نیرو کلمهای است که ما معمولاً از آن در مورد کشیدن یا هُل دادن، استفاده میکنیم. نیرو میتواند اجسام ساکن را به حرکت درآورد و نیز میتواند سرعت جسم متحرک را کم یا زیاد کند یا جهت حرکت را عوض کند. استفاده از دو یا چند نیرو، میتواند باعث کشش، خم شدن، پیچیدن، چرخیدن یا لِه شدن چیزی شود.
اصطکاک
اصطکاک نیرویی است که شیئی را که روی شییء دیگری میلغزد متوقف میکند. اتومبیلِ درحال حرکت، با اصطکاک هوا و جاده مواجه است که باعث کُندی حرکت میشود. چتربازها از خاصیت اصطکاک هوا (مقاومت هوا) برای کم کردن سرعتِ فرود استفاده میکنند. ضریب شتابِ سقوطِ اجسام از هوا بستگی به مقاومت هوا دارد. یک قطعه پر، خیلیآهستهتر از یک قطعه سنگ، سقوط میکند؛ زیرا سطح آن مساحت بیشتری دارد و بههمین خاطر، کنار زدن هوا برایش مشکل است. اما یک گلولۀ کوچک و یک گلوله بزرگ توپ، علیرغم وزن متفاوتشان همزمان با هم به زمین میرسند.
کِشش و تراکم
اگر یک کش حلقهای را بکشید، نیرویی حس میکنید که به آن نیروی «کشش» میگویند. نیروهای کشش، خیلی مفید هستند. این نیروها، کوهنوردانی را که روی طناب هستند، حفظ میکنند و از اجناس داخل کیسههای پلاستیکی محافظت مینمایند. ما نیز از نیروی کشش برای نگهداشتن لباسهایمان استفاده میکنیم. تراکم (فشار) نیرویی است که در مقابلِ نیروی کشش قرار دارد. هنگامی که شما در رختخواب خوابیده یا روی صندلی نشستهاید یا زمانی که روی زمین ایستادهاید، نیروی فشار ایجاد میشود و بدون نیروی فشار، هیچ چیزی نمیتواند وزن شما را تحمل کند.
انواع مختلف نیرو
دانشمندان فکر میکنند که پنج نوع نیرو در جهان وجود دارد: نیروی جاذبه، نیروی مغناطیس، نیرویالکتریسیته و دو نوع نیروی هستهای. آنها عقیده دارند که پنج نوع نیروی فوق به یکدیگر بستگی دارند؛ اما چگونگی آن را هنوز نمیدانند.
نیروی الکتریکی، اتمها را در جامدات و مایعات، کنار هم نگه میدارد؛ بنابراین، نیروهای کششی، تراکمی و اصطکاکی واقعاً نمونههایی از نیروهای الکتریکی هستند.
نیروی جاذبه
نیروی جاذبه از نوع نیروی کششی است که همۀ ما را در سطح زمین نگه میدارد. در قرن هفدهم میلادی دانشمندی بهنام «اسحاق نیوتن» تئوری جاذبه را با مشاهدۀ سقوط سیب از درخت، کشف کرد. هر شیئی یک نیروی جاذبه به طرف شییء دیگر دارد و هرچه جرم ِجسم بیشتر باشد، نیروی جاذبۀ آن قویتر است. و زمین که بسیار عظیم است، دارای نیروی جاذبۀ قویای میباشد.
👇هنگامیکه دوچرخهسواری میکنید،بعضیاز اصطکاکها برای شما مفید و بعضی مضر میباشند.
اصطکاکِ هوا از سرعت شما میکاهد.
اصطکاک، حرکت رکابها و چرخها را کُند میکند.
اصطکاک به دستهای شما کمک میکند تا دستۀ دوچرخه را بگیرید.
در هنگام ترمز باعث توقف میشود؛ مانع لیز خوردن پای شما از روی رکاب میگردد و از لیز خوردن چرخها، روی زمین جلوگیری میکند.
👇بعضی از چیزهایی که شما برایشان نیرو مصرف میکنید.
👇اگر جِرم شما را با جرم یک وزنه در ترازو وزن کنند، وزن شما اندازهگیری میشود. در فضا، نیروی جاذبه کمتر است؛ اما در عین حال به همان اندازۀ روی زمین وزنه لازم است تا با شما در ترازو مساوی شود.
قوّۀ جاذبه، وزن و جرم
قوۀ جاذبه، ما را به طرف پایین میکشد و ایجاد وزن میکند و نیز باعث میشود که ما احساس سنگینی کنیم. ماه از زمین کوچکتر است؛ بنابراین دارای قوۀ جاذبۀ کمتری است. ما در کرۀ ماه، 6 بار سبکتر میشویم؛ اگرچه حجم ما تغییری نمیکند. پرش در کرۀ ماه، بسیار راحت است. در فضای خارجِجوّ و به دور از هرگونه شییء جامد بزرگ، وزن ما به قدری ناچیز خواهد شد که به حالت غوطهور در میآییم.
جرم هر چیز به شما میگوید که چه مقدار ماده در آن هست. کشش قوۀ جاذبه (وزن) بستگی دارد به مقدار جرمی که در شییء هست؛ بنابراین با وزن کردن اجسام، میتوان به مقدار جرم آنها پی برد. دانشمندان تمام نیروها را در مقیاس نیوتن اندازهگیری میکنند. روی زمین، هر یک کیلوگرم جرم، حدود 10نیوتن وزن دارد. یک سیب حدود یک نیوتن وزن دارد و یک کودک 10 ساله، بهطور متوسط حدود 300 نیوتن وزن دارد.
قوۀ جاذبه و جهان
اگر قوۀ جاذبۀ زمین نبود، جوّ و همچنین آب اقیانوسها به فضای خارج زمین سرازیر میشد و آب به طرف سرازیری جریان نمییافت و باران به طرف زمین نمیآمد. نیروی جاذبۀ زمین، کرۀ ماه را در مدار خودش باقی نگه میدارد و باعث میشود که به دور ِ زمین بگردد و نیروی جاذبۀ خورشید، زمین و سایر سیارات را در مدار خودشان نگه میدارد. در واقع اگر نیروی جاذبۀ اولیه نبود تا گازها و گرد و غبارها را با هم جمع کند، خورشید و سیاراتی هم وجود نداشت.
مرکزِ ثقل
نیروی جاذبه، روی مرکز اجسام، قویتر عمل میکند و این محل را مرکزِ «ثقل» گویند. وقتی شما بهطور مستقیم ایستادهاید، مرکز ثقل بدنتان در بالای پاهاست. اگر شما بیش از حد به طرف جلو، عقب یا به پهلو خم شوید، دیگر مرکز ثقل شما بالای پاها نیست و شما خواهید افتاد.
👇فضانوردان مجبورند با شرایط بیوزنی مقابله کنند. در اینجا «روبرت کابانا» خلبان شاتل1990 در مأموریت اس-تی-اس-41 از یک دوربین فیلمبرداری در داخل شاتل استفاده میکند.
کیلوگرم و پوند در واقع جرم را اندازهگیری میکنند نه وزن را.
کرۀ زمین در نواحی استوایی، کمی برآمدگی دارد؛ بنابراین وزن شما در آنجا نسبت به قطبهای شمال و جنوب کمتر است.
👇شاقولها همه بهطرف مرکز زمین عمود میشوند؛ زیرا قوۀ جاذبه در مرکز زمین قویتر است.
بخشی از کتاب دانشنامه آکسفورد، علم و تکنولوژی از انتشارات پیام بهاران
صفحه 26-27