Tiontaire Fórsa

Fórsa — Ó Úll Newton go Poill Dhubha

Máistrigh aonaid fórsa san innealtóireacht, sa bhfisic agus sa spás. Ó niútan go punt-fhórsa, díneanna go fórsaí imtharraingthe, tiontaigh le muinín agus tuig cad a chiallaíonn na huimhreacha.

An Fáth a gClúdaíonn Tomhas Fórsa 45 Ord Méadaíochta
Tiontaíonn an uirlis seo idir níos mó ná 30 aonad fórsa - niútan, punt-fhórsa, cileagram-fhórsa, kip, díneanna, agus eile. Cibé an bhfuil tú ag ríomh sá roicéid, ualaí struchtúracha, idirghníomhaíochtaí móilíneacha, nó fórsaí imtharraingthe, láimhseálann an tiontaire seo gach rud ó fhórsaí candamacha (10⁻⁴⁸ N) go domhantarraingt poll dubh (10⁴³ N), lena n-áirítear ríomhanna meáchain (W=mg), anailís struis innealtóireachta, agus dinimic F=ma ar fud gach scála fisice.

Buneolas an Fhórsa

Fórsa
Brú nó tarraingt a athraíonn gluaisne. Aonad SI: niútan (N). Foirmle: F = ma (mais × luasghéarú)

An Dara Dlí ag Newton

Is é F = ma bunús na dinimice. Luasghéaraíonn 1 niútan 1 kg ag 1 m/s². Is é gach fórsa a mhothaíonn tú ná mais ag cur in aghaidh luasghéarú.

  • 1 N = 1 kg·m/s²
  • Fórsa dúbailte → luasghéarú dúbailte
  • Is veicteoir é fórsa (tá treo aige)
  • Cinneann an glanfhórsa gluaisne

Fórsa vs Meáchan

Is fórsa imtharraingteach é an meáchan: W = mg. Tá do mhais seasmhach, ach athraíonn do mheáchan leis an domhantarraingt. Ar an nGealach, is é do mheáchan 1/6 de do mheáchan ar an Domhan.

  • Mais (kg) ≠ Meáchan (N)
  • Meáchan = mais × domhantarraingt
  • 1 kgf = 9.81 N ar an Domhan
  • Gan meáchan i bhfithis = tá mais agat fós

Cineálacha Fórsaí

Baineann fórsaí tadhaill le réada (frithchuimilt, teannas). Gníomhaíonn fórsaí neamh-thadhaill thar achar (domhantarraingt, maighnéadas, leictreachas).

  • Tarraingíonn teannas ar feadh rópaí/cáblaí
  • Cuireann frithchuimilt i gcoinne gluaiseachta
  • Tá an fórsa normalach ingearach le dromchlaí
  • Bíonn an domhantarraingt i gcónaí aomthach, ní éarthach riamh
Pointí Gasta le Tógáil Leat
  • 1 niútan = an fórsa chun 1 kg a luasghéarú ag 1 m/s²
  • Fórsa = mais × luasghéarú (F = ma)
  • Is fórsa é an meáchan, ní mais é (W = mg)
  • Suimítear fórsaí mar veicteoirí (méid + treo)

Míniú ar Chórais Aonad

SI/Méadrach — Absalóideach

Is é an niútan (N) an t-aonad bunúsach SI. Sainmhínítear é ó thairisigh bhunúsacha: kg, m, s. Úsáidtear é i ngach obair eolaíoch.

  • 1 N = 1 kg·m/s² (beacht)
  • kN, MN le haghaidh fórsaí móra
  • mN, µN le haghaidh obair bheachtais
  • Uilíoch san innealtóireacht/bhfisic

Aonaid Imtharraingteacha

Aonaid fórsa bunaithe ar dhomhantarraingt an Domhain. 1 kgf = an fórsa chun 1 kg a choinneáil in aghaidh na domhantarraingthe. Intuigthe ach ag brath ar an suíomh.

  • kgf = cileagram-fhórsa = 9.81 N
  • lbf = punt-fhórsa = 4.45 N
  • tonf = tonna-fhórsa (méadrach/gearr/fada)
  • Athraíonn an domhantarraingt ±0.5% ar an Domhan

CGS & Speisialaithe

Díne (CGS) le haghaidh fórsaí beaga: 1 díne = 10⁻⁵ N. Is annamh a úsáidtear an puntal (absalóideach impiriúil). Fórsaí adamhacha/Planck le haghaidh scálaí candamacha.

  • 1 díne = 1 g·cm/s²
  • Puntal = 1 lb·ft/s² (absalóideach)
  • Aonad adamhach ≈ 8.2×10⁻⁸ N
  • Fórsa Planck ≈ 1.2×10⁴⁴ N

Fisic an Fhórsa

Trí Dhlí Newton

1ú: Cuireann réada in aghaidh athraithe (táimhe). 2ú: Déanann F=ma é a chainníochtú. 3ú: Bíonn frithghníomh comhionann agus urchomhaireach le gach gníomh.

  • Dlí 1: Gan aon ghlanfhórsa → gan aon luasghéarú
  • Dlí 2: F = ma (sainmhíníonn an niútan)
  • Dlí 3: Péirí gnímh-frithghnímh
  • Tuartha ag na dlíthe gach gluaisne chlasaiceach

Suimiú Veicteoirí

Comhcheanglaíonn fórsaí mar veicteoirí, ní mar shuimeanna simplí. Déanann dhá fhórsa 10 N ag 90° 14.1 N (√200), ní 20 N.

  • Méid + treo ag teastáil
  • Úsáid teoirim Phíotagaráis le haghaidh ingearach
  • Suimítear/dealáítear fórsaí comhthreomhara go díreach
  • Cothromaíocht: glanfhórsa = 0

Fórsaí Bunúsacha

Rialaíonn ceithre fhórsa bunúsacha an chruinne: domhantarraingt, leictreamaighnéadas, fórsa núicléach láidir, fórsa núicléach lag. Is teaglamaí iad gach rud eile.

  • Domhantarraingt: an ceann is laige, raon gan teorainn
  • Leictreamaighnéadach: luchtanna, ceimic
  • Láidir: ceanglaíonn sé cuarc i bprótóin
  • Lag: meath radaighníomhach

Tagarmharcanna Fórsa

ComhthéacsFórsaNótaí
Feithid ag siúl~0.001 NScála micriniútan
Brú cnaipe~1 NBrú méire éadrom
Crothadh láimhe~100 NGreim daingean
Meáchan duine (70 kg)~686 N≈ 150 lbf
Sá innill gluaisteáin~5 kN100 hp ar luas mótarbhealaigh
Meáchan eilifint~50 kNAinmhí 5 tonna
Sá innill scairde~200 kNTráchtála nua-aimseartha
Inneall roicéid~10 MNPríomh-inneall tointeála spáis
Teannas cábla droichid~100 MNScála an Gheata Órga
Tionchar astaróidigh (Chicxulub)~10²³ NMharaigh sé na dineasáir

Comparáid Fórsa: Niútan vs Punt-Fhórsa

Niútan (N)Punt-Fhórsa (lbf)Sampla
1 N0.225 lbfMeáchan úill
4.45 N1 lbf1 punt ar an Domhan
10 N2.25 lbfMeáchan 1 kg
100 N22.5 lbfCrothadh láimhe láidir
1 kN225 lbfInneall gluaisteáin beag
10 kN2,248 lbfMeáchan 1 tonna
100 kN22,481 lbfMeáchan leoraí
1 MN224,809 lbfCumas craein mhóir

Feidhmeanna sa Saol Fíor

Innealtóireacht Struchtúrach

Seasann foirgnimh le fórsaí ollmhóra: gaoth, creathanna talún, ualaí. Colúin, bíomaí deartha le haghaidh fórsaí kN go MN.

  • Cáblaí droichid: 100+ MN teannas
  • Colúin foirgnimh: 1-10 MN comhbhrú
  • Gaoth ar ilstórach: 50+ MN cliathánach
  • Fachtóir sábháilteachta de ghnáth 2-3×

Aeraspás & Tiomáint

Tomhaistear sá roicéid i meigeaniútan. Táirgeann innill aerárthaigh cileaniútan. Tá gach niútan tábhachtach agus tú ag éalú ón domhantarraingt.

  • Saturn V: 35 MN sá
  • Inneall Boeing 747: 280 kN an ceann
  • Falcon 9: 7.6 MN ag an lainseáil
  • Ath-bhrú an ISS: 0.3 kN (leanúnach)

Innealtóireacht Mheicniúil

Déantar eochracha casmhóiminte, hiodrálaic, dúntóirí a rátáil go léir i bhfórsa. Ríthábhachtach don tsábháilteacht agus don fheidhmíocht.

  • Cnotaí rotha gluaisteáin: 100-140 N·m casmhóimint
  • Preas hiodrálach: toilleadh 10+ MN
  • Teannas boltaí: raon kN tipiciúil
  • Tairisigh lingeáin in N/m nó kN/m

Mata Tiontaithe Gasta

N ↔ kgf (Gasta)

Roinn ar 10 le haghaidh meastacháin: 100 N ≈ 10 kgf (beacht: 10.2)

  • 1 kgf = 9.81 N (beacht)
  • 10 kgf ≈ 100 N
  • 100 kgf ≈ 1 kN
  • Gasta: N ÷ 10 → kgf

N ↔ lbf

1 lbf ≈ 4.5 N. Roinn N ar 4.5 chun lbf a fháil.

  • 1 lbf = 4.448 N (beacht)
  • 100 N ≈ 22.5 lbf
  • 1 kN ≈ 225 lbf
  • Go meabhrach: N ÷ 4.5 → lbf

Díne ↔ N

1 N = 100,000 díne. Bog an pointe deachúil 5 áit.

  • 1 díne = 10⁻⁵ N
  • 1 N = 10⁵ díne
  • CGS go SI: ×10⁻⁵
  • Is annamh a úsáidtear inniu

Conas a Oibríonn Tiontuithe

Modh an bhunaonaid
Tiontaigh aon aonad go niútan (N) ar dtús, ansin ó N go sprioc. Seiceálacha gasta: 1 kgf ≈ 10 N; 1 lbf ≈ 4.5 N; 1 díne = 0.00001 N.
  • Céim 1: Tiontaigh an fhoinse → niútan ag baint úsáide as an bhfachtóir toBase
  • Céim 2: Tiontaigh niútan → an sprioc ag baint úsáide as fachtóir toBase an sprioc
  • Rogha eile: Úsáid fachtóir díreach má tá sé ar fáil (kgf → lbf: iolraigh faoi 2.205)
  • Seiceáil ciallmhar: 1 kgf ≈ 10 N, 1 lbf ≈ 4.5 N
  • Le haghaidh meáchain: mais (kg) × 9.81 = fórsa (N)

Tagairt Tiontaithe Coiteann

ÓGoIolraigh faoiSampla
NkN0.0011000 N = 1 kN
kNN10005 kN = 5000 N
Nkgf0.10197100 N ≈ 10.2 kgf
kgfN9.8066510 kgf = 98.1 N
Nlbf0.22481100 N ≈ 22.5 lbf
lbfN4.4482250 lbf ≈ 222 N
lbfkgf0.45359100 lbf ≈ 45.4 kgf
kgflbf2.2046250 kgf ≈ 110 lbf
Ndíne1000001 N = 100,000 díne
díneN0.0000150,000 díne = 0.5 N

Samplaí Gasta

500 N → kgf≈ 51 kgf
100 lbf → N≈ 445 N
10 kN → lbf≈ 2,248 lbf
50 kgf → lbf≈ 110 lbf
1 MN → kN= 1,000 kN
100,000 dyn → N= 1 N

Fadhbanna Oibrithe

Tiontú Sá Roicéid

Sá roicéid Saturn V: 35 MN. Tiontaigh go punt-fhórsa.

35 MN = 35,000,000 N. 1 N = 0.22481 lbf. 35M × 0.22481 = 7.87 milliún lbf

Meáchan ar Phláinéid Éagsúla

Duine 70 kg. Meáchan ar an Domhan vs Mars (g = 3.71 m/s²)?

Domhan: 70 × 9.81 = 686 N. Mars: 70 × 3.71 = 260 N. An mhais chéanna, an meáchan 38%.

Teannas Cábla

Tacaíonn cábla droichid le 500 tonna. Cad é an teannas i MN?

500 tonna méadrach = 500,000 kg. F = mg = 500,000 × 9.81 = 4.9 MN

Botúin Choitianta le Seachaint

  • **Mais vs Meáchan**: tomhaiseann kg mais, tomhaiseann N fórsa. Ná habair 'duine 70 N' — abair 70 kg.
  • **kgf ≠ kg**: is fórsa é 1 kgf (9.81 N), is mais é 1 kg. Bíonn earráidí 10× mar thoradh ar mhearbhall.
  • **Tá an suíomh tábhachtach**: glacann kgf/lbf le domhantarraingt an Domhain. Ar an nGealach, is é meáchan 1 kg ná 1.6 N, ní 9.81 N.
  • **Suimiú veicteoirí**: is féidir le 5 N + 5 N a bheith cothrom le 0 (urchomhaireach), 7.1 (ingearach), nó 10 (an treo céanna).
  • **Mearbhall punt**: lb = mais, lbf = fórsa. Sna SA, ciallaíonn 'punt' de ghnáth lbf ag brath ar an gcomhthéacs.
  • **Gannchúis díne**: Tá an díne as feidhm; bain úsáid as milliniútan. 10⁵ díne = 1 N, níl sé intuigthe.

Fíricí Suimiúla Faoi Fhórsa

An Mhatán is Láidre

Feidhmíonn matán masatarach an ghialla fórsa greama 400 N (900 lbf). Crogall: 17 kN. An Megalodon díothaithe: 180 kN — a dhóthain chun carr a bhrú.

Cumhacht Dreancaidí

Léimeann dreancaid le fórsa 0.0002 N ach luasghéaraíonn sé ag 100g. Is spriongaí iad a gcosa a stórálann fuinneamh, agus a scaoileann é níos tapúla ná mar is féidir leis an matán crapadh.

Fórsaí Taoide Poill Dhuibh

In aice le poll dubh, síneann an fórsa taoide thú: mothaíonn do chosa 10⁹ N níos mó ná do cheann. Tugtar 'spaghettification' air. Sracfaí tú ó chéile adamh ar adamh.

Tarraingt Dhomhantarraingthe an Domhain

Cruthaíonn domhantarraingt na Gealaí taoidí le fórsa 10¹⁶ N ar aigéin an Domhain. Tarraingíonn an Domhan an Ghealach ar ais le 2×10²⁰ N — ach éalaíonn an Ghealach fós 3.8 cm/bliain.

Neart Síoda Damháin Alla

Briseann síoda damháin alla ag strus ~1 GPa. Choimeádfadh snáithe le trasghearradh 1 mm² 100 kg (980 N) — níos láidre ná cruach de réir meáchain.

Micreascóp Fórsa Adamhaigh

Mothaíonn AFM fórsaí chomh híseal le 0.1 nananiútan (10⁻¹⁰ N). Is féidir leis cnapáin adamhacha aonair a bhrath. Cosúil le gráinne gainimh a mhothú ó fhithis.

Éabhlóid Stairiúil

1687

Foilsíonn Newton Principia Mathematica, ag sainmhíniú fórsa le F = ma agus trí dhlí na gluaiseachta.

1745

Tomhaiseann Pierre Bouguer an fórsa imtharraingteach ar shléibhte, agus tugann sé faoi deara éagsúlachtaí i réimse domhantarraingthe an Domhain.

1798

Meánn Cavendish an Domhan ag baint úsáide as cothromóir toirsiúin, ag tomhas an fhórsa imtharraingtigh idir maiseanna.

1873

Sainmhíníonn an Cumann Briotanach 'díne' (aonad CGS) mar 1 g·cm/s². Níos déanaí, glacadh leis an niútan don SI.

1948

Sainmhíníonn an CGPM an niútan mar kg·m/s² don chóras SI. Tagann sé in ionad na sean-aonad kgf agus teicniúil.

1960

Glactar go hoifigiúil leis an SI ar fud an domhain. Éiríonn an niútan mar an t-aonad fórsa uilíoch don eolaíocht agus don innealtóireacht.

1986

Fionntar an micreascóp fórsa adamhaigh, a bhraitheann fórsaí piciniútan. Déanann sé an nanaitheicneolaíocht a réabhlóidiú.

2019

Athsainmhíniú an SI: díorthaítear an niútan anois ó thairiseach Planck. Bunúsach beacht, gan aon déantán fisiceach.

Leideanna Pro

  • **Meastachán gasta kgf**: roinn niútan ar 10. 500 N ≈ 50 kgf (beacht: 51).
  • **Meáchan ó mhais**: iolraigh kg faoi 10 le haghaidh meastachán gasta i N. 70 kg ≈ 700 N.
  • **Cleas cuimhne lbf**: tá 1 lbf thart ar leath mheáchan buidéal sóide 2-lítear (4.45 N).
  • **Seiceáil do chuid aonad**: má tá an toradh 10× mícheart, is dócha gur mheasc tú mais (kg) le fórsa (kgf).
  • **Tá an treo tábhachtach**: is veicteoirí iad fórsaí. Sonraigh i gcónaí méid + treo i bhfadhbanna fíor.
  • **Tomhaiseann scálaí lingeáin fórsa**: taispeánann scála seomra folctha kgf nó lbf (fórsa), ach tá sé lipéadaithe mar kg/lb (mais) de réir an ghnáis.
  • **Nodaireacht eolaíoch uathoibríoch**: taispeántar luachanna < 1 µN nó > 1 GN mar nodaireacht eolaíoch ar mhaithe le hinléiteacht.

Tagairt Iomlán Aonad

SI / Méadrach (Absalóideach)

Ainm an AonaidSiombailCoibhéis NiútanNótaí Úsáide
nua-thonnaN1 N (base)Bunús SI don fhórsa; 1 N = 1 kg·m/s² (beacht).
cileanua-thonnakN1.000 kNCaighdeán innealtóireachta; innill ghluaisteáin, ualaí struchtúracha.
meigeanua-thonnaMN1.00e+0 NFórsaí móra; roicéid, droichid, preasanna tionsclaíocha.
gigeanua-thonnaGN1.00e+3 NFórsaí teicteonacha, tionchair astaróideach, teoiriciúil.
millanua-thonnamN1.0000 mNIonstraimí beachtais; fórsaí lingeáin beaga.
micreanua-thonnaµN1.000e-6 NMicreascála; micreascópacht fórsa adamhaigh, MEMS.
nana-nua-thonnanN1.000e-9 NNanascála; fórsaí móilíneacha, adaimh aonair.

Aonaid Imtharraingteacha

Ainm an AonaidSiombailCoibhéis NiútanNótaí Úsáide
cileagram-fhórsakgf9.8066 N1 kgf = meáchan 1 kg ar an Domhan (9.80665 N beacht).
gram-fhórsagf9.8066 mNFórsaí imtharraingteacha beaga; cothromóirí beachtais.
tonna-fhórsa (méadrach)tf9.807 kNMeáchan tonna méadrach; 1000 kgf = 9.81 kN.
milleagram-fhórsamgf9.807e-6 NFórsaí imtharraingteacha an-bheaga; is annamh a úsáidtear.
punt-fhórsalbf4.4482 NCaighdeán SAM/RA; 1 lbf = 4.4482216 N (beacht).
unsa-fhórsaozf278.0139 mN1/16 lbf; fórsaí beaga, lingeáin.
tonna-fhórsa (gearr, SAM)tonf8.896 kNTonna SAM (2000 lbf); trealamh trom.
tonna-fhórsa (fada, RA)LT9.964 kNTonna RA (2240 lbf); loingseoireacht.
kip (cileaphunt-fhórsa)kip4.448 kN1000 lbf; innealtóireacht struchtúrach, dearadh droichid.

Aonaid Absalóideacha Impiriúla

Ainm an AonaidSiombailCoibhéis NiútanNótaí Úsáide
poundalpdl138.2550 mN1 lb·ft/s²; absalóideach impiriúil, as feidhm.
unsa (poundal)oz pdl8.6409 mN1/16 puntal; teoiriciúil amháin.

Córas CGS

Ainm an AonaidSiombailCoibhéis NiútanNótaí Úsáide
dínedyn1.000e-5 N1 g·cm/s² = 10⁻⁵ N; córas CGS, oidhreacht.
cileadínekdyn10.0000 mN1000 díne = 0.01 N; is annamh a úsáidtear.
meigidíneMdyn10.0000 N10⁶ díne = 10 N; téarma as feidhm.

Speisialaithe & Eolaíoch

Ainm an AonaidSiombailCoibhéis NiútanNótaí Úsáide
sthène (aonad MKS)sn1.000 kNAonad MKS = 1000 N; stairiúil.
grave-fhórsa (cileagram-fhórsa)Gf9.8066 NAinm malartach do chileagram-fhórsa.
pond (gram-fhórsa)p9.8066 mNGram-fhórsa; úsáid Ghearmánach/Oirthear na hEorpa.
cileapond (cileagram-fhórsa)kp9.8066 NCileagram-fhórsa; aonad teicniúil Eorpach.
crinal (deicinua-thonna)crinal100.0000 mNDeiciniútan (0.1 N); doiléir.
grave (cileagram sa luathchóras méadrach)grave9.8066 NCóras méadrach luath; cileagram-fhórsa.
aonad fórsa adamhacha.u.8.239e-8 NFórsa Hartree; fisic adamhach (8.2×10⁻⁸ N).
fórsa PlanckFP1.21e+38 NScála domhantarraingthe candamaí; 1.2×10⁴⁴ N (teoiriciúil).

Ceisteanna Coitianta

Cad é an difríocht idir mais agus meáchan?

Is é an mhais (kg) an méid damhna; is é an meáchan (N) an fórsa imtharraingteach ar an mais sin. Fanann an mhais seasmhach; athraíonn an meáchan leis an domhantarraingt. Is é do mheáchan 1/6 ar an nGealach ach tá an mhais chéanna agat.

Cén fáth niútan a úsáid in ionad kgf nó lbf?

Tá an niútan absalóideach—ní bhraitheann sé ar an domhantarraingt. Glacann kgf/lbf le domhantarraingt an Domhain (9.81 m/s²). Ar an nGealach nó ar Mhars, bheadh kgf/lbf mícheart. Oibríonn an niútan i ngach áit sa chruinne.

Cé mhéad fórsa is féidir le duine a fheidhmiú?

Gnáthdhuine: 400 N brú, 500 N tarraingt (pléascadh gairid). Lúthchleasaithe oilte: 1000+ N. Ardú marbh den scoth: ~5000 N (~500 kg × 9.81). Fórsa greama: 400 N ar an meán, 900 N ar a mhéad.

Cad is kip ann agus cén fáth a n-úsáidtear é?

Kip = 1000 lbf (cileapunt-fhórsa). Úsáideann innealtóirí struchtúracha SAM kip le haghaidh ualaí droichid/foirgnimh chun scríobh uimhreacha móra a sheachaint. 50 kip = 50,000 lbf = 222 kN.

An úsáidtear díne fós?

Is annamh. Tá an díne (aonad CGS) le feiceáil i sean-téacsleabhair. Úsáideann an eolaíocht nua-aimseartha milliniútan (mN). 1 mN = 100 díne. Tá an córas CGS as feidhm ach amháin i roinnt réimsí speisialaithe.

Conas a thiontaím meáchan go fórsa?

IS fórsa é an meáchan. Foirmle: F = mg. Sampla: duine 70 kg → 70 × 9.81 = 686 N ar an Domhan. Ar an nGealach: 70 × 1.62 = 113 N. Ní athraíonn an mhais (70 kg).

Eolaire Iomlán na nUirlisí

Gach 71 uirlis atá ar fáil ar UNITS

Scag de réir:
Catagóirí: