Prima lege a lui Newton ne spune că avem nevoie de o forță netă pentru a crea o accelerație. După cum v-ați putea aștepta, o forță netă mai mare va provoca o accelerație mai mare, iar aceeași forță netă va da unei mase mai mici o accelerație mai mare. A doua lege a lui Newton rezumă toate acestea într-o singură ecuație referitoare la forța netă, masa și accelerația:

spre

(1)

Găsirea accelerării din forța netă

Dacă cunoaștem forța netă și dorim să găsim accelerația, putem rezolva a doua lege a lui Newton pentru accelerație:

(2)

Acum vedem că forțe nete mai mari creează accelerații mai mari și mase mai mari reduc dimensiunea accelerației. De fapt, masa unui obiect este o măsură directă a rezistenței unui obiect la schimbarea mișcării sale sau a inerției sale .

Exerciții de întărire

Găsirea forței nete din accelerație

Exemplu zilnic: Deschiderea parașutei

În capitolul anterior am constatat că, dacă deschiderea unei parașute încetinește un parașutist de la 54 Domnișoară la 2,7 Domnișoară în doar 2.0 s de timp, apoi au experimentat o accelerare medie ascendentă de 26 m/s/s . Dacă masa exemplului nostru de parașutist este de 85 kg, care este forța netă medie asupra persoanei?

Începem cu a doua lege a mișcării lui Newton

Introduceți valorile noastre:

Persoana are o forță netă medie de 2200 N în sus în timpul deschiderii jgheabului. Când jgheabul începe să se deschidă, poziția corpului se schimbă mai întâi la picioare, ceea ce reduce semnificativ rezistența la aer, astfel încât rezistența la aer nu mai echilibrează greutatea corporală. Prin urmare, hamul trebuie să susțină greutatea corporală plus să ofere 2200 suplimentar neechilibrat N forță ascendentă asupra persoanei. Greutatea corporală a parașutistului este Fg = 85 kg x 9,8 m/s/s = 833 N, deci forța asupra lor din ham trebuie să fie 2833 N. Această forță este de fapt de peste trei ori mai mare decât greutatea lor corporală, dar este distribuită pe curelele largi care alcătuiesc buclele picioarelor și bucla taliei hamului, ceea ce ajută la prevenirea rănirii.

Exerciții de întărire

Verificați această simulare pentru a vedea cum forțele se combină pentru a crea forțe nete și accelerații:

În absența rezistenței la aer, obiectele grele nu cad mai repede decât cele mai ușoare și toate obiectele vor cădea cu aceeași accelerație. Aveți nevoie de dovezi experimentale? Vezi acest videoclip:

Este o ciudățenie interesantă a universului nostru că aceeași proprietate a unui obiect, în special masa sa, determină atât forța gravitației asupra acestuia, cât și rezistența sa la accelerații sau la inerție. Spus altfel, masa inerțială și masa gravitațională sunt echivalente. De aceea, accelerația de cădere liberă pentru toate obiectele are o magnitudine de 9,8 m/s/s, așa cum vom arăta în exemplul următor.

Exemplu zilnic: cădere liberă

Să calculăm accelerarea inițială a exemplului nostru de parașutist în momentul în care sar. În acest moment, ei au forța gravitațională care îi trage în jos, dar încă nu au câștigat nicio viteză, astfel încât rezistența aerului (forța de tragere) este zero. Forța netă este atunci doar gravitațională, deoarece este singura forță, deci sunt în cădere liberă pentru acest moment. Începând cu a doua lege a lui Newton:

(3)

Gravitația este forța netă în acest caz, deoarece este singura forță, așa că folosim doar formula pentru calcularea forței de greutate în apropierea suprafeței Pământului, adăugăm un semn negativ deoarece jos este direcția noastră negativă () și introducem asta pentru forța netă:

(4)

Vedem că masa se anulează,

(5)

Vedem că accelerația noastră este negativă, ceea ce are sens, deoarece accelerația este descendentă. De asemenea, vedem că dimensiunea sau magnitudinea accelerației este g = 9,8 m/s 2 . Tocmai am arătat că, în absența rezistenței aerului, toate obiectele care cad în apropierea suprafeței Pământului vor experimenta o accelerație egală cu dimensiunea de 9,8 m/s 2, indiferent de masa și greutatea lor. Dacă accelerația de cădere liberă este -9,8 m/s/s sau +9,8 m/s/s depinde dacă ați ales în jos pentru a fi direcția negativă sau pozitivă.

mișcarea unui obiect nu se va schimba decât dacă experimentează o forță netă

cantitatea totală de forță neechilibrată rămasă asupra unui obiect

modificarea vitezei pe unitate de timp, panta unei viteze vs. grafic de timp

accelerația experimentată de un obiect este egală cu forța netă asupra obiectului împărțit masa obiectului meu

o măsurare a cantității de materie dintr-un obiect realizată prin determinarea rezistenței sale la schimbările de mișcare (masa inerțială) sau forța de greutate aplicată acestuia de o altă masă cunoscută de la o distanță cunoscută (masa gravitațională). Masa gravitațională și o masă inerțială par egale.

chiria unui obiect pentru a rezista schimbărilor de mișcare

atracție între două obiecte datorită masei lor, așa cum este descris de Legea gravitației universale a lui Newton

mărimea sau întinderea unei mărimi vectoriale, indiferent de direcție

distanța parcursă pe unitate de timp

o forță care acționează opusă mișcării relative a oricărui obiect care se mișcă față de un fluid din jur

o forță aplicată de un fluid oricărui obiect care se mișcă față de fluid, care acționează opus mișcării relative a obiectului față de fluid

forța gravitațională asupra obiectului, în mod obișnuit cu referire la forța gravitațională cauzată de Pământ sau de un alt corp ceresc