi hay chính là độ cứng của lò xo.
• |∆l|: Trị tuyệt đối độ biến dạng của lò xo.

Lực ma sát

Lực ma sát là lực được sản sinh do sự tiếp xúc giữa hai mặt vật chất. Nó có xu hướng cản trở, chống lại sự thay đổi vị trí của sự vật. Dựa vào đặc điểm cùng tính chất, lực ma sát được chia làm nhiều loại gồm: Lực ma sát trượt, ma sát lăn và ma sát nghỉ.

Lực ma sát thường có điểm đặt tại sát bề mặt tiếp xúc. Về cơ bản nó sẽ có phương song song và chiều ngược lại với chiều chuyển động. Công thức tính độ lớn lực ma sát:

Fms = μt x N

Trong đó:

• Fms: Lực ma sát (N)
• μt: Hệ số ma sát
• N: Áp lực của hai vật

Lực hướng tâm

Lực hướng tâm được sản sinh trên một vật chuyển động tròn đều tạo gia tốc hướng tâm. Thường nó sẽ có tâm đặt trên vật, phương trùng với đường nối giữa vật và tâm quỹ đạo, chiều hướng vào tâm quỹ đạo.

Công thức tính:

Fht = m×aht = m×v2r = m×ω2×r

Trong đó:

Fht: Lực hướng tâm (N)

r: Bán kính quỹ đạo (m)

m: Khối lượng vật (kg)

ω: Tần số góc của chuyển động (rad/s)

v: Vận tốc dài của chuyển động (m/s)

Vậy lực là gì? Có những loại lực nào? Công thức tính, phương và chiều của lực được xác định như thế nào? Hy vọng những thông tin được tổng hợp tại bài viết trên đây có thể giúp ích cho bạn trong quá trình tìm đọc, tham khảo tài liệu.