La deuxième loi du mouvement de Sir Isaac Newton stipule que la force exercée par un objet en mouvement est égale à sa masse multipliée par son accélération dans la direction d'où elle est poussée, exprimée par la formule F=ma. Parce que la force est proportionnelle à la masse et à l'accélération, doubler la masse ou l'accélération tout en laissant l'autre constante doublera la force d'impact; la force d'impact augmente lorsqu'un objet de poids constant est soumis à une plus grande accélération. Vous pouvez explorer plusieurs expériences différentes qui démontrent ce principe.
Récupérez une pierre et un morceau de papier ouaté. Parce que l'accélération de la gravité est constante, tous les objets tombent à la même vitesse quelle que soit leur masse. Testez cette loi en faisant tomber les deux objets simultanément et en les regardant tomber à la même vitesse. Placez maintenant un bol rempli de sucre en poudre ou de farine sous la roche et déposez-le d'une hauteur fixe dans la poudre. Mettez le bol sur le côté, en faisant attention de ne pas déranger la poudre qu'il contient. Déposez la boule de papier de la même hauteur dans un bol avec la même quantité de la même poudre. Comparez les cratères dans la poudre créés par chaque impact. Parce que l'accélération était constante, la différence de taille entre le cratère fait par la roche et celui faite par l'article illustre qu'une augmentation de la masse augmente directement la force de l'impact dans le farine.
Vissez un œillet dans une balle molle et un autre dans le linteau d'un cadre de porte. Accrochez la balle molle au cadre de la porte par un morceau de ficelle attachée à travers les œillets de sorte qu'elle pende à quelques centimètres du sol. Marquez l'endroit directement sous la position de repos du softball. Déplacez la balle molle suspendue et placez une autre balle molle à l'endroit marqué. Tirez la balle molle suspendue vers l'arrière pour qu'elle se trouve à trois pieds du sol et relâchez-la pour qu'elle se balance et frappe la balle molle sur le sol. Mesurez la distance parcourue par la balle molle au sol. Répétez l'expérience en substituant une balle en plastique Wiffle à la balle molle sur le sol et mesurez la distance qu'elle roule après l'impact. Cette expérience montre que lorsque la force est maintenue constante, l'accélération est plus importante dans les objets de masse inférieure.
Construisez une rampe simple de 18 pouces de haut et d'environ 24 pouces de long à l'aide d'un morceau de contreplaqué mince et de briques. Placez une petite voiture en haut de la rampe. Relâchez-le et mesurez jusqu'où il roule. Collez deux rondelles métalliques sur la voiture, dégagez-la de la rampe et mesurez la distance à laquelle elle roule. Répétez l'expérience avec cinq rondelles collées sur le dessus de la voiture. Cette expérience montre que lorsque la masse augmente avec l'accélération constante de la gravité, la force poussant la voiture le long du sol augmente, ce qui fait que les voitures plus lourdes se déplacent plus loin.
Procurez-vous un chariot pour enfant, de la ficelle ou du fil de coton léger et deux ou trois petits volontaires. Attachez la ficelle autour de la poignée du chariot et laissez 2 ou 3 pieds de ficelle pendre de la poignée pour tirer. Commencez avec un wagon vide. Sur un sol plat et plat comme un trottoir, et à partir d'un départ arrêté, tirez sur la corde jusqu'à ce que vous atteigniez une vitesse de marche confortable. Notez l'effort qu'il faut pour tirer le wagon. Ensuite, demandez à l'un de vos bénévoles de s'asseoir dans le chariot et tirez à nouveau sur la ficelle jusqu'à ce que vous atteigniez la vitesse de marche. Notez l'effort nécessaire pour tirer le wagon. La corde ne peut supporter qu'une petite force avant de se rompre; plus il y a de cavaliers dans votre wagon, plus vous avez besoin de force pour le tirer, jusqu'à ce que vous dépassiez le point de rupture de la corde. Avec cette expérience, votre accélération est à peu près la même à chaque fois, bien que vous deviez tirer avec plus de force en raison de la masse supplémentaire de chaque nouveau passager. Combien de passagers pouvez-vous tirer avant que la corde ne casse ?