Siła

Siła
Rodzaj wielkości	wektorowa
Wymiar	$\mathrm{\frac{M \cdot L}{T^2}}$
Gdzie:	$M\,$ - masa, $L\,$ - długość, $T\,$ - czas
Typowy symbol wielkości	$F\,$
Typowe jednostki	niuton (w układzie SI), dyna (w układzie CGS), kilogram-siła (w ciężarowym układzie jednostek miar)

Mechanika klasyczna

$\mathbf F = \frac{\mathrm d\mathbf p}{\mathrm dt}$

II zasada dynamiki Newtona

Wprowadzenie Historia Aparat matematyczny Działy Statyka  · Dynamika  · Kinematyka  · Mechanika stosowana  · Mechanika nieba  · Mechanika ośrodków ciągłych  · Mechanika statystyczna Sformułowania Mechanika Newtonowska Formalizm Lagrange'a  · Formalizm Hamiltona Koncepcje podstawowe Przestrzeń · Czas · Prędkość · Szybkość · Masa · Przyspieszenie · Grawitacja · Siła · Popęd · Moment siły / Moment / Para sił · Pęd · Moment pędu · Bezwładność · Moment bezwładności · Układ odniesienia · Energia · Energia kinetyczna · Energia potencjalna · Praca · Praca wirtualna · Moc · Zasada d'Alemberta Podstawowe zagadnienia Bryła sztywna · Dynamika bryły sztywnej · Równania Eulera (dynamika bryły sztywnej) · Ruch · Zasady dynamiki Newtona · Prawo powszechnego ciążenia · Kinematyczne równanie ruchu · Inercjalny układ odniesienia · Nieinercjalny układ odniesienia · Obracający się układ odniesienia · Siła bezwładności · Ruch jednostajny prostoliniowy · Przemieszczenie · Prędkość względna · Tarcie · Ruch harmoniczny · Oscylator harmoniczny · Wibracje · Tłumienie · Współczynnik tłumienia · Oś obrotu · Ruch obrotowy · Ruch obrotowy jednostajny · Ruch obrotowy niejednostajny · Siła dośrodkowa · Siła odśrodkowa · Siła odśrodkowa reakcji · Siła Coriolisa · Wahadło · Prędkość obrotowa · Przyspieszenie kątowe · Prędkość kątowa · Pulsacja · Droga kątowa Znani uczeni Isaac Newton · Jeremiah Horrocks · Leonhard Euler · Jean le Rond d'Alembert · Alexis Clairaut · Joseph Louis Lagrange · Pierre Simon de Laplace · Henri Poincaré · Pierre Louis Maupertuis · William Rowan Hamilton · Siméon Denis Poisson

Siła – wektorowa wielkość fizyczna będąca miarą oddziaływań fizycznych między ciałami.

Jednostką miary siły w układzie SI jest niuton [N]. Nazwa tej jednostki pochodzi od nazwiska wybitnego fizyka Isaaca Newtona. W układzie CGS jednostką siły jest dyna. W układzie ciężarowym jednostką siły jest kilogram-siła [kgf] (lub [kG], inaczej kilopond [kp]).

Siła ma wartość 1 N, jeżeli nadaje ciału o masie 1 kg przyspieszenie 1 m/s².

Definicja

Siłę przedstawia szybkość zmiany pędu p w czasie t:

$\overrightarrow F = {d\overrightarrow p \over dt}$

gdzie

${d \over dt}$ jest operatorem pochodnej po czasie.

Korzystając z definicji pędu można zapisać wzór wiążący siłę z przyspieszeniem a i masą m

$\overrightarrow F = {d(m\overrightarrow v) \over dt} = m{d\overrightarrow v \over dt} + \overrightarrow v{d m \over dt}$

gdzie v jest prędkością ciała. Wzór ten można zapisać w postaci

$\overrightarrow F =m{\overrightarrow a } + \overrightarrow v{d m \over dt}$

Jeżeli masa ciał nie zmienia się, drugi wyraz znika i wzór redukuje się do

$\overrightarrow F = m{d\overrightarrow v \over dt}$       $\overrightarrow F = m\overrightarrow a$

Gdy siła ma stałą wartość, wzory mogą być zapisane przy użyciu przyrostów zamiast pochodnych

$\overrightarrow F = \frac {\Delta \overrightarrow p}{\Delta t}\quad \quad \overrightarrow F = m{\Delta \overrightarrow v \over \Delta t}$

Siła zachowawcza

Jest to siła, dla której można określić potencjał V, z którym związana jest energia potencjalna U. Związek siły z energią potencjalną wyraża wzór

$\overrightarrow{F} = - \nabla U$

Do takich sił stosuje się zasada zachowania energii mechanicznej.

Siła centralna

Jest to siła, której wartość zależy tylko od odległości od źródła. Gdy źródło znajduje się w początku układu, to siłę centralną można zapisać w postaci

$\overrightarrow F = F(r) \hat r$

gdzie F(r) określa wartość siły a wektor $\hat r$ jest wersorem wektora $\overrightarrow r$.

Siły centralne zawsze są zachowawcze, mają potencjał zależny tylko od r i spełniają zasadę zachowania momentu pędu.

Siłami centralnymi są np. siła grawitacji kuli lub siła elektrostatyczna ładunku punktowego.

Zobacz też

• siła wypadkowa
• siła ciężkości
• zasady dynamiki Newtona