Măsurarea intensității unei forțe

În fizică, forța este înțeleasă ca fiind o magnitudine capabilă să modifice starea sau direcția de mișcare a unui corp dat. Isaac Newton descrie, în său Legea a doua a lui Newton

conținut

Pași
Metoda 1calculul forței
Metoda 2concepte avansate
Sfaturi
Materiale necesare

, relația dintre forță, masă și accelerare, definind că intensitatea unei forțe este produsul masei printr-o accelerare. Înțelegeți mai bine cum funcționează această relație și aflați cum să calculați valoarea unei forțe.

pași

Metoda 1
Calculul forței

Înțelegeți relația dintre forță, masă și accelerare. Intensitatea forței aplicată unui obiect dat este produsul dintre masa și accelerarea sa. Putem reprezenta această relație prin următoarea formulă: Forță = Masa x Accelerare. Pentru a calcula o forță numerică, există și alte detalii pe care ar trebui să le cunoașteți:

Pentru masă, unitatea standard de măsură este kilogram (kg).
Pentru accelerare, unitatea implicită este metru pe secundă pătrat (m / s²).
În sfârșit, pentru forță, unitatea implicită este Newton (N). Newton este o unitate derivată, unde 1N = 1 kg x 1 m / s².

Imaginea intitulată Măsura Forța Pasul 2

Determinați masa obiectului. Prin definiție, masa unui obiect dat este cantitatea de materie pe care o conține. Masa este o particularitate a unui obiect, care nu se schimbă, indiferent unde este - greutatea depinde deja de accelerația gravitațională a obiectului. În sistemul metric, masa poate fi exprimată în grame sau kilograme. De exemplu, să luăm în considerare un camion cu masa de 1.000 kg.

Utilizați o scală triplă sau o scală cu două plăci pentru a determina masa obiectului. Acest lucru va fi exprimat în kg sau grame.

Imaginea intitulată Măsura Forța Pasul 3

Determinați accelerarea obiectului. Prin definiție, accelerația este schimbarea vitezei obiectului printr-o unitate determinată de timp. Pe lângă faptul că reprezintă o creștere a vitezei, accelerația poate exprima o pierdere de viteză sau chiar o schimbare de direcție în traiectoria obiectului. Așa cum folosim un vitezometru pentru a măsura viteza, putem obține accelerația unui obiect printr-un accelerometru. În exemplul nostru, să presupunem că 1.000 kg masa are o accelerație de 3 m / s².

În sistemul metric, viteza poate fi exprimată în centimetri pe secundă (cm / s) sau metri pe secundă (m / s), în timp ce accelerația poate fi prezentată în centimetri pe secundă pătrat (cm / s²) sau metri pe secundă pătrat (m / s²).

Multiplicați masa obiectului prin accelerarea sa. Rezultatul acestui produs este puterea forței. Aplicați numerele obținute pentru masă și pentru accelerare în ecuație pentru a cunoaște valoarea forței aplicate asupra acelui obiect. Nu uitați că răspunsul dvs. trebuie să fie exprimat în Newtons (N).

Forță = Masa x Accelerare
Forța = 1000kg x 3m / s²
Forța = 3.000 N

Metoda 2
Concepte avansate

Imaginea intitulată Măsura Forța Pasul 5

Aflați valoarea masei dacă aveți putere și accelerație. Dacă cunoașteți valorile forței și accelerației, pur și simplu le aplicați în formula pentru a găsi masa acelui obiect. Procedați după cum urmează:

Forță = Masa x Accelerare
3 N = masa x 3 m / s²
Masa = 3 N / 3 m / s²
Masa = 1 kg

Aflați valoarea accelerației dacă aveți putere și masă. Dacă cunoașteți valorile forței și a masei, pur și simplu le aplicați în formula pentru a găsi accelerația aplicată acelui obiect. Procedați după cum urmează:

Forță = Masa x Accelerare
10 N = 2 kg x Accelerare
Accelerare = 10 N / 2 kg
Accelerare = 5 m / s²

Calculați accelerația obiectului. Dacă aveți valoarea de masă, pentru a găsi valoarea forței trebuie doar să aflați valoarea accelerației pe care a suferit acest obiect. Pentru a le obține matematic, utilizați următoarea expresie: Accelerare = (Viteză finală - Viteză inițială) / Variație de timp.

Exemplu: dacă un alergător atinge o viteză de 6 m / s în 10 secunde, care a fost accelerarea dvs.?
Vom spune că valoarea vitezei finale este de 6 m / s. Având în vedere că a lăsat restul, viteza inițială este de 0 m / s. Timpul cursului său era de 10 secunde.
Accelerația = (6 m / s - 0 m / s) / 10 s = (6 m / s) / 10 s = 0,6 m / s²

sfaturi

Rețineți că prin relația dintre forță, masă și accelerație putem deduce că forța aplicată unui obiect de masă scăzut, dar cu o accelerație mare, poate fi egală cu forța aplicată unui obiect de masă mare, dar cu o accelerație redusă.
O forță poate primi un nume special în funcție de modul în care acționează asupra unui obiect: dacă îl determină să piardă viteza, poate fi numit o tragere - dacă provoacă o rotație a corpului în jurul axei sale, poate fi numită cuplu.
O masă de 20 grame accelerate la 5 centimetri pe secundă pătrat poartă o forță de 100 grame de ori centimetri pe secundă pătrat. La acest raport de unități de măsură (g x cm / s2) vom da numele dyne.
O masă de 150 kg accelerate la 10 metri pe secundă pătrat poartă o forță de 1.500 kilograme ori metri pe secundă pătrat. La acest raport de unități de măsură (kg x m / s²) vom da numele Newton.
Greutatea este efectul produs de o accelerație gravitațională (rezultatul unui câmp gravitațional) sub masa unui anumit corp. Pe pământ, accelerația gravitației este de aproximativ 9,8 m / s². Astfel, în conformitate cu standardele sistemului metric, cu o greutate corporală de 100 kg, are o greutate de 980 Newtoni, și un corp cu masa 100 cantareste aproximativ 980 de grame dyn. Când folosim o scară de primăvară, ea măsoară forța gravitațională pe care o exercită asupra unui obiect: prin urmare, pentru a primi greutatea corpului și nu masa sa (în limbajul comun, „greutate“ și „de masă“ sunt cuvinte cu sensuri similare).