Voima ja vuorovaikutukset

Kun kappaletta työnnetään vakionopeudella, siihen kohdistuu neljä voimaa. Maa vetää kappaletta alaspäin kohti maapallon keskipistettä (paino [[$G$]]), pinta tukee kappaletta ja estää sitä vajoamasta (tukivoima [[$N$]]), kappaleen liikettä ylläpitävä työntövoima (voima [[$F$]]) sekä pinnan ja pohjan välinen liukukitka (kitka [[$F_\mu$]]). 

Painolla ja kitkalla on määritelmät ja niiden suuruudet voidaan laskea aina määritelmiensä kautta (paino [[$G=mg$]], kitka [[$F_\mu = \mu N$]]). Sen sijaan tukivoima ja vetävä voima ovat tilannekohtaisia voimia, eikä niillä ole täsmällistä määritelmää. Vaakasuoralla pinnalla tukivoimasta tulee yhtä suuri kuin painosta, mutta jos kappaletta työntävä voima kohdistuu ylä- tai alaviistoon, muuttuu myös tukivoima. Tukivoiman suuruuteen vaikuttavat muut voimat ja sen suuruutta tarkastellaan aina tilannekohtaisesti.

YLEISIMMÄT VOIMAT JA VUOROVAIKUTUKSET
Voima Vuorovaikutus Suunta
Paino, [[$G$]] Maan ja kappaleen välillä Kohti Maan keskipistettä
Ilmanvastus, [[$F_i$]] Kappaleen ja ilman välillä Nopeudelle vastakkainen
Pinnan tukivoima, [[$N$]] Kappaleen ja pinnan välillä Kohtisuoraan tukipintaa vastaan
Narun jännitysvoima, [[$T$]] Narun ja sen kiinnityskohdan välinen Narun suuntainen
Työtö- tai vetovoima, [[$F$]] Kappaleen ja voiman vaikutuskohdan välillä Riippuu tilanteesta
Liukukitka, [[$F_\mu$]] Kappaleen ja pinnan välillä, kun ne liukuvat toisiaan vasten Pinnan suuntainen
Lepokitka, [[$F_{\mu_0}$]] Kappaleen ja pinnan välillä, kun ne eivät liiku toisiinsa nähden Pinnan suuntainen
Noste, [[$N$]] Kappaleen ja väliaineen välillä Poispäin Maan keskipisteestä

 

Voimien Lait
Voima Laki / lauseke
Paino, [[$G$]] (lähellä maanpintaa) [[$G=mg$]]
Ilmanvastus, [[$F_i$]] Ei lauseketta lukiofysiikassa
Pinnan tukivoima, [[$N$]] Ei lauseketta, riippuu tilanteesta
Narun jännitysvoima, [[$T$]] Ei lauseketta, riippuu tilanteesta
Työntö- tai vetovoima, [[$F$]] Ei lauseketta, riippuu tilanteesta
Liukukitka, [[$F_\mu$]] [[$F_\mu = \mu N$]]
Lepokitka, [[$F_{\mu 0}$]] Suurin mahdollinen: [[$F_{\mu 0}=\mu_0N$]].
Ei lauseketta, mikäli ei ole suurimmillaan.
Noste, [[$N$]] [[$N=\rho Vg$]]