三、常见力与基本力
1．工程技术中几种常见的力
（1）重力
处于地面附近质量为m的物体，要受到地球的吸引，由此而产生的力称为重力。若用G表示重力，则有：
式中g——重力加速度，其值为9.8 N/kg。
地球表面一切物体无论处于静止或运动状态，都会受到重力的作用。所以，在分析物体受力情况时，必须考虑物体所受重力作用。
重力的方向是竖直向下的。
重力的作用点称为重心。一个物体的各部分都要受到重力的作用。从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心。质量均匀分布的物体（均匀物体），重心的位置只跟物体的形状有关。有规则形状的物体，它的重心就在几何中心上，例如，均匀细直棒的中心在棒的中点，均匀球体的重心在球心，均匀圆柱的重心在轴线的中点。不规则物体的重心，可以用悬挂法来确定，且不一定在物体上。
（2）弹性力
宏观物体由于形变而产生的力称为弹性力。例如弹簧在形变时产生的弹性力，在弹性限度内遵从胡克定律。
式中x——表示弹簧的伸长量或压缩量；
k——弹簧的劲度系数，由弹簧的材料决定。
公式（4-2）中，负号表示弹簧弹力F的方向总是反抗弹簧的伸长或压缩，即与形变的方向相反。
通过对各种物质弹力的测量，也可以得出弹力的大小和被拉伸物质之间长度成近似正态分布。例如，纸张在不同拉力的作用下，由于拉伸所引起长度变化就满足上述规律，图4-5为纸张拉力及伸长变化图。从图4-5中可以看出在力作用的开始阶段，拉力和纸张的变形近似成正比。
图4-5 纸张拉力及长度变化图
通过计算可得到应变力ε。
应变力=增加的长度/原来的长度
各种材料除了在拉伸长度方面值得关注外，在截面与压力大小关系上也值得关注。通过对力F作用在单位面积上来测试受压物质面积变化，作用在单位面积上的力称为压强，用p表示。
在印刷技术中，通常将压强称为印刷压力，可用单位面积的千克力来表示，单位为kg/cm2。在实际操作过程中有时为了表示方便，又采用橡皮布的压缩量来表示压力，如0.1mm。在同一台印刷机上印刷不同的承印材料要求的压力值不同，例如铜版纸要求压力平均值为7.5 kg/cm2，胶版纸要求10 kg/cm2，普通纸12 kg/cm2。纸张压强与应变效果如图4-6所示。
图4-6 纸张压强与应变效果图
而在卷筒纸印刷中，纸张在长度方向抗张强度的优劣会对印刷机的张力设置起到至关重要的影响，抗张强度好的纸张对于卷筒纸印刷来说无疑会带来诸多正面影响。当然纸张抗张强度总是有限的，因此在印刷中要依据具体的情况来设定压力。另外在印刷中我们可以看到经过印刷和未经过印刷的纸张，如凸版、书刊印刷或凹印纸张都有明显的区别。例如，不同的纸张表现出来的性质也很不一样，比如新闻纸的弹性就好于铜版纸，这也代表了材料的一个重要特征。
（3）摩擦力
两个相互接触的物体沿接触面发生相对滑动时，在接触面之间产生的一对阻碍相对运动的力，称为滑动摩擦力。实验证明，滑动摩擦力fk与接触面上的压力N成正比，即：
式中μk——滑动摩擦系数。
μk的数值决定于两物体的质料和表面情况（粗糙程度、干湿程度等），而且也与物体间的相对速度有关。在大多数情况下，μk随速度的增大而减小，最后达到某一稳定值。滑动摩擦力的方向总与相对运动方向相反。
两个相互接触的物体虽未发生相对运动，但沿接触面有相对运动的趋势时，在接触面之间产生一对阻止相对运动趋势的力，称为静摩擦力。静摩擦力是一个大小和方向都可变的力，但存在一个极大值fs,max，称为最大静摩擦力。实验证明，最大静摩擦力也与正压力N成正比，即
式中μs—— 静摩擦系数，其值取决于两物体的质料和表面情况。
对于同一对接触面，μk<μs，而且μk、μs一般都小于1，几种材料的摩擦系数如表4-1所示。
表4-1 几种材料的摩擦系数一览表
表4-1所列出的为工业生产中常用材料间的摩擦系数。在印刷工业中这种摩擦现象也是普遍的。比如说一台印刷机中成百上千的轴承间存在滑动摩擦，对于印刷工作者来说，如何保证良好的润滑，降低摩擦系数，以提高生产效率和延长机器寿命，是一个重要的任务。而对于胶印机中的传墨辊则依靠串墨辊等的摩擦来带动其运转，因此在它们之间则需要有一定的摩擦力，在轮转印刷中也同样常采用承印物来带动一些导纸辊，这些都是摩擦在实际中的应用。
2．基本的自然力
事实上，自然界的力远非所介绍的这几种。除了我们能看到的宏观相互作用外，还有微观粒子之间的相互作用。如此众多的力（相互作用）在本质上有什么联系呢？近代科学表明，自然界的所有力都可以归为四种基本的力：万有引力、弱力、电磁力及强力。下面对它们作一简单介绍。
万有引力：所有物体之间都有相互吸引作用，牛顿将此称为万有引力。其大小满足牛顿的万有引力定律。
式中G——引力常数，数值为6.67×10-11N·m2·kg-2；
m和M——质点的引力质量；
r——m相对于M的位置矢量。
公式（4-7）中的负号表示F的方向与r方向相反。
弱力：一般称为弱相互作用。它存在于微观粒子之间，但仅在粒子间的某些反应（如β-衰变）中才显示出它的重要性。是短程力，很弱。
电磁力：是指带电粒子或带电的宏观物体间的相互作用。两个静止的点电荷间的电力服从库仑定律；运动电荷间既有电力又有磁力。电力和磁力具有同一本源。
强力：又称强相互作用。存在于原子核内质子、中子等之间的作用力，是短程力。两个相邻质子间的强力可达104牛顿。
自然界的四种基本力由弱到强依次为万有引力，弱力，电磁力和强力。