力
物理學概念 / 维基百科,自由的 encyclopedia
力是物体之间的相互作用。力可以改变物体速度的大小或方向,或使物体发生形变。力是矢量,有大小和方向的属性。根据牛顿第二定律,当物体的速度远低于光速时,其所受的力等于其质量与加速度的乘积()。
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按力的作用效果,可以把力分为推力、拉力、支持力和阻力等;按力的性质,可以把力分为弹力、重力、摩擦力和电磁力等。力的相关概念还包括改变对轴的转速的力矩。当力不会一致地作用在物体的所有地方时为应力,应力会使物体发生形变。当应力持续作用于固体物质时,会使物体逐渐变形;在流体中,应力决定其压力与体积的改变量。
古代的哲学家在静力学、移动物体与简单机械的学习上使用力的概念,不过亚里士多德与阿基米德等思想者在力的了解上有基础的错误,例如认为运动是力维持的,即使在定速运动时。这是由于对有时不明显的摩擦力的了解不完全,因此对自然运动的本质理解有误。
多数对运动与力的误解最后由艾萨克·牛顿修正,他公式化的运动定律几乎持续使用了三百年。二十世纪早期,爱因斯坦发展出了相对性理论,正确地预测了力作用在动量增加中近乎光速的物体的行为,并提出了对由重力与惯性所产生的力的观点。
现代对量子力学的了解与技术可以加速粒子到接近光速,粒子物理学设计了标准模型来描述比原子还要小的粒子之间的力。标准模型预测交换被称作规范玻色子的粒子是力的发射与吸收的基础意义。只有四种主要相互作用是已知的:依强度排序为强作用力、电磁力、弱作用力、重力。高能粒子物理在1970年代与1980年代的观察确认了弱力与电磁力是由更基础的弱电相互作用来表示。