Τι είναι η δύναμη; 💪

Γύρω μας συμβαίνουν συνεχώς φαινόμενα στα οποία ένα σώμα επηρεάζει ένα άλλο. Η Σελήνη περιφέρεται γύρω από τη Γη. Το νερό της βρύσης καμπυλώνει όταν του πλησιάσουμε ένα φορτισμένο μπαλόνι. Ένα ελατήριο συσπειρώνεται όταν το πιέζουμε. Ένα καροτσάκι σουπερμάρκετ κινείται όταν το σπρώχνουμε και μια πόρτα ανοίγει όταν την τραβάμε.

Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις λέμε ότι τα σώματα αλληλεπιδρούν, δηλαδή ασκούν δυνάμεις το ένα στο άλλο. Η δύναμη είναι η βασική έννοια που μας βοηθά να εξηγήσουμε γιατί τα πράγματα γύρω μας κινούνται, σταματούν ή αλλάζουν σχήμα.

Τι μπορεί να προκαλέσει μια δύναμη

Όταν ασκούμε δύναμη σε ένα σώμα, μπορούμε να παρατηρήσουμε ένα ή περισσότερα από τα εξής αποτελέσματα:

• Να κινηθεί ένα σώμα που ήταν ακίνητο. Π.χ. μια μπάλα μπάσκετ ξεκινά να κινείται όταν την σπρώχνει ένας παίκτης.
• Να αλλάξει το μέτρο της ταχύτητάς του, δηλαδή να επιταχυνθεί ή να επιβραδυνθεί. Π.χ. ένα ποδήλατο πηγαίνει πιο γρήγορα όταν πατάμε δυνατά τα πετάλια.
• Να αλλάξει η κατεύθυνση της ταχύτητάς του. Π.χ. μια μπάλα ποδοσφαίρου αλλάζει πορεία όταν την κλωτσάει ο τερματοφύλακας.
• Να παραμορφωθεί, δηλαδή να αλλάξει σχήμα. Η παραμόρφωση μπορεί να είναι μόνιμη, όπως σε ένα τενεκεδάκι που ζουλιέται και δεν ξαναπαίρνει το αρχικό του σχήμα, ή παροδική, όπως σε ένα μπαλόνι που πιέζουμε και μετά ξαναπαίρνει το σχήμα του.

Οποιαδήποτε από αυτές τις αλλαγές μπορεί να συμβεί μόνη της ή σε συνδυασμό με τις υπόλοιπες. Για παράδειγμα, όταν χτυπάμε ένα αυτοκινητάκι με το χέρι μας, μπορεί ταυτόχρονα να αρχίσει να κινείται και να παραμορφωθεί λίγο.

Ο ορισμός της δύναμης

Όλα τα παραπάνω παραδείγματα μας οδηγούν σε έναν ορισμό:

Πρόσεξε ότι ο ορισμός αναφέρεται σε αυτό που προκαλεί η δύναμη, όχι σε αυτό που «είναι» η δύναμη σαν αντικείμενο. Δεν μπορούμε να δούμε μια δύναμη με τα μάτια μας, μόνο τα αποτελέσματά της. Γι' αυτό λέμε ότι ορίζουμε τη δύναμη από τα αποτελέσματά της.

Δυνάμεις επαφής και δυνάμεις από απόσταση 🧲

Οι δυνάμεις χωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες, ανάλογα με το αν τα σώματα ακουμπάνε μεταξύ τους ή όχι.

• Δυνάμεις επαφής: εμφανίζονται μόνο όταν τα δύο σώματα βρίσκονται σε άμεση επαφή, δηλαδή αγγίζονται. Παραδείγματα είναι η τριβή ανάμεσα στα παπούτσια μας και το πάτωμα, η τάση ενός σχοινιού που τραβάμε, και η δύναμη ενός ελατηρίου.
• Δυνάμεις από απόσταση: εμφανίζονται ακόμα και όταν τα σώματα απέχουν το ένα από το άλλο, χωρίς να ακουμπάνε καθόλου. Παραδείγματα είναι η βαρυτική δύναμη (η έλξη λόγω μάζας), η ηλεκτρική δύναμη και η μαγνητική δύναμη.

Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα δύναμης από απόσταση είναι ένας μαγνήτης που μπορεί να τραβήξει έναν συνδετήρα ή να τον κρατήσει «κολλημένο» πάνω από ένα τραπέζι, χωρίς καν να τον αγγίζει.

Η μονάδα μέτρησης της δύναμης 📏

Για να μετρήσουμε πόσο «δυνατή» είναι μια δύναμη, χρειαζόμαστε μια μονάδα μέτρησης. Στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (S.I.), η μονάδα μέτρησης της δύναμης είναι το newton, που συμβολίζεται $N$. Το όνομα δόθηκε προς τιμή του επιστήμονα Isaac Newton.