在物理學中，力是什麼

在物理學中，力（Force，物理上的簡寫：F）是物體與物體之間的相互作用或相互牽引的作用。我們無論對一件物體拉或推，也有力施在物體上。力可以改變一個自由物體的運動狀態，即改變自由物體速度的大小或方向，力也可以改變自由物體的形狀。
目錄 [隱藏] 1 「力」字的中文由來2 力的種類3 力的單位4 力的出現5 力的效果6 力的三要素7 淨力8 參見9 參考
[編輯] 「力」字的中文由來 中文的力字是由象形字演化而來，形狀似人手的筋肉，以比喻其內蘊的力量。

[編輯] 力的種類 力有多種的方式存在，也為人所知的作用力、反作用力、動力、重力、地心吸力、摩擦力、磁力、衝力、張力、彈力、向心力和離心力。以至比較像力學上的專有用詞的庫侖力（電荷間的引力）、洛侖茲力（帶電粒子在一個電場中所受的力）、引力（物體與物體的相吸作用）。這所有的稱呼，也是力，也同樣可以施在物體之上。

[編輯] 力的單位 根據經典力學中的牛頓運動第二定律，力的數學表達式為：

圖片參考：http://upload.wikimedia.org/math/0/b/a/0ba118c2d8c335e2f96292a1e771bc09.png
其中m代表物體的質量，a代表加速度，此公式使用國際單位制，質量單位用千克，加速度單位用米每二次方秒，所以國際單位中力的單位是千克米每二次方秒(kg·ms-2)。
或是在微積分學上，力可表達成：

圖片參考：http://upload.wikimedia.org/math/b/0/d/b0dd7612f77693e7e44851e7f75ac7b3.png
當中的m也是物體的質量，v代表速度，t代表時間。再次以國際單位制，質量的單位為千克，速度的單位為ms-1，時間的單位為秒，得出kg·ms-1/s，也等於kg·ms-2。
在最後，經國際單位制維護機構下，kg·ms-2的單位可寫成N（牛頓），也是力的單位了。

[編輯] 力的出現 力是一種不能直接觀看到的作用，但能透過施在物體上，從而觀察力的存在。但這也不表示我們能完全了解所有被施在物體上的力，因為力是從四面八方，不同方向來的，我們只是看到了施在物體上淨力。

[編輯] 力的效果 改變物體速度改變物體的移動方向改變物體的原有形狀
[編輯] 力的三要素 大小方向作用點
[編輯] 淨力 淨力也是力，但在一般基礎的物理學上的計算，淨力比所有的力更有意義。因為物體可能乘受著四方八面而來的力，但是組合起來會互相底消或等於零的。那麼，根據F=ma，F便等於0，而m是質量，因此是個大於0的實數；從而算出a等於0，整條公式也變得沒意義。
而淨力是向量空間以一個方向及力度表示所有施在物體上的力，無論物體從不同的方向受著不同的力，也是以一個方向及力度表示。

[編輯] 參見 力學 經典力學 牛頓運動定律 牛頓運動第一定律牛頓運動第二定律牛頓運動第三定律 宇宙速度宇宙基本力
[編輯] 參考 Force（英文維基百科）Net force（英文維基百科）物理新天地2力學（ISBN：962-990-774-8）New Physics at work - Mechanics（ISBN：978-0-19-545778-0）

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「力」字的中文由來
中文的力字是由象形字演化而來，形狀似人手的筋肉，以比喻其內蘊的力量。

[編輯] 力的種類
力有多種的方式存在，也為人所知的作用力、反作用力、動力、重力、地心吸力、摩擦力、磁力、衝力、張力、彈力、向心力和離心力。以至比較像力學上的專有用詞的庫侖力（電荷間的引力）、洛侖茲力（帶電粒子在一個電場中所受的力）、引力（物體與物體的相吸作用）。這所有的稱呼，也是力，也同樣可以施在物體之上。

[編輯] 力的單位
根據經典力學中的牛頓運動第二定律，力的數學表達式為：


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/math/0/b/a/0ba118c2d8c335e2f96292a1e771bc09.png

其中m代表物體的質量，a代表加速度，此公式使用國際單位制，質量單位用千克，加速度單位用米每二次方秒，所以國際單位中力的單位是千克米每二次方秒(kg·ms-2)。
或是在微積分學上，力可表達成：


圖片參考：http://upload.wikimedia.org/math/b/0/d/b0dd7612f77693e7e44851e7f75ac7b3.png

當中的m也是物體的質量，v代表速度，t代表時間。再次以國際單位制，質量的單位為千克，速度的單位為ms-1，時間的單位為秒，得出kg·ms-1/s，也等於kg·ms-2。
在最後，經國際單位制維護機構下，kg·ms-2的單位可寫成N（牛頓），也是力的單位了。

[編輯] 力的出現
力是一種不能直接觀看到的作用，但能透過施在物體上，從而觀察力的存在。但這也不表示我們能完全了解所有被施在物體上的力，因為力是從四面八方，不同方向來的，我們只是看到了施在物體上淨力。

[編輯] 力的效果

改變物體速度
改變物體的移動方向
改變物體的原有形狀

[編輯] 力的三要素

大小
方向
作用點

[編輯] 淨力
淨力也是力，但在一般基礎的物理學上的計算，淨力比所有的力更有意義。因為物體可能乘受著四方八面而來的力，但是組合起來會互相底消或等於零的。那麼，根據F=ma，F便等於0，而m是質量，因此是個大於0的實數；從而算出a等於0，整條公式也變得沒意義。
而淨力是向量空間以一個方向及力度表示所有施在物體上的力，無論物體從不同的方向受著不同的力，也是以一個方向及力度表示

用來解釋為何物質能在空間中移動

力
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在物理學中，力（Force，物理上的簡寫：F）是物體與物體之間的相互作用或相互牽引的作用。我們無論對一件物體拉或推，也有力施在物體上。力可以改變一個自由物體的運動狀態，即改變自由物體速度的大小或方向，力也可以改變自由物體的形狀。
目錄
[隱藏]
•1 「力」字的中文由來
•2 力的種類
•3 力的單位
•4 力的出現
•5 力的效果
•6 力的三要素
•7 淨力
•8 參見
•9 參考

[編輯] 「力」字的中文由來
中文的力字是由象形字演化而來，形狀似人手的筋肉，以比喻其內蘊的力量。
[編輯] 力的種類
力有多種的方式存在，也為人所知的作用力、反作用力、動力、重力、地心吸力、摩擦力、磁力、衝力、張力、彈力、向心力和離心力。以至比較像力學上的專有用詞的庫侖力（電荷間的引力）、洛侖茲力（帶電粒子在一個電場中所受的力）、引力（物體與物體的相吸作用）。這所有的稱呼，也是力，也同樣可以施在物體之上。
[編輯] 力的單位
根據經典力學中的牛頓運動第二定律，力的數學表達式為：

其中m代表物體的質量，a代表加速度，此公式使用國際單位制，質量單位用千克，加速度單位用米每二次方秒，所以國際單位中力的單位是千克米每二次方秒(kg•ms-2)。
或是在微積分學上，力可表達成：

當中的m也是物體的質量，v代表速度，t代表時間。再次以國際單位制，質量的單位為千克，速度的單位為ms-1，時間的單位為秒，得出kg•ms-1/s，也等於kg•ms-2。
在最後，經國際單位制維護機構下，kg•ms-2的單位可寫成N（牛頓），也是力的單位了。
[編輯] 力的出現
力是一種不能直接觀看到的作用，但能透過施在物體上，從而觀察力的存在。但這也不表示我們能完全了解所有被施在物體上的力，因為力是從四面八方，不同方向來的，我們只是看到了施在物體上淨力。
[編輯] 力的效果
•改變物體速度
•改變物體的移動方向
•改變物體的原有形狀
[編輯] 力的三要素
•大小
•方向
•作用點
[編輯] 淨力
淨力也是力，但在一般基礎的物理學上的計算，淨力比所有的力更有意義。因為物體可能乘受著四方八面而來的力，但是組合起來會互相底消或等於零的。那麼，根據F=ma，F便等於0，而m是質量，因此是個大於0的實數；從而算出a等於0，整條公式也變得沒意義。
而淨力是向量空間以一個方向及力度表示所有施在物體上的力，無論物體從不同的方向受著不同的力，也是以一個方向及力度表示。
[編輯] 參見
•力學
o經典力學
•牛頓運動定律
o牛頓運動第一定律
o牛頓運動第二定律
o牛頓運動第三定律
•宇宙速度
•宇宙基本力




什麼是力學？
　　力學是研究物體機械運動規律的科學。一個物體在時間、空間中的位置發生變化的運動，就叫機械運動。力是物質間的一種相互作用，機械運動狀態的變化就是這種相互作用引起的。中國古代的力學以實踐為主，理論探索較少，因此，我們現時看到古代的力學知識都是古人在日常生活裡應用力學的實際經驗。
槓桿原理的實踐
槓桿原理是力學之中最基本的原理，在中國的典型發展就是秤的發明及其廣泛應用。在一根槓桿上安裝吊繩作為支點，其一端掛上重物，另一端掛上砝碼或秤錘，就可以秤量物體的重量。古代人稱它為“權衡”或“衡器”。“權”就是砝碼或秤錘，“衡”是指秤杆。

　　《墨經》最早記述了秤的槓桿原理，指出“本”(即重臂)與“標”(即力臂)相等的平衡和不相等的平衡關係、槓桿兩端的力和力與作用點之間的距離大小，它比阿基米德發現槓桿原理要早約2000年。除了衡器外，桔槔(古代取水工具)及各種與滑輪轆轤結合的機械工具都是槓桿原理的產物。

滑輪與轆轤的實踐
滑輪，古稱“滑車”，一般用來改變力的方向，應用一組適當配合的滑輪，可以省力。從戰國開始，滑輪已成為其中一種作戰器具。滑輪的另一種形式是轆轤，大概起源於商末周初，多用來取水。將一根短圓木固定於井旁木架上，圓木上纏繞繩索，索的一端固定在圓木上，另一端懸吊木桶，轉動圓木即可提水。據說古代有一種叫“機汲”的提水機械，它是將轆轤與架空索道聯合並用，以便將山下流水一桶桶地提上山頂，既可澆田地又省力。

　　現有史籍中最早討論滑輪力學的還是《墨經》，書中將向上提舉重物的力稱為“挈”，將自由往下降落稱為“收”，將整個滑輪機械稱為“繩制”。



　　刻舟求劍的故事出自戰國末期呂不韋(?-公元前235年)主持編纂的《呂氏春秋》，它不但具有諷刺意義，而且還有深刻的物理意義。從物理角度看，找到這把劍落水的位置有兩種辦法：
記下掉落位置離岸上某標誌的方向和距離，即以河岸作為參考坐標。

在船不改變方向和速度的情況下，記下劍掉落時刻、船速與航行時間，據此求出靠岸的船與劍掉落地點的距離，即以船作為參考指標。至於要找到這把劍，還得考慮水流、浮力等其他因素。

　　在物理學上，決定空間位置或運動與否必須有一個參考系，而參考坐標就是其中一個參考系。參考坐標選取適當與否，對解決運動學和動力學中的問題是很重要的。在相對運動中，選取不同的坐標就有不同的運動結論。



浮力與比重


　　沉浸在液體中的物體都受到液體的浮力作用，曹沖以舟稱象正是古代利用浮力的實踐。除了以舟稱物，以舟起重也是中國人的發明。

　　蒲津大橋是一座浮橋，它以舟為橋墩，舟與舟之間架板為橋。唐開元十二年(公元724年)增設數萬斤重的鐵牛八頭作為岸上纜柱。宋慶曆年間 (公元1041-1048年)，河水暴漲使鐵牛被沖入河中，二十餘年後，真定縣僧人懷丙利用浮力起重法，在水淺時，將兩隻大船裝滿土石，其間架橫樑巨木，巨木中繫鐵鏈鐵鉤，用來捆束鐵牛。待潮漲時， 立即將舟中土石卸入河中，使水漲船更高，於是鐵牛就被拉出水面。懷丙創造的浮力起重法，曾在16世紀被意大利數學家卡丹(公元150l-1576年)用於打撈沉船。




　　古代中國人創造了測定液體濃度或比重的方法，而利用浮子測定液體濃度的方法則可以追溯至宋代。到了元代，陳椿所記述的“蓮管”與近代浮子式比重計類似。

　　“蓮管”測試法是將液體濃度分為四等，即四等鹹，分別是：最鹹為一等，濃度為l00%；三分鹹一分水為二等，濃度為75%； 半鹹半水為三等，濃度為50%；一分鹹二分水為四等，濃度為33%。在這四種鹹中分別浸透各個蓮子，這是測定其他溶液濃度的“浮子”。將裝有這些浮子的竹筒注入待測溶液，看它們的浮沉狀態，溶液濃度就相應地被測定，這個竹筒被稱為“蓮管”。

　　 這種方法較進步之處是，浮子是事先準備了的定量化的東西，由此所測定的溶液濃度因而比較精確



　　矩形樑木的高與寬的比數是建築力學和材料力學中的一個重要數據。春秋時期的建築師已從經驗中知道了增大矩形樑木截面的高度對於承重的重要性，指出“厚其棟”，就是要增加矩形樑木的高度。到了北宋晚期，建築師已經找到了高與寬比數的科學定量結論。將作監李誡在主持京城和皇宮建築的基礎上編著了《營造法式》一書，提出“廣三分”、“厚二分”的數據。“分”是指“材分”，即比數，無論哪一種建築所用的矩形樑木，其橫截面的高、寬之比都為3:2。這個比值是古代中國重大的力學成就之一，它比西方人的同樣發現早約四至六個世紀。



　　
　　 　　
　　
　　
　　

力的種類
力有多種的方式存在，也為人所知的作用力、反作用力、動力、重力、地心吸力、摩擦力、磁力、衝力、張力、彈力、向心力和離心力。以至比較像力學上的專有用詞的庫侖力（電荷間的引力）、洛侖茲力（帶電粒子在一個電場中所受的力）、引力（物體與物體的相吸作用）。這所有的稱呼，也是力，也同樣可以施在物體之上。


力的單位
根據經典力學中的牛頓運動第二定律，力的數學表達式為：


其中m代表物體的質量，a代表加速度，此公式使用國際單位制，質量單位用千克，加速度單位用米每二次方秒，所以國際單位中力的單位是千克米每二次方秒(kg·ms-2)。

或是在微積分學上，力可表達成：


當中的m也是物體的質量，v代表速度，t代表時間。再次以國際單位制，質量的單位為千克，速度的單位為ms-1，時間的單位為秒，得出kg·ms-1/s，也等於kg·ms-2。

在最後，經國際單位制維護機構下，kg·ms-2的單位可寫成N（牛頓），也是力的單位了。

力的出現
力是一種不能直接觀看到的作用，但能透過施在物體上，從而觀察力的存在。但這也不表示我們能完全了解所有被施在物體上的力，因為力是從四面八方，不同方向來的，我們只是看到了施在物體上淨力。


力的效果
改變物體速度
改變物體的移動方向
改變物體的原有形狀

力的三要素
大小
方向
作用點

淨力
淨力也是力，但在一般基礎的物理學上的計算，淨力比所有的力更有意義。因為物體可能乘受著四方八面而來的力，但是組合起來會互相底消或等於零的。那麼，根據F=ma，F便等於0，而m是質量，因此是個大於0的實數；從而算出a等於0，整條公式也變得沒意義。

而淨力是向量空間以一個方向及力度表示所有施在物體上的力，無論物體從不同的方向受著不同的力，也是以一個方向及力度表示。


參見
力學
經典力學
牛頓運動定律
牛頓運動第一定律
牛頓運動第二定律
牛頓運動第三定律
宇宙速度
宇宙基本力

參考
Force（英文維基百科）
Net force（英文維基百科）
物理新天地2力學（ISBN：962-990-774-8）
New Physics at work - Mechanics（ISBN：978-0-19-545778-0）
力是一個與物理學相關的小作品。你可以通過編輯或修訂擴充其內容。