Les forces externes et internes sont les deux catégories de base des forces. Les forces externes sont en outre classées en forces de contact et forces sans contact.
Comme son nom l'indique, une force externe est une force qui agit sur un système en l'entourant. Le système a besoin de force pour accélérer ou modifier son énergie cinétique, l'environnement fournit cette force externe à un système. Discutons en détail des exemples de forces externes.
Exemples de forces externes
- Force de friction
- Force normale
- Force de tension
- Force appliquée
- Résistance à l'air
- Force de flottabilité
Force de friction
Lorsque deux corps en mouvement effectuent un mouvement l'un par rapport à l'autre et que les surfaces de ces deux corps entrent en contact, un frottement se produit. Cette friction exerce une certaine force sur les deux corps et essaie d'arrêter leur mouvement ou les aide à accélérer.
La friction est une force externe auto-ajustable, elle s'ajuste donc en fonction du besoin de mouvement. La friction est une force déséquilibrée et se divise principalement en deux types.
- Le frottement statique est le frottement entre les surfaces de deux corps lorsque les corps ne se déplacent pas l'un par rapport à l'autre. Le frottement statique dépend principalement de la nature du caractère et de la force normale. Si la surface est lisse, le frottement statique est minimum et le frottement statique grossier est maximum.
- Frottement cinétique - C'est le frottement entre deux corps lorsqu'ils sont en mouvement. Lorsque la force externe dépasse la valeur du frottement statique, le corps commence à bouger et le frottement entre la surface et le corps diminue ; cette diminution du frottement est cinétique. L'ampleur de le frottement cinétique est inférieur au frottement statique friction.
Force normale
La force normale est la force exercée par la fleur sur le corps se tenant au-dessus de cette fleur. Le grandeur de la force normale est égal au poids du corps et la direction est perpendiculaire à la surface sur laquelle le corps se tient. Considérons un bloc de masse M sur une surface horizontale, la direction du la force normale est perpendiculaire à la surface, et l'amplitude de la force agissant sur ce bloc est,
Ici, N-force normale sur un bloc
M- Masse du bloc
g – Accélération due à la gravité de la Terre
Force de tension
Pour produire une tension dans la corde, nous étirons une corde, une corde ou un câble par deux extrémités. La tension joue un rôle crucial dans la traction de poids lourds ou la suspension du poids à une certaine hauteur. La tension est une force de contact qui transmet à travers la corde ou le câble et tire ou retient l'objet.
Lorsque nous tirons un certain objet à l'aide d'une corde ou d'un câble, nous pouvons changer la direction de la force appliquée à l'aide d'une poulie, et dans ce système, la tension des deux côtés de la corde est la même. Si une masse est suspendue à un plafond à l'aide de deux cordes et dans un état stable, alors dans cette cause, la tension dans la corde peut être calculée à l'aide du théorème de Lami ; sinon, la deuxième loi du mouvement de Newton est utilisée pour calculer la tension.
Force appliquée
C'est une force externe directement appliquée à un corps par une personne ou un autre corps. Cette force est responsable de l'accélération d'un corps, et cette force n'est pas conservatrice. Considérons un bloc de bois de masse M sur une surface horizontale. Un bloc a besoin d'une force externe pour se déplacer de sa position, donc lorsque nous appliquons une force sur un bloc, il commence à accélérer dans la direction de la force.
Dans la vie quotidienne, nous utilisons cette force principalement pour pousser ou tirer des objets de leur position. Nous pouvons gagner un avantage mécanique en utilisant des machines simples comme le levier et la roue d'essieu.
Où, m- masse d'un objet
a- accélération de l'objet
Résistance à l'air
Que se passe-t-il lorsque nous laissons tomber une plume d'une certaine hauteur ? Pourquoi tombe-t-il plus lentement qu'une pierre du même poids ? Pourquoi ne peut-il pas tomber directement sur le sol ? La réponse à toutes ces questions est résistance de l'air ou traînée. Chaque fois qu'un objet tombe d'une certaine hauteur ou se déplace avec une certaine vitesse, l'air applique une force de résistance sur un objet dans le sens opposé du mouvement. le sien la force de résistance s'appelle l'air résistance
La résistance de l'air est également une force externe, c'est donc une force non conservatrice et dissipative par nature. Les gratte-ciel comme Burj Khalifa sont également confrontés à la résistance de l'air, donc pour éviter cette résistance, les structures sont construites de manière à ce que la résistance de l'air soit minimale.
Pour calculer la résistance de l'air, les formules suivantes sont utilisées,
Où c – constante de force
V – vitesse d'un objet
Force de flottabilité
Vous êtes-vous déjà demandé pourquoi nous nous sentons plus légers dans l'eau que sur le sol ? Cela se produit parce que l'eau exerce une pression sur la surface du corps. Au fur et à mesure que nous descendons dans l'eau, la pression commence à augmenter. La pression sur la partie inférieure du corps immergé est plus élevée que sur la partie supérieure, et à cause de cette différence de pression, le corps est poussé vers la surface de l'eau.
l'expression pour force de flottabilité est,
Où ρ- densité du fluide
g- accélération due à la gravité
Vf-volume de fluide déplacé
FAQ's
Qu'est-ce que la force interne ?
Les forces sont divisées en forces internes et externes sur la base de leur interaction avec le système
La force qui agit sur le système de manière interne et produit un changement dans le système ou s'oppose au changement dans le système par une force externe est appelée force interne. les forces internes sont produites à l'intérieur du système, et elles ne peuvent pas produire un changement externe dans un système tel qu'une accélération du système ou un changement d'énergie cinétique du système.
Pourquoi les forces extérieures ne sont pas conservatrices ?
La raison derrière les forces externes, également appelées forces non conservatrices, est la suivante
Les forces externes dépendent du chemin par lequel le mouvement d'un système se produit, elles n'ont donc pas d'énergie potentielle. De même, les forces externes sont dissipatives, ce qui signifie qu'au cours de la période, le système perd de l'énergie, donc l'énergie du système n'est pas conservée. C'est pourquoi on les appelle aussi forces non conservatrices.
La gravité est-elle une force externe ?
La force interne et externe cela dépend du système à l'étude
La force gravitationnelle est la force d'attraction entre deux particules d'un système. En force gravitationnelle, nous étudions l'interaction entre deux ou plusieurs particules. De plus, l'énergie totale est conservée dans la force gravitationnelle. La gravité est donc une force interne.
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