Πώς αν η δύναμη σχετίζεται με την ταχύτητα και την επιτάχυνση;
Ο δεύτερος νόμος κίνησης του Νεύτωνα
Ο ακρογωνιαίος λίθος της κατανόησης της σχέσης μεταξύ δύναμης, ταχύτητας και επιτάχυνσης είναι ο δεύτερος νόμος κίνησης του Νεύτωνα:
δύναμη (f) =μάζα (m) x επιτάχυνση (a)
Αυτή η εξίσωση μας λέει:
* Η δύναμη προκαλεί επιτάχυνση: Μια δύναμη που εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο θα προκαλέσει την επιτάχυνση του.
* Η επιτάχυνση είναι ανάλογη με τη δύναμη: Όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη, τόσο μεγαλύτερη είναι η επιτάχυνση.
* Η επιτάχυνση είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα: Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός αντικειμένου, τόσο λιγότερο θα επιταχύνει για μια δεδομένη δύναμη.
ταχύτητα και επιτάχυνση
* Η επιτάχυνση είναι ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας: Αυτό σημαίνει ότι εάν η ταχύτητα ενός αντικειμένου αλλάζει, επιταχύνεται. Εάν η ταχύτητα είναι σταθερή, η επιτάχυνση είναι μηδενική.
* Η ταχύτητα είναι το ολοκλήρωμα της επιτάχυνσης: Εάν γνωρίζετε την επιτάχυνση ενός αντικειμένου με την πάροδο του χρόνου, μπορείτε να υπολογίσετε την ταχύτητά του ενσωματώνοντας τη λειτουργία επιτάχυνσης.
Σημαντικές σημειώσεις
* Ποσότητες διάνυσμα: Η δύναμη, η ταχύτητα και η επιτάχυνση είναι όλες οι διανυσματικές ποσότητες. Αυτό σημαίνει ότι έχουν τόσο μέγεθος (μέγεθος) όσο και κατεύθυνση.
* καθαρή δύναμη: Η "δύναμη" στο δεύτερο νόμο του Νεύτωνα αναφέρεται στην καθαρή δύναμη , που είναι το άθροισμα του φορέα όλων των δυνάμεων που ενεργούν σε ένα αντικείμενο.
* σταθερή ταχύτητα: Εάν ένα αντικείμενο κινείται με σταθερή ταχύτητα, η καθαρή δύναμη που ενεργεί σε αυτό πρέπει να είναι μηδενική.
Παραδείγματα
* Πιέστε ένα κουτί: Εάν πιέσετε ένα κουτί στο πάτωμα, εφαρμόζετε μια δύναμη. Αυτή η δύναμη προκαλεί την επιτάχυνση του κουτιού, που σημαίνει ότι η ταχύτητά του αυξάνεται.
* ρίχνοντας μια μπάλα: Όταν ρίχνετε μια μπάλα, εφαρμόζετε μια δύναμη σε αυτό. Αυτή η δύναμη προκαλεί την επιτάχυνση της μπάλας προς τα πάνω. Μόλις απελευθερωθεί, η βαρύτητα λειτουργεί ως δύναμη που τραβάει την μπάλα πίσω, προκαλώντας την επιβράδυνση της.
* ένα αυτοκίνητο επιταχύνει: Όταν ένα αυτοκίνητο επιταχύνει, η δύναμη του κινητήρα ξεπερνά την τριβή και την αντίσταση στον αέρα, προκαλώντας την επιτάχυνση του αυτοκινήτου.
Συνοπτικά
Η δύναμη είναι η αιτία των αλλαγών στην κίνηση ενός αντικειμένου. Αυτές οι αλλαγές αντικατοπτρίζονται στην ταχύτητα και την επιτάχυνση του αντικειμένου. Όσο περισσότερη δύναμη εφαρμόζεται, τόσο μεγαλύτερη είναι η επιτάχυνση και τόσο μεγαλύτερη είναι η αλλαγή της ταχύτητας με την πάροδο του χρόνου.
