science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe zijn Force en Motion gerelateerd?

Isaac Newton gaf de beste beschrijving van de verbanden tussen kracht en beweging in zijn drie beroemde wetten, en leren ervan is een cruciaal onderdeel van de leerfysica. Ze vertellen je wat er gebeurt als een

De eerste wet van Newton zegt dat een voorwerp ofwel in rust (niet in beweging) of in beweging zal blijven met dezelfde snelheid en in exact dezelfde richting tenzij het wordt aangezet door een "ongebalanceerde" kracht. In eenvoudiger bewoordingen zegt het dat iets alleen beweegt als iets anders het duwt en dat dingen alleen stoppen, van richting veranderen of sneller beginnen te bewegen als iets het duwt.

Het begrijpen van de betekenis van "ongebalanceerde kracht" verduidelijkt dit wet. Als twee krachten op een voorwerp inwerken, een duwt het naar links en het andere duwt het naar rechts, het zal alleen bewegen als een van de krachten groter is dan het andere. Als ze exact dezelfde sterkte hebben, blijft het object waar het is.

Een manier om dit voor te stellen is na te denken over een reeks schalen, met gewichten aan weerszijden ervan. De gewichten worden naar beneden getrokken door de zwaartekracht, en het enige dat beïnvloedt hoeveel zwaartekracht hen trekt, is hoeveel massa er is. Als u aan beide zijden dezelfde hoeveelheid massa hebt, blijft de schaal staan. De schaal beweegt alleen als je hem letterlijk in ongebalanceerde vorm brengt. Het verschil in massa betekent dat de krachten die aan beide zijden van de schaal werken niet in balans zijn, en dus beweegt de schaal.

Het is moeilijker om constante beweging met dezelfde snelheid te veronderstellen omdat je dit niet in de dag tegenkomt -dagelijks leven. Denk aan wat er zou gebeuren als je een speelgoedauto op een perfect glad (wrijvingsloos) oppervlak zou hebben en er geen lucht in de kamer was. De auto zou stil blijven staan ​​tenzij deze werd ingedrukt, zoals hierboven beschreven. Maar wat gebeurt er na de push? Er is geen wrijving met het oppervlak om het te vertragen en geen lucht om het te vertragen. Het oppervlak balanceert de zwaartekracht (door iets dat de "normale reactie" wordt genoemd, gerelateerd aan de derde wet van Newton), en er zijn geen krachten die van links naar rechts werken. In deze situatie zou de auto met dezelfde snelheid langs het oppervlak blijven rijden. Als het oppervlak oneindig lang zou zijn, zou de auto voor altijd met die snelheid blijven bewegen.

De tweede wet van Newton: wat is Force?

De tweede wet van Newton definieert het concept van geweld. Het stelt dat de kracht uitgeoefend op een voorwerp gelijk is aan zijn massa vermenigvuldigd met de versnelling die de kracht veroorzaakt. In symbolen is dit:

F = ma

De eenheid van geweld is de Newton - om de persoon te erkennen die deze heeft gedefinieerd - een manier om kilogram-meter per vierkante seconde uit te spreken (kg m /s 2). Als je een massa van 1 kg hebt en je wilt deze elke seconde met 1 m /s versnellen, moet je een kracht van 1 N toepassen.

De wet van Newton op de volgende manier schrijven helpt om de link te verduidelijken tussen kracht en beweging:

a = F ÷ m

Versnelling, aan de linkerkant, vertelt ons hoeveel beweging er is. De rechterkant laat zien dat een grotere kracht tot meer beweging leidt, als de massa van het object hetzelfde is. Als een specifieke kracht wordt toegepast, laat deze vergelijking ook zien dat de hoeveelheid versnelling afhangt van de massa die u probeert te verplaatsen. Een groter, zwaarder object beweegt minder dan een kleiner, lichter object dat wordt onderworpen aan duw van dezelfde grootte. Als u een voetbal schopt, beweegt deze veel meer dan wanneer u een bowlingbal met dezelfde kracht schopt.