Πώς μπορεί μια μικρή δύναμη να προκαλέσει μεγάλη μάζα να μετακινηθεί;
Κατανόηση των αρχών
* Ο δεύτερος νόμος κίνησης του Νεύτωνα: Αυτός ο νόμος αναφέρει ότι η δύναμη που εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο είναι άμεσα ανάλογη με την επιτάχυνση του (αλλαγή της ταχύτητας) και της μάζας του. Η εξίσωση είναι f =ma, πού:
* f είναι δύναμη (μετράται σε Newtons)
* m είναι μάζα (μετρούμενη σε χιλιόγραμμα)
* A είναι επιτάχυνση (μετρούμενη σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο τετραγωνικό)
* Ώρα: Ο χρόνος που εφαρμόζεται μια δύναμη επηρεάζει σημαντικά το αποτέλεσμα. Μια μικρή δύναμη που εφαρμόζεται για μεγάλο χρονικό διάστημα μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική αλλαγή στην ταχύτητα (και επομένως κίνηση) μιας μεγάλης μάζας.
Πώς λειτουργεί
1. Μικρή δύναμη, πολύ καιρό: Φανταστείτε να πιέζετε ένα βαρύ κουτί. Εφαρμόζετε μια μικρή, σταθερή δύναμη και το κουτί αρχίζει να κινείται αργά. Με την πάροδο του χρόνου, η δύναμη συνεχίζει να ενεργεί, προκαλώντας την ταχύτητα του κιβωτίου (επιτάχυνση). Παρόλο που η δύναμή σας είναι μικρή, η εκτεταμένη διάρκεια επιτρέπει στο πλαίσιο να δημιουργήσει ορμή.
2. Αξιολόγηση και μηχανικό πλεονέκτημα: Η χρήση εργαλείων όπως μοχλοί, τροχαλίες ή κεκλιμένα επίπεδα δημιουργεί ένα μηχανικό πλεονέκτημα. Αυτά τα εργαλεία μεγεθύνουν αποτελεσματικά τη δύναμή σας, επιτρέποντας σε μια μικρή δύναμη να μετακινήσει μια μεγάλη μάζα.
3. τριβή: Η ποσότητα τριβής μεταξύ του αντικειμένου και της επιφάνειας που παίζει ρόλο. Η μείωση της τριβής (π.χ., χρησιμοποιώντας τροχούς ή λίπανση) διευκολύνει μια μικρή δύναμη να μετακινεί μια μεγάλη μάζα.
Παραδείγματα
* Πιέστε ένα αυτοκίνητο: Μπορείτε να πιέσετε ένα βαρύ αυτοκίνητο σε μικρή απόσταση, αλλά χρειάζεται χρόνος και προσπάθεια. Η δύναμη που εφαρμόζετε μπορεί να είναι μικρή, αλλά με την πάροδο του χρόνου, μπορείτε να μετακινήσετε το αυτοκίνητο.
* Δημιουργία ράμπας: Μια ράμπα σας επιτρέπει να μετακινήσετε βαριά αντικείμενα σε μια κατακόρυφη απόσταση. Η απαιτούμενη δύναμη είναι μικρότερη επειδή εξαπλώνετε το έργο σε μεγαλύτερη απόσταση (το μήκος της ράμπας).
* Χρησιμοποιώντας μια τροχαλία: Ένα σύστημα τροχαλίας σας επιτρέπει να τραβήξετε με μια μικρή δύναμη σε ένα σχοινί για να σηκώσετε ένα πολύ βαρύτερο βάρος.
Key Takeaway
Ενώ μια μικρή δύναμη δεν μπορεί να μετακινήσει στιγμιαία μια μεγάλη μάζα, μπορεί να την μετακινήσει με την πάροδο του χρόνου, με τη βοήθεια παραγόντων όπως η εκτεταμένη εφαρμογή δύναμης, το μηχανικό πλεονέκτημα ή η μείωση της τριβής.
