Tieteessä voima on työntö tai veto esineeseen, jolla on esine massa joka saa sen muuttamaan nopeutta (kiihtymään). Voima edustaa vektorina, mikä tarkoittaa, että sillä on sekä suuruus että suunta.
Yhtälöissä ja kaavioissa voima merkitään yleensä symbolilla F. Esimerkki on yhtälö Newtonin toinen laki:
F = m · a
jossa F = voima, m = massa ja a = kiihtyvyys.
Voiman yksiköt
SI-voimayksikkö on Newton (N). Muihin voimayksiköihin sisältyy
- dyne
- kilon voima (kilopond)
- poundal
- pound-voima
Galileo Galilei ja Sir Isaac Newton kuvasi kuinka voima toimii matemaattisesti. Galileon kaksiosainen esitys kaltevan tason kokeilusta (1638) loi kaksi matemaattista hänen määritelmänsä mukaisesti luonnollisesti kiihdytetyn liikkeen suhteet, jotka vaikuttavat voimakkaasti voiman mittaamiseen tähän päivään asti.
Newtonin liikettä koskevat lait (1687) ennustavat voimien toiminnan normaaleissa olosuhteissa ja vastauksena muutokseen, ja luovat siten perustan klassiselle mekaniikalle.
Esimerkkejä joukkoista
Luonnossa perusvoimat ovat
- painovoima
- heikko ydinvoima
- voimakas ydinvoima
- sähkömagneettinen voima
- jäännösvoima
Vahva ydinvoima pitää protoneja ja neutroneja yhdessä että atomin ydin. Sähkömagneettinen voima on vastuussa vastakkaisten sähkövarausten vetämisestä, samanlaisten sähkövarausten torjumisesta ja magneettien vetämisestä.
Ei-perustavoimia kohdataan myös jokapäiväisessä elämässä. Normaali voima vaikuttaa suuntaan, joka on normaali esineiden pinnan vuorovaikutukseen nähden. Kitka on voima, joka vastustaa liikettä pinnoilla. Muita esimerkkejä ei-perustavoimista ovat voima, veto ja kehyksestä riippuvat voimat, kuten keskipakoisvoima ja Coriolis-voima.