Πώς υπολογίζετε τη δύναμη όταν δίνονται η μάζα και η ταχύτητα;
Η δύναμη είναι ένα μέτρο της αλλαγής στην κίνηση ενός αντικειμένου. Δεν είναι απλώς ένα προϊόν του πόσο πράγματα έχει κάτι (μάζα) και πόσο γρήγορα κινείται (ταχύτητα).
Εδώ πρέπει να καταλάβετε:
* δύναμη (f): Μετρείται σε Newton (n)
* μάζα (m): Μετρούμενα σε κιλά (kg)
* ταχύτητα (v): Μετρούμενα σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m/s)
* Επιτάχυνση (α): Μετρείται σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο τετράγωνο (M/S2)
Η βασική σχέση:
Η θεμελιώδης σχέση που συνδέει αυτές τις έννοιες μαζί είναι ο δεύτερος νόμος κίνησης του Νεύτωνα:
f =m * a
Αυτό σημαίνει: Η δύναμη ισούται με την επιτάχυνση της μάζας.
Για να υπολογίσετε τη δύναμη, χρειάζεστε επιτάχυνση:
1. Εάν δοθεί επιτάχυνση: Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε απευθείας τον τύπο F =m * a.
2. Εάν δεν σας δοθεί επιτάχυνση: Πρέπει να το βρείτε πρώτα. Η επιτάχυνση είναι ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας. Δείτε πώς μπορείτε να πάρετε επιτάχυνση:
* σταθερή ταχύτητα: Εάν η ταχύτητα είναι σταθερή, η επιτάχυνση είναι μηδενική (A =0). Επομένως, η δύναμη είναι επίσης μηδενική.
* Αλλαγή ταχύτητας: Εάν η ταχύτητα αλλάζει, πρέπει να ξέρετε πόσο αλλάζει σε μια δεδομένη χρονική στιγμή. Τότε μπορείτε να υπολογίσετε την επιτάχυνση χρησιμοποιώντας:
a =(αλλαγή της ταχύτητας) / (αλλαγή του χρόνου)
Παράδειγμα:
Ας υποθέσουμε ότι έχετε ένα αντικείμενο 10 kg που κινείται στα 5 m/s και στη συνέχεια επιταχύνεται σε 10 m/s σε χρόνο 2 δευτερολέπτων.
1. Υπολογίστε την επιτάχυνση:
A =(10 m/s - 5 m/s)/2 s =2,5 m/s2
2. Υπολογίστε τη δύναμη:
F =10 kg * 2,5 m/s2 =25 n
Συνοπτικά: Χρειάζεστε περισσότερα από απλά μάζα και ταχύτητα για να υπολογίσετε τη δύναμη. Πρέπει να ξέρετε πώς αλλάζει η ταχύτητα (η επιτάχυνση).
