Ποια είναι η σχέση μεταξύ της αλλαγής της ταχύτητας και της δύναμης;
Η επιτάχυνση ενός αντικειμένου είναι άμεσα ανάλογη με την καθαρή δύναμη που ενεργεί σε αυτό και αντιστρόφως ανάλογη με τη μάζα του.
Δείτε πώς αυτό σχετίζεται με την αλλαγή της ταχύτητας:
* Η δύναμη προκαλεί επιτάχυνση: Η δύναμη είναι η ώθηση ή η έλξη που προκαλεί ένα αντικείμενο να αλλάξει την ταχύτητά του. Αυτή η αλλαγή στην ταχύτητα ονομάζεται επιτάχυνση.
* Η επιτάχυνση είναι ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας: Η επιτάχυνση ορίζεται ως η μεταβολή της ταχύτητας με την πάροδο του χρόνου. Έτσι, μια μεγαλύτερη δύναμη παράγει μια μεγαλύτερη επιτάχυνση, που σημαίνει μια ταχύτερη αλλαγή στην ταχύτητα.
* Η μάζα αντιστέκεται στην αλλαγή στην ταχύτητα: Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός αντικειμένου, τόσο περισσότερο αντιστέκεται στις αλλαγές στην ταχύτητά του. Αυτό σημαίνει ότι απαιτείται μεγαλύτερη δύναμη για την παραγωγή της ίδιας επιτάχυνσης (και επομένως της ίδιας αλλαγής στην ταχύτητα) για ένα βαρύτερο αντικείμενο σε σύγκριση με ένα ελαφρύτερο αντικείμενο.
Σε μαθηματικούς όρους:
* f =ma , πού:
* f είναι η καθαρή δύναμη που ενεργεί στο αντικείμενο
* m Είναι η μάζα του αντικειμένου
* A είναι η επιτάχυνση του αντικειμένου
Δεδομένου ότι η επιτάχυνση είναι η μεταβολή της ταχύτητας με την πάροδο του χρόνου ( a =ΔV/Δt ), μπορούμε να ξαναγράψουμε την εξίσωση ως:
* f =m (ΔV/Δt)
Αυτή η εξίσωση δείχνει ότι η εφαρμοζόμενη δύναμη είναι άμεσα ανάλογη με την αλλαγή της ταχύτητας (ΔV) σε ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα (Δt).
Βασικά σημεία:
* Μια μεγαλύτερη δύναμη οδηγεί σε μεγαλύτερη αλλαγή στην ταχύτητα.
* Μια μεγαλύτερη μάζα απαιτεί μια μεγαλύτερη δύναμη για να παράγει την ίδια αλλαγή στην ταχύτητα.
* Όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη, τόσο μεγαλύτερη είναι η αλλαγή της ταχύτητας.
Παράδειγμα:
Φανταστείτε να πιέζετε ένα μικρό αυτοκίνητο και ένα μεγάλο φορτηγό με την ίδια δύναμη. Το αυτοκίνητο θα επιταχύνει ταχύτερα και θα βιώσει μια μεγαλύτερη αλλαγή στην ταχύτητα από το φορτηγό επειδή έχει λιγότερη μάζα.
