Das zweite Bewegungsgesetz von Sir Isaac Newton besagt, dass die von einem sich bewegenden Objekt ausgeübte Kraft gleich. ist seine Masse mal seine Beschleunigung in die Richtung, aus der es gedrückt wird, ausgedrückt als Formel F=ma. Da die Kraft proportional zu Masse und Beschleunigung ist, verdoppelt sich die Aufprallkraft, wenn entweder die Masse oder die Beschleunigung verdoppelt wird, während die andere Konstante belassen wird; die Aufprallkraft nimmt zu, wenn ein Objekt mit konstantem Gewicht stärker beschleunigt wird. Sie können verschiedene Experimente untersuchen, die dieses Prinzip demonstrieren.
Sammle einen Stein und ein zusammengeknülltes Blatt Papier. Da die Beschleunigung der Schwerkraft konstant ist, fallen alle Objekte unabhängig von ihrer Masse mit der gleichen Geschwindigkeit. Testen Sie dieses Gesetz, indem Sie beide Gegenstände gleichzeitig fallen lassen und beobachten, wie sie mit der gleichen Geschwindigkeit fallen. Stellen Sie nun eine mit Puderzucker oder Mehl gefüllte Schüssel unter den Stein und lassen Sie sie aus einer festen Höhe in das Pulver fallen. Stellen Sie die Schüssel zur Seite und achten Sie darauf, das Pulver darin nicht zu stören. Lassen Sie die Papierkugel aus der gleichen Höhe in eine Schüssel mit der gleichen Menge des gleichen Pulvers fallen. Vergleichen Sie die Krater im Pulver, die bei jedem Einschlag entstanden sind. Da die Beschleunigung konstant war, war der Größenunterschied zwischen dem durch das Gestein gebildeten und dem Krater des Papiers zeigt, dass eine Massenzunahme direkt die Kraft des Aufpralls in die Mehl.
Schrauben Sie eine Öse in einen Softball und eine andere in den Türsturz eines Türrahmens. Hängen Sie den Softball mit einem durch die Ösen gebundenen Stück Schnur am Türrahmen auf, sodass er einige Zentimeter über dem Boden hängt. Markieren Sie die Stelle direkt unter der Ruheposition des Softballs. Bewegen Sie den hängenden Softball und platzieren Sie einen weiteren Softball an der markierten Stelle. Ziehen Sie den hängenden Softball zurück, so dass er einen Meter über dem Boden ist, und lassen Sie ihn los, damit er schwingt und den Softball auf dem Boden trifft. Messen Sie die Distanz, die der Softball auf dem Boden zurücklegt. Wiederholen Sie das Experiment, ersetzen Sie den Softball auf dem Boden durch einen Wiffle-Kunststoffball und messen Sie, wie weit er nach dem Aufprall rollt. Dieses Experiment zeigt, dass bei konstant gehaltener Kraft die Beschleunigung bei Objekten mit geringerer Masse größer ist.
Konstruieren Sie eine einfache Rampe 18 Zoll hoch und etwa 24 Zoll lang aus einem Stück dünnem Sperrholz und Ziegeln. Platziere ein Spielzeugauto oben auf der Rampe. Lassen Sie es los und messen Sie, wie weit es rollt. Kleben Sie zwei Metallscheiben an das Auto, lösen Sie es von der Rampe und messen Sie, wie weit es rollt. Wiederholen Sie das Experiment mit fünf Unterlegscheiben, die oben am Auto befestigt sind. Dieses Experiment zeigt, dass die Kraft, die das Auto entlang des Bodens drückt, zunimmt, wenn die Masse mit der konstanten Beschleunigung der Schwerkraft zunimmt, wodurch schwerere Autos weiter fahren.
Besorgen Sie sich einen Kinderwagen, eine leichte Baumwollschnur oder einen leichten Baumwollfaden und zwei oder drei kleine Freiwillige. Binden Sie die Schnur um den Wagengriff und lassen Sie 2 oder 3 Fuß Schnur zum Ziehen am Griff hängen. Beginnen Sie mit einem leeren Wagen. Ziehen Sie auf flachem, ebenem Untergrund wie einem Bürgersteig und aus dem Stand heraus an der Schnur, bis Sie eine angenehme Schrittgeschwindigkeit erreichen. Beachten Sie die Anstrengung, die erforderlich ist, um den Wagen zu ziehen. Als nächstes lassen Sie einen Ihrer Freiwilligen im Wagen sitzen und ziehen noch einmal an der Schnur, bis Sie Schrittgeschwindigkeit erreichen. Beachten Sie die Kraft, die zum Ziehen des Wagens erforderlich ist. Die Saite kann nur eine geringe Kraft aufnehmen, bevor sie reißt; Je mehr Reiter in Ihrem Wagen sind, desto mehr Kraft müssen Sie ziehen, bis Sie die Bruchstelle der Schnur passieren. Bei diesem Experiment ist Ihre Beschleunigung jedes Mal ungefähr gleich, obwohl Sie aufgrund der zusätzlichen Masse jedes neuen Passagiers mit mehr Kraft ziehen müssen. Wie viele Passagiere können Sie ziehen, bevor die Schnur reißt?