В повседневной жизни мы можем говорить о сильной личности, о вооруженных силах, о силе воли и силе убеждения. Однако в технике слово сила употребляется главным образом для обозначения того, что тянет или толкает. В этом смысле сила — это отнюдь не то же самое, что власть, могущество или решимость.
Тому, что мы понимаем под силой, можно дать практическое определение, описывая способ ее измерения. Метод измерения может быть основан на производимых силами действиях. Мы знаем два таких действия. Во-первых, приложенная к телу сила может вызвать его деформацию, например растяжение, скручивание или изгиб. Во-вторых, приложенная к телу сила может изменить его скорость — ускорить, замедлить или изменить направление его движения. В этой главе мы сосредоточим внимание на первой из этих возможностей.

Знакомство с явлениями.
В жизни часто приходится испытывать толчки и удары, и потому все мы, по-видимому, знакомы с явлениями, вызываемыми действием сил. Однако, как это обычно бывает в физике, некоторые интересные черты изучаемого явления не столь очевидны. Вы можете сами исследовать эти черты, используя некоторые простые предметы, такие как линейка с делениями, резиновые ленты, слабые пружины и канцелярские скрепки. Еще лучше, если вам удастся обзавестись силомером (динамометром).
1. Сила и удлинение. Нам бы хотелось приложить известную силу к пружине или резиновой ленте и измерить вызываемое удлинение. Если вдвое увеличить силу, удвоится ли удлинение? Затруднение состоит в том, что до сих пор мы еще не дали определение силы Разумно будет ввести сначала предварительное определение и затем посмотреть, дает ли оно простое и согласованное описание экспериментальных фактов.

Подвесьте пружину рядом с линейкой так, чтобы можно было измерить удлинение. Если потребуется, подвесьте к пружине небольшое тело, чтобы она распрямилась. Назовем это начальными условиями. Возьмите несколько одинаковых тел, таких как массивные шайбы или банки консервов. Подберите эти тела так, чтобы когда вы подвешиваете четыре тела вместе, они вытягивали пружину на расстояние, примерно равное ее начальной длине. Подвесьте каждое из одинаковых тел по отдельности, чтобы убедиться, что все они вызывают одинаковое удлинение пружины. После этого измерьте удлинение, вызываемое одним подвешенным телом, затем — двумя вместе, тремя вместе и т. д. Занесите данные в таблицу и постройте график.
Проделайте такой же опыт с резиновой лентой вместо пружины, но не ждите точно таких же результатов.
Обратите внимание на следующие основные предположения, которые мы делаем, когда пытаемся извлечь выводы из этих простых опытов: а) подвешиваемые тела — это грузы, и каждый груз действует на пружину с некоторой силой. Этому предположению свойственны весьма глубокие и сложные особенности, и мы продолжим изучение этих вопросов  б) мы предполагаем, что со стороны двух одинаковых тел, подвешенных вместе, на пружину действует вдвое большая сила, чем со стороны одного. Это предположение кажется вполне разумным, хотя далеко не все величины складываются таким образом, что вы увидите в следующем опыте.

Опишите на словах и с помощью алгебраической формулы результаты опыта с пружиной. Означают ли иные результаты опыта с резиновой лентой, что наши определения и предположения о грузах (сформулированные выше предположения) не оправдываются ?
1 единица силы + 1 единица силы = 2 единицы силы? Не обязательно. Убедитесь на опыте, что действие силы зависит от направления, в котором вы ее прилагаете. Воспользуйтесь тремя силомерами, тремя пружинами или тремя резиновыми лентами. Используйте два из них, чтобы растягивать третий, как показано на фотографии. Вам было бы легче, если бы у вас была еще одна рука (придется позвать помощника). Обеспечьте неизменность третьей силы, поддерживая определенное удлинение соответствующей пружины. Постепенно изменяйте угол между двумя другими, начиная от случая, когда они направлены одинаково, до случая, когда они почти противоположны. Понаблюдайте, какие силы приходится приложить, чтобы уравновесить третью силу.

Автор Кл. Э. Суорц “Необыкновенная физика обыкновенных явлений”

Интересные научные игрушки