Lực là gì?
Khái niệm về lực thường được sử dụng trong vật lý, lực là bất kỳ các ảnh hưởng nào tác động đến một vật và làm vật đấy thay đổi hoặc làm ảnh hưởng đến chuyển động của vật, hướng của vật hay cấu trúc hình học của vật đấy. Nói cách khác, lực là lực đẩy hoặc kéo tác động lên vật làm vật thay đổi hướng, vận tốc.
Có thể nói rằng, lực là một nguyên nhân gây ra sự thay đổi của một vật về vật tốc, chuyển động có gia tốc hoặc làm biến dạng nó.
Trọng lực là gì?
Trọng lực là lực hút của Trái Đất tác dụng lên vật. Trọng lực có phương thẳng đứng, có chiều hướng về trái đất và có cường độ là trọng lượng của vật.
Lực bảo toàn là gì?
Lực bảo toàn hay còn được gọi là lực thế, thế năng là loại lực mà khi tác động lên một vật, vật đó sinh ra công gọi là công cơ học sẽ có độ lớn không phụ thuộc vào hình dạng đường đi mà nó sẽ phụ thuộc vào vị trí điểm đầu và vị trí điểm cuối.
Lực hấp dẫn là gì?
Lực hấp dẫn là lực làm cho các vật có trọng lượng. Lực hấp dẫn là lực hút, điểm đặt của lực hấp dẫn nằm ngay tâm của vật, giá của lực hấp dẫn là đường thẳng đi qua tâm của hai vật.
Trong vật lý học, lực hấp dẫn là một hiện tượng tự nhiên mà tất cả các vật có khối lượng đều bị hút về nhau.
Đơn vị đo lực là gì?
Đơn vị đo của lực hay đơn vị đo của trọng lực là Newton, được viết tắt là N. Đây là một đơn vị đo tiêu chuẩn được quy định trong hệ đo lường quốc tế (SI). Là đơn vị tiêu chuẩn được toàn thế giới chấp nhận và sử dụng rộng rãi.
Đơn vị đo của lực được lấy theo tên của nhà bác học Isaac Newton. Isaac Newton (1642 – 1726) là một nhà toán học, nhà vật lý học, nhà thiên văn học, nhà thần học người Anh.
Công thức tính trọng lực
Công thức tính trọng lực được thể hiện như sau:
P = m.g
Trong đó:
M là khối lượng của một vật có đơn vị là kg
g là gia tốc trọng trường của vật và có đơn vị là m/s2.
Một vật ở trên trái đất sẽ có gia tốc trọng trường là 9,8 m/s. Tuy nhiên nếu được quy chuẩn theo feet thì phải dùng đơn vị là feet thì gia tốc trọng trường của vật được quy chuẩn theo feet đó là 32.2 feet/s. Thực chất, hai giá trị này là bằng nhau chỉ sử dụng đại lượng khác nhau.
Lịch sử về thuyết hấp dẫn
Thực chất, thuyết hấp dẫn đã sơ khai từ thời cổ đại. Ở Thế giới cổ đại, một nhà triết học người Hy Lạp là Archimedes đã phát hiện ra trọng tâm của hình tam giác và cho rằng hai vật không có cùng trọng tâm và có cùng trọng lượng đường thẳng liên kết giữa trọng tâm của hai vật này sẽ là trọng tâm của chúng.
Một kiến trúc sư người La Mã là Vitruvius đã cho rằng, trọng lực của một vật không phụ thuộc vào khối lượng của vật đó mà phụ thuộc vào bản chất của vật đó.
Một nhà vật lý tại Ấn Độ cổ đại là người lần đầu tiên xác định trọng lực là nguyên do chính khiến cho các vật sẽ không bị ném ra ngoài Trái Đất.
Trong các cuộc Cách mạng khoa học, thuyết hấp dẫn ngày càng được triển khai hơn. Một công trình hiện đại về thuyết hấp dẫn đã được bắt đầu vào cuối thế kỷ 16 đầu thế kỷ 17 do Galileo Galilei tiến hành. Trong công trình này, ông đã tiến hành thử nghiệm thả các quả bóng từ trên tháp nghiêng Pisa xuống dưới đất và tiến hành các phép đo cẩn thận và rút ra rằng gia tốc trọng trường của tất cả mọi vật thể đều như nhau, ông cho rằng việc các vật có khối lượng nhỏ hơn rơi chậm hơn là do nguyên do của lực cản không khí chứ không phải là do gia tốc của các vật khác nhau như Aristotle đã từng đưa ra. Công trình này chính là bước đệm đầu của sự ra đời của thuyết hấp dẫn Newton.
Vào năm 1687, nhà toán học người Anh Isaac Newton đã xuất bản Principia – Các nguyên lý toán học của triết học. Newton đã đưa ra gả thuyết về định luật nghịch đảo bình phương của trọng lực phổ quát.
Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton được phát biểu rằng mọi vật trong vũ trụ đều hút nhau với một lực mà người ta gọi là lực hấp dẫn. Mọi hạt đều hút mọi hạt với một lực tỷ lệ thuận với tích khối lượng của chúng và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa các tâm của chúng.
Phương trình được thể hiện như sau:
Trong đó:
F là lực
M1 và m2 là khối lượng của các vật tương tác
R là khoảng cách giữa tâm của khối lượng
G là hằng số hấp dẫn.
Nguyên lý tương đương của Galileo Lorand Evoto và Einstein đồng nghiên cứu cho rằng tất cả các vật sẽ rơi cùng một vận tốc khi các lực khác như lực cản không khí, hiệu ứng điện từ không đáng kể.
Thuyết tương đối rộng của Albert Einstein cho rằng nếu một lực tác dụng lên một vật, nó sẽ lệch khỏi một trắc địa.
Quy đổi sang các đơn vị khác
Một số các đơn vị lực khác như: Newton, Dyne, Kp, LbF, pdl.
1N = 105dyn ≈ 0.10197 kp ≈ 0.22481 lbF ≈ 7.2330 pdl.
Tìm hiểu thêm: Đơn vị đo công suất
Đơn vị đo của lực