Чем характеризуется сила?

Тела не изменяют скорости и направления своих движений, не начинают двигаться или останавливаться просто так, без причины. Для того, чтобы это происходило, тела должны подействовать друг на друга. Мерой действия одного тела на другое является сила. Можно условно сказать, что сила отвечает на вопрос «как одно тело подействовало на другое?».

Примеров взаимодействия тел множество. Удар человека ногой по мячу, падение яблока с яблони на траву, сжатие пружины в каком-нибудь механизме, столкновение движущихся предметов и многое другое. В любом случае в результате этих взаимодействий тела изменяют свои скорости и даже направления движений.

Сила характеризуется числовым значением и направлением. Можно сказать, что числовое значение силы показывает, насколько она была сильна. Направление показывает, в какую сторону была направлена сила.

Например, человек может ударить по мячу с разной силой. Если ударить слегка, то мяч откатится недалеко, а если сильно, то улетит в другой конец поля. Кроме того, человек может ударить по мячу с любого направления и под любым углом: слева перпендикулярно поверхности меча, справа по касательной к поверхности мяча и так далее, в любое место, даже сверху. В зависимости от того, где был произведен удар, и в какую сторону он был направлен, зависит направление, в котором покатится мяч.

Сила используется не только для придания движения, но и для его остановки. Если мяч медленно катится в сторону человека, он может остановить его ногой, приложив небольшое усилие. Если же мяч летит на большой скорости, то человек, ловя его, почувствует достаточно сильный удар, то есть человеку придется приложить большую силу мышц, чтобы остановить мяч.

Те физические величины, которые помимо числового значения, характеризуются еще и направлением, называются векторными. Сила является векторной величиной.

Важна точка приложения силы. На чертежах направление силы обозначают стрелкой, выходящей из точки приложения силы. Например, то место на мяче, куда наносится удар — это точка приложения силы. Угол нанесения удара определяет, куда полетит мяч, то есть определяет направление силы. Длиной стрелки стараются показать числовое значение силы. Чем сила больше, тем стрелка изображается длиннее.

Единицей измерения силы в системе СИ является ньютон, обозначается буквой Н. 1 ньютон (Н) равен силе, которая понадобится, чтобы за 1 секунду изменить на 1 м/с скорость тела массой 1 кг.

1 Н = (1 кг * 1 м/с) / 1 c = 1 кг * м/с²

Сила в 1 Н по человеческим меркам достаточно маленькая. Человек взаимодействует со многими другими телами с силами в десятки или сотни ньютонов.