Πώς σχετίζεται ο νόμος της δύναμης και η επιτάχυνση με τα αντικείμενα κίνησης;
Ο νόμος:
* Η δύναμη (F) είναι άμεσα ανάλογη με την επιτάχυνση (α) Αυτό σημαίνει ότι μια μεγαλύτερη δύναμη θα προκαλέσει μεγαλύτερη επιτάχυνση.
* Η επιτάχυνση (α) είναι αντιστρόφως ανάλογη προς τη μάζα (m) Αυτό σημαίνει ότι μια μεγαλύτερη μάζα θα βιώσει λιγότερη επιτάχυνση για μια δεδομένη δύναμη.
Η εξίσωση:
Η σχέση μεταξύ δύναμης, επιτάχυνσης και μάζας εκφράζεται από την ακόλουθη εξίσωση:
f =m * a
Οπου:
* f είναι η καθαρή δύναμη που ενεργεί σε ένα αντικείμενο (που μετράται στο Newton, n)
* m είναι η μάζα του αντικειμένου (μετρούμενη σε χιλιόγραμμα, kg)
* A είναι η επιτάχυνση του αντικειμένου (μετρούμενη σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο τετράγωνο, m/s²)
Πώς σχετίζεται με την κίνηση:
* εκκίνηση και διακοπή: Για να ξεκινήσετε ένα αντικείμενο που κινείται (ή για να το σταματήσετε), πρέπει να εφαρμοστεί μια δύναμη. Όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη, τόσο πιο γρήγορα το αντικείμενο θα επιταχύνει (ή θα επιβραδύνει).
* Αλλαγή κατεύθυνσης: Απαιτείται δύναμη για να αλλάξει η κατεύθυνση της κίνησης ενός αντικειμένου. Όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη, τόσο πιο έντονη είναι η αλλαγή στην κατεύθυνση.
* Διατήρηση της κίνησης: Μόλις ένα αντικείμενο κινείται, θα συνεχίσει να κινείται με σταθερή ταχύτητα εκτός εάν ενεργεί από μια εξωτερική δύναμη (ο πρώτος νόμος κίνησης του Νεύτωνα). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μια δύναμη απαιτείται για να αλλάξει η ταχύτητα (ταχύτητα και κατεύθυνση) ενός αντικειμένου.
* Βαριά εναντίον ελαφρών αντικειμένων: Ένα βαρύτερο αντικείμενο θα απαιτήσει μια μεγαλύτερη δύναμη για να επιτευχθεί η ίδια επιτάχυνση με ένα ελαφρύτερο αντικείμενο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι πιο δύσκολο να σπρώξετε ένα βαρύ κιβώτιο από ένα ελαφρύ.
Παραδείγματα:
* κλοτσιές μια μπάλα: Όσο πιο σκληρά κλωτσάτε την μπάλα (μεγαλύτερη δύναμη), τόσο πιο γρήγορα θα επιταχύνει.
* Πιέστε ένα αυτοκίνητο: Χρειάζεται περισσότερη δύναμη για να σπρώξει ένα φορτωμένο αυτοκίνητο από ένα άδειο αυτοκίνητο επειδή το φορτωμένο αυτοκίνητο έχει μεγαλύτερη μάζα.
* Σταματώντας ένα αυτοκίνητο: Τα φρένα εφαρμόζουν μια δύναμη για να επιβραδύνουν το αυτοκίνητο κάτω (επιβραδύνουν). Όσο πιο σκληρά φρενάρετε (μεγαλύτερη δύναμη), τόσο πιο γρήγορα θα σταματήσει το αυτοκίνητο.
Στην ουσία, ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα μας λέει ότι οι δυνάμεις είναι αυτό που προκαλούν αλλαγές σε κίνηση. Όσο μεγαλύτερη είναι η δύναμη, τόσο μεγαλύτερη είναι η αλλαγή στην κίνηση. Αυτή η θεμελιώδης αρχή μας βοηθά να κατανοήσουμε και να προβλέψουμε πώς κινούνται τα αντικείμενα στον κόσμο γύρω μας.
