science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat is de relatie tussen krachtmassa en versnelling?

In de late jaren 1600 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 wet van beweging - die kracht is gelijk aan massa maal versnelling of f \u003d ma. Hoewel het op het eerste gezicht eenvoudig lijkt, heeft de wet verschillende belangrijke implicaties, waaronder hoe objecten zich op aarde en in de ruimte verplaatsen. 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 is massa maal versnelling of f \u003d ma.
Betekenis van Force

Force is een fysieke hoeveelheid waarmee je in het dagelijks leven omgaat. Er is kracht voor nodig om een deur te openen, een kind op te tillen of een ei te kraken. Het is een trek of duw van het ene object op het andere; de objecten kunnen van alles zijn, van protonen en elektronen tot planeten en sterrenstelsels. De trek of duw kan afkomstig zijn van direct contact of, in het geval van zwaartekracht, elektriciteit en magnetisme, van een afstand. Wetenschappers meten de kracht in eenheden die newton worden genoemd, waarbij één newton de kracht is die nodig is om een massa van 1 kilogram per vierkante meter te versnellen.
Betekenis van de versnelling

Wanneer een hockeypuck over het ijs glijdt, 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 gaat, is de versnelling negatief. U meet de snelheid in afstandseenheden gedeeld door de tijd, zoals mijlen per uur of meters per seconde. Versnelling is de verandering in snelheid gedeeld door de tijd die de snelheid nodig heeft om te veranderen, dus het is meters per seconde per seconde, of meters 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 er minder materie in zit, 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; "a garbage truck is not.", 3, [[De truck is duizenden keren zwaarder dan de pingpongbal. De standaardeenheid voor massa is de kilogram, ongeveer 2,2 pond.
Scalars en vectoren

Massa is een eenvoudig soort hoeveelheid. Je kunt grote massa's hebben, kleine massa's en daartussenin. Dat is het wel. Wetenschappers noemen eenvoudige hoeveelheden scalaren omdat één nummer het zal beschrijven. Kracht en versnelling zijn echter ingewikkelder. Ze hebben zowel een grootte als een richting. Een weervoorspeller op tv bijvoorbeeld, spreekt over een wind uit het westen met 20 mijl per uur. Dit is de snelheids (snelheid) vector van de wind. Om een kracht of versnelling volledig te beschrijven, heb je zowel de hoeveelheid als de richting nodig. Op een besneeuwde dag trekt u bijvoorbeeld een slee van een kind in de voorwaartse richting met een kracht van 50 newton en versnelt het in dezelfde richting met een kwadraat van 0,5 meter per seconde.
Betekenis van kracht, massa en versnelling >

Newtons tweede bewegingswet lijkt eenvoudig genoeg: duw op een voorwerp met een bepaalde massa en deze 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 geeft een snelle versnelling. Wat gebeurt er als er geen kracht is? Een kracht van nul op elke massa geeft nul versnelling. Als het object stilstaat, blijft het stilstaan; als het beweegt, blijft het met dezelfde snelheid en richting bewegen. Houd er rekening mee dat verschillende krachten tegelijkertijd kunnen worden betrokken. Je bindt bijvoorbeeld een touw om een rotsblok en trekt met alle macht. Er zijn kracht en massa, maar de kei geeft niet toe, dus versnelling is nul. De wrijvingskracht tussen het rotsblok en de grond heft de kracht van je trek op. Je hebt een veel grotere kracht nodig, zoals van een tractor, om de kei te verplaatsen.