La seconda legge del moto di Sir Isaac Newton afferma che la forza esercitata da un oggetto in movimento è uguale a la sua massa moltiplica la sua accelerazione nella direzione da cui è spinta, indicata come la formula F=ma. Poiché la forza è proporzionale alla massa e all'accelerazione, raddoppiare la massa o l'accelerazione lasciando l'altra costante raddoppierà la forza d'impatto; la forza d'urto aumenta quando un oggetto di peso costante è soggetto a maggiore accelerazione. Puoi esplorare diversi esperimenti che dimostrano questo principio.
Raccogli una pietra e un pezzo di carta appallottolato. Poiché l'accelerazione della gravità è costante, tutti gli oggetti cadono alla stessa velocità indipendentemente dalla loro massa. Metti alla prova questa legge facendo cadere entrambi gli oggetti contemporaneamente e osservandoli cadere alla stessa velocità. Ora posiziona una ciotola piena di zucchero a velo o farina sotto la roccia e lasciala cadere da un'altezza fissa nella polvere. Metti la ciotola da parte, facendo attenzione a non disturbare la polvere al suo interno. Fai cadere la palla di carta dalla stessa altezza in una ciotola con la stessa quantità della stessa polvere. Confronta i crateri nella polvere creati da ogni impatto. Poiché l'accelerazione era costante, la differenza di dimensioni tra il cratere formato dalla roccia e quello fatto dalla carta illustra che un aumento di massa aumenta direttamente la forza dell'impatto nel Farina.
Avvitare un occhiello in una palla da softball e un altro nell'architrave del telaio di una porta. Appendi la palla al telaio della porta con un pezzo di spago legato attraverso gli occhielli in modo che penda a pochi centimetri dal pavimento. Segna il punto direttamente sotto la posizione di riposo della palla da softball. Spostare la softball sospesa e posizionare un'altra softball nel punto contrassegnato. Tirare indietro la softball sospesa in modo che sia a un metro da terra e rilasciarla in modo che oscilli e colpisca la softball sul pavimento. Misura la distanza percorsa dalla palla da softball sul pavimento. Ripeti l'esperimento, sostituendo una palla Wiffle di plastica per la palla da softball sul pavimento e misura quanto rotola dopo l'impatto. Questo esperimento illustra che quando la forza è mantenuta costante, l'accelerazione è maggiore negli oggetti con massa minore.
Costruisci una semplice rampa alta 18 pollici e lunga circa 24 pollici usando un pezzo di compensato sottile e mattoni. Metti una macchinina in cima alla rampa. Rilascialo e misura fino a che punto rotola. Attacca due rondelle di metallo all'auto, rilasciala dalla rampa e misura quanto rotola. Ripeti l'esperimento con cinque rondelle fissate alla parte superiore dell'auto. Questo esperimento mostra che quando la massa aumenta con l'accelerazione costante della gravità, la forza che spinge l'auto lungo il pavimento aumenta, facendo viaggiare più lontano le auto più pesanti.
Procurati un carro per bambini, dello spago o filo di cotone leggero e due o tre piccoli volontari. Lega la corda attorno alla maniglia del carro e lascia 2 o 3 piedi di corda appesa alla maniglia con cui tirare. Inizia con un carro vuoto. Su un terreno piano e livellato come un marciapiede e partendo da fermo, tira la corda fino a raggiungere una velocità di camminata confortevole. Nota lo sforzo necessario per trainare il carro. Quindi, chiedi a uno dei tuoi volontari di sedersi nel carro e ancora una volta tirare la corda fino a raggiungere la velocità di camminata. Notare lo sforzo necessario per trainare il carro. La corda può richiedere solo una piccola quantità di forza prima di rompersi; più cavalieri nel tuo carro, più forza devi tirarlo, finché non superi il punto di rottura della corda. Con questo esperimento, la tua accelerazione è circa la stessa ogni volta, anche se devi tirare con più forza a causa della massa aggiuntiva di ogni nuovo passeggero. Quanti passeggeri riesci a trascinare prima che la corda si spezzi?
