Na konci 16. století vydal Sir Isaac Newton knihu „Principia Mathematica“, která spojovala svět matematiky a fyziky. Mezi další důležité myšlenky popsal druhý zákon pohybu - tato síla se rovná hromadné době zrychlení nebo f = ma. Ačkoli to na první pohled vypadá jednoduše, zákon má několik důležitých důsledků, včetně toho, jak se objekty pohybují na Zemi a ve vesmíru. Základní zákony, jako je tento, umožnily vědcům přesně zkoumat přírodu a konstruktérům vyrábět fungující stroje.
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Síla se rovná hmotnosti krát zrychlení nebo f = ma.
Význam síly
Síla je fyzická veličina, se kterou se setkáváte v každodenním životě. Otevření dveří, zvednutí dítěte nebo rozbití vajíčka vyžaduje sílu. Je to tah nebo tlak vyvíjený jedním objektem na jiný; objekty mohou být cokoli od protonů a elektronů až po planety a galaxie. Tah nebo tlak mohou pocházet z přímého kontaktu nebo, v případě gravitace, elektřiny a magnetismu, z dálky. Vědci měří sílu v jednotkách zvaných newton, kde jeden newton je síla potřebná ke zrychlení 1-kilogramové hmoty na jeden metr za sekundu na druhou.
Význam zrychlení
Když hokejový puk sklouzává po ledě, dělá to poměrně konstantní rychlostí, dokud nenarazí na branku nebo na hokejku hráče. I když se pohybuje, nezrychluje. Zrychlení vychází pouze ze změny rychlosti. Když objekt získá rychlost, jeho zrychlení je kladné; při ztrátě rychlosti je zrychlení záporné. Měříte rychlost v jednotkách vzdálenosti dělených časem, například míle za hodinu nebo metry za sekundu. Zrychlení je změna rychlosti vydělená časem, který rychlost potřebuje ke změně, takže jde o metry za sekundu za sekundu nebo metry za sekundu na druhou.
Význam mše
Hmotnost objektu je měřítkem toho, kolik hmoty obsahuje. Gumová koule má menší hmotnost než olověná koule stejné velikosti, protože má v sobě méně hmoty, méně atomů a méně protonů, neutronů a elektronů, které atomy tvoří. Mass také odolává snaze tlačit nebo tahat; míč na pingpong se snadno zvedá a hodí; popelářské auto není. Nákladní vůz je mnohokrát tisíckrát masivnější než pingpongová koule. Standardní jednotka hmotnosti je kilogram, asi 2,2 libry.
Skaláry a vektory
Mše je jednoduchý druh množství. Můžete mít velké masy, malé masy a mezi masami. To je o tom všechno. Vědci nazývají jednoduché veličiny skaláry, protože to bude popisovat jedno číslo. Síla a zrychlení jsou však komplikovanější. Mají velikost i směr. Například televizní předpovědi počasí hovoří o větru přicházejícím ze západu rychlostí 20 mil za hodinu. Toto je vektor rychlosti (rychlosti) větru. Chcete-li plně popsat sílu nebo zrychlení, potřebujete jak množství, tak směr. Například v zasněženém dni přitáhnete dětské sáně dopředu silou 50 newtonů a zrychlí stejným směrem na druhou rychlostí 0,5 metru za sekundu.
Význam síly, hmotnosti a zrychlení
Newtonův druhý zákon pohybu se zdá být dostatečně jednoduchý: Zatlačte na předmět určité hmotnosti a zrychluje se na základě množství síly a hmoty. Malá síla s velkou hmotou vede k pomalé akceleraci a velká síla s malou hmotou vede k rychlé akceleraci. Co se stane, když není síla? Síla nuly na jakoukoli hmotu dává nulové zrychlení. Pokud objekt stojí na místě, zůstává nehybný; pokud se pohybuje, pokračuje v pohybu stejnou rychlostí a směrem. Mějte na paměti, že může být zapojeno několik sil současně. Například uvázat lano kolem balvanu a tahat ze všech sil. Existuje síla a hmotnost, ale balvan se nezastaví, takže zrychlení je nulové. Síla tření mezi balvanem a zemí zruší sílu vašeho tahu. K pohybu balvanu potřebujete mnohem větší sílu, například od traktoru.