Wstęp
Zdjęcie mostu Golden Gate.
Ilustracja 5.1 Most Golden Gate, jeden z największych dzieł nowoczesnej techniki, w momencie otwarcia w 1937 roku był najdłuższym mostem wiszącym na świecie. Aktualnie jest on nadal jednym z dziesięciu najdłuższych mostów wiszących. Jakie zjawiska fizyczne musimy rozważyć i uwzględnić przy projektowaniu i budowie tego typu mostu? Jakie siły działają na most? Jakie siły przeciwdziałają zawaleniu mostu? Jak elementy mostu takie jak liny, wieże czy jezdnia wpływają na jego stabilność?

Wstęp

Wiadomo, że aby podróż przez most była możliwa, jego konstrukcja musi być stabilna. Często zdarza się, iż jadące mostem samochody gwałtownie przyspieszają bądź zwalniają, na przykład podczas korków. W obydwu przypadkach mamy do czynienia z siłami działającymi zarówno na most, jak i na podróżujące na nim samochody. Siły działające na most się równoważą, stąd też pozostaje on w równowadze. Z kolei w przypadku silnika samochodu siła przez niego wywierana powoduje zmianę ruchu. Isaac Newton, formułując trzy fundamentalne zasady dynamiki, stworzył narzędzia pozwalające opisać z fizycznego punktu widzenia wymienione wyżej sytuacje.

W codziennym życiu niemal na każdym kroku możemy obserwować działania sił. Zauważmy, że ludzkie ciało utrzymuje się na powierzchni Ziemi dzięki działającej na nie sile grawitacji. Sama zwarta struktura ludzkiego ciała również jest wynikiem oddziaływań międzycząsteczkowych – czyli pewnego rodzaju sił. Gdy otwierasz okno, podążasz wzdłuż ruchliwej ulicy, używasz sztućców bądź dotykasz gładkiej, dziecięcej twarzy – używasz siły! Analizując głębiej – atomy, z których zbudowana jest ludzka twarz, sprzężone są oddziaływaniem kulombowskim, a w ich jądrze występuje jedno z najsilniejszych oddziaływań w przyrodzie – oddziaływanie krótkozasięgowe sił atomowych. Widać więc, że pojęcie siły jest ważnym narzędziem do opisu bardzo wielu zjawisk w otaczającym nas świecie.