В края на 1600-те сър Исак Нютон публикува „Principia Mathematica“ - книга, която свързва светове на математиката и физиката. Сред другите важни идеи той описа втория закон на движението - тази сила е равна на маса, умножена по ускорение или f = ma. Въпреки че на пръв поглед изглежда просто, законът има няколко важни последици, включително как обектите се движат на Земята и в космоса. Фундаментални закони като този позволяват на учените да изследват точно природата и на инженерите да създават машини, които работят.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Силата е равна на масата по ускорение или f = ma.
Значение на Силата
Силата е физическа величина, с която се справяте в ежедневието. Необходима е сила за отваряне на врата, вдигане на дете или напукване на яйце. Това е придърпване или натискане, упражнявано от един обект върху друг; обектите могат да бъдат от протони и електрони до планети и галактики. Издърпването или тласкането може да дойде от директен контакт или, в случай на гравитация, електричество и магнетизъм, от разстояние. Учените измерват силата в единици, наречени нютони, където един нютон е силата, необходима за ускоряване на 1-килограмова маса от един метър в секунда на квадрат.
Значение на ускорението
Когато хокейна шайба се плъзга по леда, тя прави това с доста постоянна скорост, докато удари целта или пръчката на играча. Въпреки че се движи, не се ускорява. Ускорението идва само от промяна в скоростта. Когато обектът набира скорост, ускорението му е положително; при загуба на скорост ускорението е отрицателно. Измервате скоростта в единици за разстояние, разделени на време, например мили в час или метри в секунда. Ускорението е промяната в скоростта, разделена на времето, необходимо на скоростта, за да се промени, така че тя е метри в секунда в секунда или метри в секунда на квадрат.
Значение на масата
Масата на даден обект е мярка за това колко материя съдържа. Гумената топка има по-малка маса от оловната топка със същия размер, тъй като в нея има по-малко материя, по-малко атоми и по-малко протони, неутрони и електрони, които изграждат атомите. Маса също се противопоставя на усилието да го избута или издърпа; топка за пинг-понг е лесно да се вземе и хвърли; камион за боклук не е. Камионът е много по-масивен от топката за пинг-понг много хиляди пъти. Стандартната единица за маса е килограмът, около 2,2 паунда.
Скалари и вектори
Масата е прост вид количество. Можете да имате големи маси, малки маси и между тях. Това е всичко. Учените наричат прости количества скалари, защото едно число ще го опише. Силата и ускорението обаче са по-сложни. Те имат както размер, така и посока. Например телевизионен синоптик говори за вятър, идващ от запад със скорост 20 мили в час. Това е векторът на скоростта (скоростта) на вятъра. За да опишете изцяло сила или ускорение, ви трябва както количеството, така и посоката. Например в снежен ден дърпате детска шейна в посока напред със сила от 50 нютона и тя се ускорява в същата посока на 0,5 метра в секунда на квадрат.
Значение на сила, маса и ускорение
Вторият закон на движение на Нютон изглежда достатъчно прост: Натиснете обект с определена маса и той ускорява въз основа на количеството сила и маса. Малка сила с голяма маса води до бавно ускорение, а голяма сила с малка маса дава бързо ускорение. Какво се случва, когато няма сила? Сила от нула върху която и да е маса дава нулево ускорение. Ако обектът стои неподвижен, той остава неподвижен; ако се движи, продължава да се движи със същата скорост и посока. Имайте предвид, че едновременно могат да бъдат ангажирани няколко сили. Например, завързвате въже около камък и дърпате с всички сили. Има сила и маса, но камъкът не помръдва, така че ускорението е нула. Силата на триене между камъка и земята отменя силата на вашето придърпване. Нуждаете се от много по-голяма сила, например от трактор, за да преместите камъка.