Siła — co to jest i jednostka (niuton)

Co to jest siła?

Siła to wielkość fizyczna, która opisuje wzajemne oddziaływanie ciał. Mówiąc prościej: siła to „pchnięcie” lub „przyciąganie”, którym jedno ciało działa na drugie. Siłę oznaczamy literą F (od angielskiego force).

Co potrafi zrobić siła?

Działanie siły można poznać po jej skutkach. Siła może:

• wprawić ciało w ruch — np. pchnięty wózek rusza;
• zatrzymać ruch — np. hamulce zatrzymują rower;
• zmienić kierunek lub prędkość ruchu — np. odbicie piłki;
• odkształcić ciało — np. rozciągnięcie gumki lub zgniecenie kartki.

Jednostka siły — niuton

Jednostką siły w układzie SI jest niuton (oznaczenie: N). Nazwa pochodzi od nazwiska słynnego uczonego Isaaca Newtona, który badał ruch i siły. Dla wyobrażenia: siła około 1 niutona to mniej więcej tyle, ile potrzeba, by utrzymać w dłoni niewielkie jabłko.

Przykłady sił

W przyrodzie działa wiele różnych sił. Najważniejsze z nich to:

• siła grawitacji — przyciąga ciała ku Ziemi (to dzięki niej przedmioty spadają); związany z nią jest ciężar ciała;
• siła tarcia — przeciwstawia się ruchowi, np. spowalnia toczącą się piłkę;
• siła sprężystości — działa np. w rozciągniętej sprężynie;
• siła mięśni — dzięki niej podnosimy i przesuwamy przedmioty.

Siła ma kierunek

Siła to nie tylko wartość (ile niutonów), ale też kierunek i zwrot — to znaczy, w którą stronę działa. Dlatego na rysunkach siłę przedstawiamy jako strzałkę: jej długość pokazuje, jak duża jest siła, a grot — w którą stronę jest skierowana.

Jak mierzymy siłę?

Siłę mierzymy przyrządem zwanym siłomierzem (dynamometrem). Najprostszy siłomierz to sprężyna ze skalą — im większa siła, tym bardziej sprężyna się rozciąga. Wynik odczytujemy w niutonach (N). Na przykład siłę, z jaką Ziemia przyciąga dany przedmiot (jego ciężar), również podajemy w niutonach.

Gdy siły się równoważą

Na jedno ciało często działa kilka sił naraz. Jeśli się one równoważą (są równe co do wartości, ale przeciwnie skierowane), ciało pozostaje w spoczynku lub porusza się ruchem jednostajnym. Dobry przykład to książka leżąca na stole: siła grawitacji ciągnie ją w dół, a stół podtrzymuje ją z taką samą siłą do góry — dlatego książka się nie porusza.

Siła grawitacji z bliska

Najbardziej znaną siłą jest grawitacja — to ona sprawia, że wszystko spada w dół i że stoimy na ziemi, zamiast unosić się w powietrzu. Siła, z jaką Ziemia przyciąga dane ciało, to jego ciężar. Im większa masa ciała, tym większy jego ciężar. Dlatego torba pełna książek jest cięższa od pustej — Ziemia przyciąga ją mocniej. Z tego samego powodu na Księżycu, gdzie grawitacja jest słabsza, wszystko waży mniej niż na Ziemi. Dlatego astronauci na Księżycu mogą wykonywać wysokie skoki, choć ich masa wcale się nie zmienia.

Siła a masa ciała

Im większa masa ciała, tym większej siły potrzeba, by nadać mu taki sam ruch. Łatwiej popchnąć rower niż samochód, bo samochód ma znacznie większą masę. Dlatego siła, masa i ruch są ze sobą ściśle powiązane — opisuje to jedna z najważniejszych zasad fizyki.