Τι συμβαίνει σε ένα αντικείμενο εάν αλλάξετε τη μάζα του και το ποσό της δύναμης το εφάρμοσε;
Ο δεύτερος νόμος κίνησης του Νεύτωνα:Το Ίδρυμα
Το κλειδί για την κατανόηση αυτού είναι ο δεύτερος νόμος κίνησης του Νεύτωνα:
* δύναμη (f) =μάζα (m) x επιτάχυνση (a)
Αυτός ο νόμος μας λέει:
* Η δύναμη προκαλεί επιτάχυνση: Εάν εφαρμόσετε μια δύναμη σε ένα αντικείμενο, θα αρχίσει να κινείται ή να αλλάζει την ταχύτητα και την κατεύθυνση του.
* Η επιτάχυνση είναι ανάλογη με τη δύναμη: Όσο ισχυρότερη είναι η δύναμη, τόσο πιο γρήγορα επιταχύνεται το αντικείμενο.
* Η επιτάχυνση είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα: Όσο βαρύτερο είναι το αντικείμενο, τόσο λιγότερο επιταχύνει με την ίδια δύναμη.
σενάρια
Ας δούμε διαφορετικά σενάρια βασισμένα στη μεταβαλλόμενη μάζα και τη δύναμη:
1. αυξημένη δύναμη, ίδια μάζα:
* αποτέλεσμα: Το αντικείμενο θα επιταχύνει ταχύτερα. Μια ισχυρότερη ώθηση ή έλξη θα κάνει το αντικείμενο να επιταχύνει πιο γρήγορα.
2. Αυξημένη μάζα, ίδια δύναμη:
* αποτέλεσμα: Το αντικείμενο θα επιταχύνει πιο αργά. Ένα βαρύτερο αντικείμενο θα πάρει περισσότερο χρόνο για να φτάσει στην ίδια ταχύτητα κάτω από την ίδια δύναμη.
3. Μειωμένη δύναμη, ίδια μάζα:
* αποτέλεσμα: Το αντικείμενο θα επιταχύνει πιο αργά. Μια ασθενέστερη ώθηση ή έλξη θα έχει ως αποτέλεσμα μια βραδύτερη αύξηση της ταχύτητας.
4. Μειωμένη μάζα, ίδια δύναμη:
* αποτέλεσμα: Το αντικείμενο θα επιταχύνει ταχύτερα. Ένα ελαφρύτερο αντικείμενο θα επιταχύνει ταχύτερα με την ίδια δύναμη που εφαρμόζεται.
Βασικά σημεία
* αδράνεια: Η μάζα είναι ένα μέτρο της αδράνειας ενός αντικειμένου - η αντίσταση της στις αλλαγές σε κίνηση. Όσο πιο μάζα έχει ένα αντικείμενο, τόσο πιο δύσκολο είναι να το μετακινηθεί ή να το σταματήσει.
* Επιτάχυνση: Η επιτάχυνση είναι ο ρυθμός με τον οποίο αλλάζει η ταχύτητα ενός αντικειμένου.
Παραδείγματα
* Πιέστε ένα καροτσάκι παντοπωλείου:Ένα πλήρες καλάθι (υψηλότερη μάζα) απαιτεί περισσότερη δύναμη για να κινηθεί και να σταματήσει από ένα άδειο.
* Ρίνοντας ένα μπέιζμπολ:Ένα βαρύτερο μπέιζμπολ (περισσότερη μάζα) δεν θα ταξιδέψει μέχρι την ίδια δύναμη που εφαρμόζεται με ένα ελαφρύτερο μπέιζμπολ.
Συνοπτικά
Η αλλαγή της μάζας ή της δύναμης που εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο επηρεάζει άμεσα την επιτάχυνση του. Η αύξηση της δύναμης οδηγεί σε μεγαλύτερη επιτάχυνση, ενώ η αύξηση της μάζας οδηγεί σε χαμηλότερη επιτάχυνση. Η κατανόηση αυτών των σχέσεων είναι θεμελιώδης για την πρόβλεψη και τον έλεγχο της κίνησης των αντικειμένων.
