Ποια είναι η σχέση μεταξύ της δύναμης που εφαρμόζεται στη μάζα ενός αντικειμένου που προκύπτει επιτάχυνση;

Η σχέση μεταξύ της δύναμης που εφαρμόζεται στη μάζα ενός αντικειμένου που έχει ως αποτέλεσμα επιτάχυνση περιγράφεται από τον δεύτερο νόμο κίνησης του Newton . Αυτός ο νόμος αναφέρει:

Η επιτάχυνση ενός αντικειμένου είναι άμεσα ανάλογη με την καθαρή δύναμη που ενεργεί σε αυτό και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του.

Αυτό μπορεί να εκφραστεί μαθηματικά ως:

f =m * a

όπου:

* f είναι η καθαρή δύναμη που ενεργεί στο αντικείμενο (στο Newton, n)

* m είναι η μάζα του αντικειμένου (σε χιλιόγραμμα, kg)

* A είναι η επιτάχυνση του αντικειμένου (σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο τετράγωνο, m/s²)

Εδώ σημαίνει αυτό:

* Άμεση αναλογικότητα: Εάν αυξήσετε τη δύναμη που εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο, η επιτάχυνσή του θα αυξηθεί αναλογικά. Για παράδειγμα, ο διπλασιασμός της δύναμης θα διπλασιάσει την επιτάχυνση.

* Αντίστροφη αναλογικότητα: Εάν αυξήσετε τη μάζα ενός αντικειμένου, η επιτάχυνση του θα μειωθεί αναλογικά. Για παράδειγμα, ο διπλασιασμός της μάζας θα μειωθεί κατά το ήμισυ στην επιτάχυνση.

Βασικά σημεία:

* καθαρή δύναμη: Είναι σημαντικό να εξεταστεί η δύναμη * net *, η οποία είναι το άθροισμα όλων των δυνάμεων που ενεργούν στο αντικείμενο. Εάν οι δυνάμεις ενεργούν σε αντίθετες κατευθύνσεις, εν μέρει ακυρώνουν ο ένας τον άλλον.

* Ποσότητες διάνυσμα: Η δύναμη και η επιτάχυνση είναι ποσότητες διανυσμάτων, που σημαίνει ότι έχουν τόσο μέγεθος όσο και κατεύθυνση. Η κατεύθυνση της επιτάχυνσης είναι η ίδια με την κατεύθυνση της καθαρής δύναμης.

Παραδείγματα:

* Πιέστε ένα βαρύ κουτί: Χρειάζεται περισσότερη δύναμη για να πάρει ένα βαρύ κουτί που κινείται από ένα ελαφρύ κουτί, επειδή το βαρύτερο κουτί έχει περισσότερη μάζα.

* Πιέστε ένα αυτοκίνητο: Ένα αυτοκίνητο με μικρότερη μάζα θα επιταχύνει ταχύτερα από ένα αυτοκίνητο με μεγαλύτερη μάζα όταν εφαρμόζεται η ίδια δύναμη.

* Πτώση αντικειμένων: Η δύναμη της βαρύτητας τραβάει όλα τα αντικείμενα με την ίδια επιτάχυνση (9,8 m/s2) ανεξάρτητα από τη μάζα τους. Ωστόσο, τα βαρύτερα αντικείμενα έχουν περισσότερη αδράνεια, πράγμα που σημαίνει ότι αντιστέκονται στις αλλαγές σε κίνηση περισσότερο, έτσι χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να φτάσουν στην ίδια ταχύτητα.

Η κατανόηση αυτής της σχέσης είναι θεμελιώδης για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα αντικείμενα κινούνται στον φυσικό κόσμο.