力
物理學概念 / 維基百科,自由的 encyclopedia
力(英語:force)是物體之間的相互作用。力可以改變物體速度的大小或方向,或使物體發生形變。力是向量,有大小和方向的屬性。根據牛頓第二定律,當物體的速度遠低於光速時,其所受的力等於其質量與加速度的乘積()。
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按力的作用效果,可以把力分為推力、拉力、支持力和阻力等;按力的性質,可以把力分為彈力、重力、摩擦力和電磁力等。力的相關概念還包括改變對軸的轉速的力矩。當力不會一致地作用在物體的所有地方時為應力,應力會使物體發生形變。當應力持續作用於固體物質時,會使物體逐漸變形;在流體中,應力決定其壓力與體積的改變量。
古代的哲學家在靜力學、移動物體與簡單機械的學習上使用力的概念,不過亞里士多德與阿基米德等思想者在力的了解上有基礎的錯誤,例如認為運動是力維持的,即使在定速運動時。這是由於對有時不明顯的摩擦力的了解不完全,因此對自然運動的本質理解有誤。
多數對運動與力的誤解最後由艾薩克·牛頓修正,他公式化的運動定律幾乎持續使用了三百年。二十世紀早期,愛因斯坦發展出了相對性理論,正確地預測了力作用在動量增加中近乎光速的物體的行為,並提出了對由重力與慣性所產生的力的觀點。
現代對量子力學的了解與技術可以加速粒子到接近光速,粒子物理學設計了標準模型來描述比原子還要小的粒子之間的力。標準模型預測交換被稱作規範玻色子的粒子是力的發射與吸收的基礎意義。只有四種主要相互作用是已知的:依強度排序為強作用力、電磁力、弱作用力、重力。高能粒子物理在1970年代與1980年代的觀察確認了弱力與電磁力是由更基礎的電弱相互作用來表示。