Trong vật lý, lực là một đại lượng vector cơ bản ảnh hưởng đến chuyển động và trạng thái của vật thể. Hiểu được công thức tính lực giúp bạn giải thích được nhiều hiện tượng tự nhiên và giải toán hiệu quả hơn.
Lực là gì?
Khi nói đến lực, bạn có bao giờ tự hỏi chính xác nó là gì không? Đơn giản mà nói, lực là bất kỳ tương tác nào có thể làm thay đổi chuyển động của một vật thể. Hay nói cách khác, lực là nguyên nhân khiến một vật đang đứng yên bắt đầu chuyển động, hoặc một vật đang chuyển động thay đổi vận tốc (tăng tốc, giảm tốc hoặc đổi hướng).
Bạn có thể thấy lực ở khắp mọi nơi xung quanh mình:
+ Khi bạn đẩy một chiếc xe đẩy hàng, bạn đang tác dụng lực.
+ Khi bạn kéo một cánh cửa, đó cũng là lực.
+ Lực hấp dẫn kéo bạn xuống mặt đất.
+ Lực ma sát làm cho chiếc xe của bạn dừng lại khi bạn phanh.
Trong vật lý, lực là một đại lượng vectơ, nghĩa là nó có cả độ lớn (bao nhiêu "sức mạnh"?) và hướng (lực tác dụng về phía nào?). Đơn vị đo lực trong hệ SI là Newton (N), được đặt theo tên của nhà khoa học vĩ đại Isaac Newton.
>>> Xem thêm tại: Ánh sáng mặt trời đến trái đất mất bao nhiêu phút?
Công thức tính lực là gì?
F = ma
Đây chính là công thức trung tâm của Định luật Newton thứ hai về chuyển động, một trong những định luật cơ bản nhất trong vật lý học cổ điển.
Vậy, ý nghĩa của công thức này là gì?
+ F (Force - Lực): Là tổng hợp tất cả các lực tác dụng lên vật thể. Đơn vị là Newton (N).
+ m (mass - Khối lượng): Là thước đo lượng vật chất chứa trong một vật thể. Khối lượng càng lớn, càng khó làm thay đổi chuyển động của nó. Đơn vị là kilogram (kg).
+ a (acceleration - Gia tốc): Là tốc độ thay đổi vận tốc của vật thể. Gia tốc cho chúng ta biết vận tốc của vật thay đổi nhanh hay chậm và theo hướng nào. Đơn vị là mét trên giây bình phương (m/s2).
Định luật Newton thứ hai
Định luật Newton thứ hai được phát biểu đầy đủ như sau: "Gia tốc của một vật tỉ lệ thuận với lực tổng hợp tác dụng lên vật và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật."
Điều này có nghĩa là:
+ Nếu không có lực nào tác dụng (hoặc tổng hợp các lực bằng 0): Vật sẽ giữ nguyên trạng thái chuyển động của nó. Nếu đang đứng yên thì tiếp tục đứng yên, nếu đang chuyển động thì tiếp tục chuyển động thẳng đều (Định luật Newton thứ nhất).
+ Nếu có lực tác dụng: Vật sẽ thay đổi vận tốc, tức là nó sẽ có gia tốc. Hướng của gia tốc sẽ cùng hướng với hướng của lực tổng hợp.
Hãy hình dung thế này:
+ Bạn đẩy một quả bóng đá (khối lượng nhỏ) với một lực nhất định, nó sẽ bay đi rất nhanh (gia tốc lớn).
+ Cũng với lực đó, bạn đẩy một chiếc ô tô (khối lượng lớn), nó sẽ chỉ nhích rất chậm hoặc không di chuyển đáng kể (gia tốc nhỏ).
>>> Xem thêm tại: Lực hấp dẫn là gì? Khám phá sức hút vô hình quanh ta!
Các loại lực phổ biến
Lực hấp dẫn: Lực kéo mọi vật có khối lượng về phía nhau. Trên Trái Đất, đây là lực kéo mọi thứ xuống mặt đất. Khi bạn rơi một vật, gia tốc của nó là g (gia tốc trọng trường, khoảng 9.8m/s2). Vậy lực hấp dẫn tác dụng lên vật là Fg = mg.
Lực ma sát: Lực cản trở chuyển động tương đối giữa các bề mặt tiếp xúc. Lực ma sát luôn ngược hướng với hướng chuyển động hoặc xu hướng chuyển động.
Lực căng dây: Lực truyền qua một sợi dây (hoặc cáp, xích) khi nó bị kéo căng.
Lực đẩy (lực nén): Lực tác dụng vuông góc lên một bề mặt, ví dụ lực bạn tác dụng khi đẩy một vật lên tường.
Công thức tính lực không chỉ là kiến thức trọng tâm trong vật lý mà còn là nền tảng cho các ngành kỹ thuật và khoa học. Ghi nhớ F = m × a sẽ giúp bạn ứng dụng tốt trong học tập và thực tế.
