Kontakt vs kontaktivabad jõud
Jõud on nähtus või mõiste, mida kasutatakse mehaanilise tegevuse kirjeldamiseks füüsikas ja matemaatikas. Jõu idee on väga oluline sellistes valdkondades nagu mehaanika, astronoomia, füüsika, matemaatika, staatika ja paljud muud valdkonnad. Kontaktjõud ja mittekontaktjõud on jõudude kategoriseerimise viis. Mõlemad jõud on oma olemuselt ühised ja loomuliku süsteemi mõistmisel ülitähtsad. Selles artiklis arutleme, mis on jõud, mis on kontaktjõud ja mittekontaktjõud, nende määratlused, kontaktjõudude ja mittekontaktjõudude sarnasused, millistel asjaoludel kontaktjõud ja mittekontaktjõud tekivad ning lõpuks kontaktjõudude ja mittekontaktjõudude vahe.
Mis on kontaktjõud?
Kontaktjõudude mõistmiseks peab kõigepealt jõudude mõistes korralikult aru saama. Jõu levinud tõlgendus on võime tööd teha. Kuid kõik jõud ei tee tööd. Mõned jõud lihtsalt üritavad tööd teha. Ja lisaks jõule on töötamisel ka muid põhjuseid. Kuumus on võimeline ka tööd tegema. Jõu õige määratlus on „igasugune mõju, mis põhjustab või üritab panna vaba keha muutuma keha kiirenduses või kujus“. Kiirendust saab muuta kas objekti kiiruse muutmisega või objekti suuna või mõlema muutmisega.
Kontaktjõud on jõud, mis avalduvad kahe pinna kokkupuutel. Näiteks on üksteisele mõjuvad jõud, kui üht objekti hoitakse teise peal, kontaktjõud. Sellisel juhul tekivad kontaktjõud gravitatsiooni, kontaktivaba jõu tasakaalustamiseks. Kontaktjõud tekivad ka kahe objekti kokkupõrkel. Kokkupõrke korral loovad kontaktjõud impulsse. Hõõrdumine ja viskoossus on kontaktjõudude jaoks kaks head näidet. Kontaktjõudude korral toimub jõu mõju kohe pärast jõu rakendamist.
Mis on kontaktivabad jõud?
Mittekontaktsed jõud on jõud, mis ei vaja kahe asjasse puutuva objekti vahel mingit füüsilist ühendust. Mittekontaktseid jõude saab esindada ka vektorväljades. Gravitatsioonijõud, magnetjõud, elektrijõud on mõned näited mittekontaktjõudude kohta. Kuna kontaktivabad jõud on kaugusele mõjuvad jõud, on põhjuse ja tagajärje vahel ajaline vahe. Näiteks kui elektromagnet on peatatud, tunnevad magnetile kaugusest meelitatud objektid väga väikest ajavahet. Kogetud viivitus võrdub ajaga, mis kulub valguse jõudmiseks objektilt punkti. Kui päike kaob praegusest kohast, tunnetaks maa mõju alles 8 minuti pärast (aeg, mis kulub päikesevalguse ilmnemisele maa pinnale).
Mis vahe on kontaktjõududel ja mittekontaktjõududel?
• Kontaktjõud jõustuvad kohe pärast jõu rakendamist, samas kui rakenduse ja mittekontaktjõudude mõju vahel on ajavahe.
• Kontaktjõude saab esitada vektoritega. Mittekontaktseid jõude saab kujutada vektorväljadega.
• Kontaktivaba jõuga on alati seotud väli, kuid mittekontaktse jõuga pole ühtegi välja.
