Drugie prawo Newtona, zwane fundamentalnym prawem lub podstawową zasadą dynamiki, stwierdza, że: ciało przyspiesza, jeśli przyłożona jest do niego siła, co oznacza manewr siłowy, taki jak ciągnięcie lub pchanie ciała.
Aby lepiej zrozumieć prawo podstawowe, konieczne jest wyjaśnienie dwóch podstawowych pojęć:
- Siła przyłożona do ciała nazywa się siła wypadkowa.
- Zmiana prędkości doświadczana przez poruszające się ciało nazywa się przyśpieszenie.
Innymi słowy, przyspieszenie ciała jest proporcjonalne do przyłożonej do niego siły wypadkowej. Oznacza to, że jeśli przyłożymy większą siłę, ciało zwiększy swoje przyspieszenie.
Zasada ta jest częścią praw Newtona lub praw ruchu, które zostały po raz pierwszy opublikowane w 1687 r. przez angielskiego fizyka i matematyka Izaaka Newtona w jego pracy Principia Matematykai są kluczem do zrozumienia ruchu ciał.
Formuła drugiego prawa Newtona
Drugie prawo Newtona wyraża się wzorem:
F = m.a
Gdzie:
- fa jest siłą netto. Wyrażana jest w Newtonach (N)
- mi to masa ciała. Jest wyrażony w kilogramach (kg).
- do Jest to przyspieszenie, które nabywa ciało. Jest wyrażony w metrach na sekundę do kwadratu (m / s2).
Prostym przykładem zrozumienia tego wzoru byłoby obliczenie siły, jaka musi być przyłożona do piłki nożnej o masie 0,4 kg, aby kopnąć ją z przyspieszeniem 3,5 m/s2. W tym przypadku formuła wyglądałaby następująco:
F = m.a
F = 0,4 kg. 3,5 m / s2
F = 1,4 N
Przykłady drugiego prawa Newtona
Podstawowe prawo dynamiki można opisać następującymi przykładami:
1. Dwóch chłopców i huśtawka
Dwoje dzieci siedzi na huśtawce. Jeden z nich kołysze się z niewielką siłą, a jego przyspieszenie jest wolniejsze. Drugie dziecko huśta się mocniej i ma większe przyspieszenie.
2. Dwa pudełka
Mamy dwa pudła: jedno 15 kg. i kolejne 50 kg. Jeśli przyłożymy taką samą siłę do ich przesunięcia, pierwsze pudełko poruszy się szybciej. Ale jeśli chcemy, aby oba pudła poruszały się z tą samą prędkością, będziemy musieli przyłożyć większą siłę do cięższego pudła.
3. Kopnij piłkę
Jeśli mamy piłkę tenisową i piłkę nożną i kopniemy je, piłka tenisowa będzie miała większe przyspieszenie, ponieważ jest to ciało o mniejszej masie. Podczas gdy piłka nożna będzie miała mniejsze przyspieszenie, ponieważ ma większą masę.
4. Popchnij samochód
Poruszający się samochód zatrzymuje się na środku ulicy i kierowca musi go popchnąć, aby zapewnić mu bezpieczeństwo. Podczas gdy kierowca używa własnej siły, samochód porusza się powoli, ale gdy inne osoby pomagają kierowcy pchać samochód, porusza się szybciej, ponieważ im większa siła, tym większe przyspieszenie.
5. Wózek w supermarkecie
Jeśli wózek spożywczy jest pusty, jego przyspieszenie jest większe, nawet jeśli podczas jego pchania nie działa tak duża siła. Z drugiej strony, jeśli jest pełny, jego przyspieszenie jest mniejsze i potrzeba więcej siły, aby posuwał się naprzód.
6. Otwórz drzwi
Otwarcie drzwi pancernych wymaga większej siły niż do otwarcia zwykłych drzwi drewnianych, które są lżejsze.
7. Piłka golfowa
Aby piłka golfowa dotarła do pożądanego dołka, należy w nią włożyć pewną siłę. Jeśli przyłożona zostanie niewielka siła, przyspieszenie piłki będzie mniejsze i będzie się ona poruszać wolniej, a jeśli przyłożona siła będzie większa, przyspieszenie będzie większe i piłka będzie poruszać się szybciej.
8. Rower
Drugie prawo Newtona ma zastosowanie, gdy jeździmy na rowerze. Pedałowanie to siła, masa to rower, a masa naszego ciała i przyspieszenie to szybkość, z jaką się porusza.
9. Pchnięcie kulą
Pchnięcie kulą to sport olimpijski, w którym zawodnik musi pchnąć bardzo ciężką metalową kulę, zwaną kulą. Im większa przyłożona siła, tym większe przyspieszenie uzyska pocisk i tym dalej poleci.
10. Kula do kręgli
Siła przyłożona do piłki zwiększa jej przyspieszenie i powoduje, że porusza się ona w dół toru, przewracając szpilki.
11. Ciężarówka i samochód
Aby samochód mógł funkcjonować, silnik musi generować siłę zwiększającą przyspieszenie samochodu. Im większy samochód, tym więcej siły będzie potrzebował, aby przyspieszyć. Dlatego ciężarówka wymaga większej mocy niż zwykły samochód.
Możesz być zainteresowany przeczytaniem:
- Prawa Newtona.
- Prawa Keplera.
- Fizyka klasyczna
