Aan het einde van de 17e eeuw publiceerde Sir Isaac Newton 'Principia Mathematica', een boek dat de werelden van wiskunde en natuurkunde met elkaar verbond. Onder andere belangrijke ideeën beschreef hij de tweede bewegingswet - die kracht is gelijk aan massatijdversnelling of f = ma. Hoewel het er op het eerste gezicht eenvoudig uitziet, heeft de wet verschillende belangrijke implicaties, waaronder hoe voorwerpen zich op aarde en in de ruimte bewegen. Fundamentele wetten zoals deze hebben wetenschappers in staat gesteld om de natuur nauwkeurig te onderzoeken en ingenieurs om machines te bouwen die werken.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

Kracht staat gelijk aan massatijdversnelling of f = ma.

Betekenis van Force

Force is een fysieke hoeveelheid waarmee je in het dagelijks leven te maken hebt. Het kost kracht om een ​​deur te openen, een kind op te tillen of een ei te kraken. Het is een trek of druk uitgeoefend door het ene object op het andere; de objecten kunnen van alles zijn, van protonen en elektronen helemaal tot aan planeten en sterrenstelsels. De trek of druk kan komen van direct contact of, in het geval van zwaartekracht, van elektriciteit en magnetisme, van een afstand. Wetenschappers meten kracht in eenheden die newton worden genoemd, waarbij één newton de kracht is die nodig is om een ​​massa van één kilogram per vierkante seconde te versnellen.

Betekenis van acceleratie

Wanneer een hockeypuck over de ijs, het doet dit met een redelijk constante snelheid totdat het het doel of de stick van een speler raakt. Hoewel het beweegt, versnelt het niet. Versnelling komt alleen van een verandering in snelheid. Wanneer een object snelheid wint, is de versnelling positief; wanneer de snelheid verloren is, is de versnelling negatief. U meet de snelheid in eenheden van afstand, gedeeld door de tijd, zoals mijlen per uur of meter per seconde. Versnelling is de verandering in snelheid gedeeld door de tijd die de snelheid nodig heeft om te veranderen, dus het is meter per seconde per seconde, of meter per seconde in het kwadraat.

Betekenis van massa

De massa van een object is een maat voor hoeveel materie het bevat. Een rubberen bal heeft minder massa dan een loden bal van dezelfde grootte omdat het minder materie bevat, minder atomen en minder protonen, neutronen en elektronen waaruit de atomen bestaan. Massa weerstaat ook de inspanning om het te duwen of te trekken; een pingpongbal is gemakkelijk op te pakken en te gooien; een vuilniswagen is dat niet. De truck is duizenden keren zwaarder dan de pingpongbal. De standaardeenheid voor massa is de kilogram, ongeveer 2,2 pond.

Scalaires en vectoren

Massa is een eenvoudige soort hoeveelheid. Je kunt grote massa's hebben, kleine massa's en tussenmassa's. Dat is het zo'n beetje. Wetenschappers noemen scalaire hoeveelheden voor eenvoudige hoeveelheden omdat een nummer het zal beschrijven. Kracht en versnelling zijn echter gecompliceerder. Ze hebben zowel een grootte als een richting. Een tv-weersvoorspeller praat bijvoorbeeld over een wind uit het westen met 20 mijl per uur. Dit is de snelheid (snelheid) vector van de wind. Om een ​​kracht of versnelling volledig te beschrijven, hebt u zowel de hoeveelheid als de richting nodig. Bijvoorbeeld, op een besneeuwde dag trek je de slee van een kind in de voorwaartse richting met een kracht van 50 newton, en deze versnelt in dezelfde richting met 0,5 meter per seconde in het kwadraat.

Betekenis van kracht, massa en Acceleratie

De tweede bewegingswet van Newton lijkt eenvoudig genoeg: druk op een voorwerp van een bepaalde massa en het versnelt op basis van de hoeveelheid kracht en massa. Een kleine kracht met een grote massa resulteert in een langzame versnelling en een grote kracht met een kleine massa zorgt voor een snelle versnelling. Wat gebeurt er als er geen kracht is? Een kracht van nul op een massa geeft een nulversnelling. Als het object stilstaat, blijft het stil; als het beweegt, blijft het met dezelfde snelheid en richting bewegen. Houd er rekening mee dat meerdere krachten tegelijkertijd kunnen worden ingeschakeld. U knoopt bijvoorbeeld een touw rond een rotsblok en trekt met alle macht. Er zijn kracht en massa, maar de rotsblok wijkt niet, dus versnelling is nul. De kracht van wrijving tussen de rots en de grond heft de kracht van je trek weg. Je hebt een veel grotere kracht nodig, zoals van een tractor, om de rots te verplaatsen.