نیرو

نیرو ( به عربی: قوة ) و ( به انگلیسی: Force ) با نماد F در فیزیک یک کمیت برداری است که باعث شتاب گرفتن جسم ها می شود، در واقع نیروی خالص عامل شتاب است. نیرو را به طور شهودی می توان با کشیدن یا هُل دادن توصیف کرد. شتاب جسم متناسب است با جمع برداری همهٔ نیروهای وارد بر جسم. در یک جسم صُلب ( جسمی که ابعادش در فضا گسترده است و نمی توان آن را با یک نقطه تقریب زد ) نیرو می تواند جسم را بچرخاند، تغییر شکل دهد یا فشار وارد بر آن را بیفزاید. اثرات چرخشی با گشتاور و تغییر شکل یا فشار با تنش توصیف می شوند. نیرو حاصل برهم کنش یا اثر متقابل دو جسم بر همدیگر است.
مفهوم نیرو از زمان های دور، در استاتیک و دینامیک مورد استفاده قرار گرفته است. مطالعات باستانی روی استاتیک، در قرن سوم قبل از میلاد، در کارهای ارشمیدس به حد نهایی خود رسید که هم اکنون نیز قسمت هایی از فیزیک مدرن را تشکیل می دهند. در مقابل، دینامیک ارسطو، سوء تعبیرهایی شهودی از نقش نیرو ایجاد کرد که نهایتاً در قرن هفدهم و به خصوص در کارهای ایزاک نیوتن، تصحیح شدند. با پیشرفت مکانیک کوانتومی، هم اکنون می دانیم که ذرات از طریق برهم کنشهای بنیادین، بر یکدیگر اثر می گذارند و لذا مدل استاندارد فیزیک ذرات، ادعا می کند که هر چیزی که اساساً به عنوان نیرو مشاهده می شود، در حقیقت توسط بوزونهای معیار تأثیر می گذارد. تنها چهار برهم کنش اساسی شناخته شده که به ترتیب قدرت عبارتند از: قوی، الکترومغناطیسی، ضعیف ( که در سال ۱۹۷۰، الکتروضعیف ( electroweak ) به یک برهم کنش واحد انجام شدند ) و گرانشی. نیوتون یکی از بزرگ ترین پژوهش گران در مورد نیرو است.
مشهور است که ارسطو، نیرو را به عنوان هر چیزی که باعث می شود شیئی یک «حرکت غیرطبیعی» انجام دهد، توصیف کرد.
از قدیم، مفهوم نیرو برای کار کردن هر یک از هفت نوع ماشین ساده، اساسی تلقی می شده است. کمک مکانیکی که یک ماشین ساده فراهم می آورد، اجازه می داد تا یک نیروی کم را برای اثر گذاشتن روی جسمی در فاصله دورتر به کار برد. تجزیه تحلیل ویژگی های این چنین نیروها نهایتاً در کارهای ارشمیدس به غنی ترین حالت خود رسید، که به خصوص به خاطر فرمول بندی کردن رفتار «نیروهای شناور» نهفته در سیالات معروف است.
پیشرفت های فلسفه ای مفهوم یک نیرو در کاهایی از ارسطو به چشم می خورد. در کیهان شناسی ارسطویی، دنیای طبیعی چهار عنصر را نگه می داشت که در «حالات طبیعی» وجود داشتند. ارسطو عقیده داشت که برای اشیاء سنگین روی زمین مانند آب و زمین، حالت طبیعی این است که بدون حرکت روی زمین بمانند و این که آن ها اگر تنها باشند، تمایل دارند به این حالت برسند. او بین میل ذاتی اشیاء برای رسیدن به «جای طبیعی» ( برای مثال افتادن اشیاء سنگین ) که به یک حرکت طبیعی منجر می شود، و حرکت غیرطبیعی یا اجباری که به عملکرد پیوسته یک نیرو محتاج است، تمایز قایل شد. این نظریه مبتنی بر مشاهدات روزمره این که اشیاء چگونه حرکت می کنند ( مثلاً این که عملکرد ثابت یک نیرو برای حرکت کردن یک ارابه لازم است ) مشکلات مفهوم زیادی از جمله برای توجیه رفتار پرتابه ها ( مثلاً حرکت یک پیکان ) داشت. این کاستی ها به طور کامل در قرن هفدهم در کارهای گالیله حل شد که متأثر از این ایده موجود در اواخر قرون وسطی بود که اشیائی که در یک حرکت اجباری هستند، یک نیروی ذاتی جنبشی با خود حمل می کنند. [ نیازمند منبع]

نیرو (جنگ ستارگان). نیرو یک انرژی متافیزیکی و همه گیر در دنیای خیالی جنگ ستارگان است. شخصیت هایی که از نیرو استفاده می کنند به شخصیت های «حساس به نیرو» معروف هستند و به دو زمره تقسیم می شوند: قهرمانانی مانند جدای که می خواهند با نیرو یکی شوند، در حالی که سیت و دیگر شرورها از این نیروها سوءاستفاده می کنند و سعی می کنند آن را برای خواسته های خود استفاده کنند. نیرو با جنبه های مختلفی از آیین های دینی مقایسه شده است و جمله «نیرو با تو باشد» بخشی از زبان محلی فرهنگ عامه شده است.

نیرو (فیلم ۱۹۹۴). «نیرو» ( انگلیسی: The Force ( film ) ) فیلمی در ژانر مهیج به کارگردانی مارک روسمان است که در سال ۱۹۹۴ منتشر شد. از بازیگران آن می توان به کیم دلنی و گری هادسون اشاره کرد.

نیرو (فیلم ۲۰۱۴). نیرو ( انگلیسی: Force ( 2014 film ) ) یک فیلم است که در سال ۲۰۱۴ منتشر شد.

نیرو (force)
هر اثری که حالت سکون جسم یا حالت حرکت یکنواخت آن را روی خطی راست تغییر دهد. نتیجۀ تأثیر نیروی برآیند یا نیروی خنثی نشده بر جسم این است که جسم در جهت نیرو شتاب می گیرد یا در صورتی که جسم نتواند آزادانه حرکت کند، در آن تغییرشکل پدیدمی آورد. (← هوک،_قانون). نیرو کمیتی برداری است، و هم مقدار و جهت دارد. یکای نیرو در دستگاه بین المللی نیوتون است. برای درک حرکت و علت آن لازم است حرکت را توصیف کرد. تندی یا مقدار سرعت معیاری از میزان تحرک جسمِ در حال حرکت است. تندی یا مقدار سرعت را از تقسیم فاصلۀ پیموده شده بر مدت زمانی که صرف پیمودن آن شده است، به دست می آورند. به این ترتیب، تندی یا مقدار سرعت فاصله یا مسافت پیموده شده در واحد زمان است. تندی کمیتی نرده ای است که جهت جابه جایی در آن اهمیت ندارد و فقط آهنگ جابه جایی مورد توجه قرار می گیرد. غالباً نمایش حرکت با نمودار مفید است. با ترسیم فاصلۀ حرکت بر حسب زمان و تهیۀ نمودار فاصله ـ زمان کل مسافت پیموده شده را محاسبه می کنند. شیب این نمودار معرف تندی حرکت در هر نقطۀ خاص است و به آن تندی لحظه ای می گویند. در نمودار فاصله ـ زمان، هر خط راست معرف حرکتی با تندی ثابت است. نمودار نشان دهندۀ مراحل حرکت به نمودار جابه جایی معروف است. در نمودار مقدار سرعت یا تندی ـ زمان، تندی حرکت جسم در طول زمان رسم می شود. این نمودار تندی لحظه ای را در هر نقطه نشان می دهد. هنگامی که نمودار حرکت به صورت خط افقی درمی آید، به سبب صفرشدن تندی جسم به حالت سکون رسیده است.سرعت و شتاب. سرعت تندی جسم در جهتی معین است. به این ترتیب، سرعت کمیتی برداری است که هم مقدار و هم جهت آن را باید درنظر گرفت. شتاب آهنگ تغییر سرعت در طول زمان است و کمیتی برداری است. شتاب وقتی پدید می آید که مقدار سرعت یا تندی تغییر کند، جهت سرعت تغییر کند، یا هم مقدار و هم جهت سرعت تغییر کند.
نیرو و حرکت. بنابر کشف گالیله، جسمی که روی سطح افقی کاملاً صاف در حرکت است، سرعتش کم و زیاد نمی شود. همۀ اجسام با همان سرعتی که دارند به حرکتشان ادامه می دهند، مگر وقتی که نیرویی وارد شود و شتابی پدید آید. علت آن که جسم در حال حرکت را به ظاهر باید هُل دهیم تا به حرکتش با سرعت ثابت ادامه دهد، این است که در سطح زمین، بر همۀ اجسام در حال حرکت نیروهای اصطکاک وارد می شود. اصطکاک وقتی پدید می آید که دو سطح جامد روی یکدیگر سایش و مالش داشته باشند. از آن جمله است وقتی که لاستیک اتومبیل در تماس با سطح زمین در حرکت است. اصطکاک در جهت مخالف حرکت نسبی دو جسمی عمل می کند که با یکدیگر در تماس اند و منجر به کندشدن حرکت جسم متحرک می شود. برای خنثی کردن نیروی اصطکاک لازم است جسم متحرک را با اعمال نیرو به جلو هُل داد. اگر حاصل جمع نیروها منجر به نیروی برآیند صفر شود، جسم شتاب نخواهد گرفت، بلکه با سرعت ثابت به حرکتش ادامه می دهد. نیروی برآیند نیروی منفردی است که بر ذره یا جسم وارد می شود و اثرش معادل است با مجموعۀ آثار ناشی از دو یا چند نیرویی که بر همان ذره یا جسم وارد می شوند. تحقیقات گالیله را آیزاک نیوتون گسترش داد. بنابر قانون دوم حرکت نیوتون، مقدار نیروی برآیند برابر است با آهنگ تغییر تکانه جسمی که نیرو بر آن وارد می شود. بنابراین، نیرویF (نیوتون) وارد بر جسمی به جرمm (کیلوگرم)، که در آن شتابa (متر بر مجذورثانیه) پدید می آورد، عبارت است ازF=ma. قانون دوم نیوتون، تغییر تکانۀ متناسب با مقدار نیروی خارجی است و در همان جهتی پدید می آید که نیرو بر جسم اعمال می شود. تکانه تابعی است که هم به جرم جسم و هم به سرعت آن بستگی دارد. این امر با تجربۀ شخصی نیز سازگاری دارد، زیرا مفهوم نیرو از تلاش عضلانی منشأ می گیرد. متوقف سازی حرکت جسم سنگین نسبت به جسم سبک به تلاش و قدرت بیشتری نیاز دارد و برای متوقف سازی جسمی که با سرعت زیاد در حرکت است، نسبت به جسمی که حرکتی کندتر دارد، به قدرت بیشتری نیاز داریم. به این ترتیب، نیرو را می توان با تغییر تکانه ای اندازه گیری کرد که از حاصل ضرب جرم در سرعت به دست می آید (← نیوتون، قانون های حرکت). بنا به قانون سوم حرکت نیوتون، اگر جسم A نیرویی بر جسم B وارد کند، جسم B هم نیرویی مساوی ولی در جهت مخالف بر جسم A وارد می کند. به این نیروی مساوی که در جهت مخالف وارد می شود، نیروی واکنش می گویند. سقوط آزاد و سرعت حد. گالیله ثابت کرد که اجسام در حال سقوط آزاد، چه سنگین باشند و چه سبک، شتاب ثابتِ یکسانی دارند که برخاسته از گرانی است. این شتاب ناشی از نیروی گرانشی ای است که زمین بر جسم وارد می کند و به شتاب سقوط آزاد نیز معروف است. مقدار این شتاب در حدود ۱۰ متر بر مجذور ثانیه است. هنگامی که جسم در هوا سقوط می کند، مقاومت هوا هم بر آن اثر می کند. اثر مقاومت هوا با افزایش سرعت جسم بسیار افزایش می یابد و درنتیجه، جسم به سرعتی با نام سرعت حد نزدیک می شود. جسم پس از رسیدن به سرعت حد با همان سرعت به سقوط ادامه می دهد، تا به زمین برسد، زیرا شتاب گیری جسم درپی خنثی شدن وزن با مقاومت هوا متوقف شده است. شتاب ناشی از گرانی را با آونگ اندازه گیری می کنند.
استاتیک یا ایستایی شناسی (استاتیک). شاخه ای از مکانیک است که به بررسی رفتار اجسام در حال سکون یا اجسامی می پردازد که با سرعت ثابت در حرکت اند. نیروهایی که در این شرایط بر جسم وارد می شوند همدیگر را خنثی می کنند و در کل، نیروهای وارد بر جسم در حال تعادل اند. گرانی یا ثقل نیرویی است که از اجسام بسیار بزرگ سرچشمه می گیرد. گرانی زمین اجسام را با شتاب ثابتی به طرف سطح زمین می کشاند. اجسامی با سطح مقطع بزرگ براثر مقاومت هوا کندتر سقوط می کنند. در خلأ، که نیروی گرانی یگانه نیروی تعیین کنندۀ آهنگ سقوط است، همۀ اجسام با شتاب یکسان سقوط می کنند.