Γιατί ένα σωματίδιο μικρότερης μάζας επιταχύνεται πιο γρήγορα από τη μεγαλύτερη μάζα;
* Ο δεύτερος νόμος κίνησης του Νεύτωνα: Αυτή είναι η θεμελιώδης αρχή που διέπει την επιτάχυνση. Δηλώνει ότι η επιτάχυνση ενός αντικειμένου είναι άμεσα ανάλογη με την καθαρή δύναμη που ενεργεί σε αυτό και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του. Μαθηματικά, εκφράζεται ως:
f =m * a
* f: Δύναμη (μετρούμενη σε Newton)
* m: Μάζα (μετρούμενη σε χιλιόγραμμα)
* a: Επιτάχυνση (μετρούμενη σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο τετράγωνο)
* Η σχέση: Ας αναδιατάξουμε την εξίσωση για να επικεντρωθούμε στην επιτάχυνση:
a =f / m
Αυτό μας δείχνει:
* Άμεση αναλογικότητα: Εάν η δύναμη (F) είναι σταθερή, τότε μια μεγαλύτερη μάζα (M) θα οδηγήσει σε μικρότερη επιτάχυνση.
* Αντίστροφη αναλογικότητα: Εάν η μάζα (m) είναι σταθερή, τότε μια μεγαλύτερη δύναμη (F) θα οδηγήσει σε μεγαλύτερη επιτάχυνση.
με απλούστερους όρους:
Φανταστείτε να πιέζετε ένα μικρό αυτοκίνητο και ένα μεγάλο φορτηγό με την ίδια δύναμη. Το αυτοκίνητο θα επιταχύνει πολύ πιο γρήγορα επειδή έχει λιγότερη μάζα. Η μεγαλύτερη μάζα του φορτηγού αντιστέκεται στη δύναμη, με αποτέλεσμα βραδύτερη επιτάχυνση.
Παράδειγμα:
Ας υποθέσουμε ότι εφαρμόζετε μια δύναμη 100 Newton σε ένα αντικείμενο 1 kg και ένα αντικείμενο 10 kg.
* 1 kg αντικείμενο: a =100 n / 1 kg =100 m / s2
* αντικείμενο 10 kg: a =100 n / 10 kg =10 m / s2
Όπως μπορείτε να δείτε, το ελαφρύτερο αντικείμενο επιταχύνει δέκα φορές ταχύτερα από το βαρύτερο αντικείμενο.
Key Takeaway: Δεν είναι ότι το ελαφρύτερο σωματίδιο "θέλει" να επιταχύνει περισσότερο. Είναι απλά ότι η ίδια δύναμη έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο σε μια μικρότερη μάζα, με αποτέλεσμα υψηλότερη επιτάχυνση.
