ニュートンを使用してメートル/秒を計算する方法

ニュートンは、物理学における力の標準単位です。 ニュートンの第2法則は、質量を一定の範囲で加速するために必要な力は、次の2つの量の積によって与えられると述べています。

F = ma

質量の単位はキログラム(kg)ですが、加速度の単位はメートル/秒の2乗、つまりm / sです。2.

一部の物理問題では、力の大きさ、つまりその力が作用したオブジェクトの質量が与えられる場合があります。 作用、および力が物体に作用し始めてから経過した秒単位の時間。これは静止していると推定されます。 最初は。 このような問題を解決するには、数理物理学の基本的な運動方程式、具体的には次のような運動方程式にアクセスする必要があります。

v = v_0 + at

ここで、vは時間tでの速度です。

たとえば、100Nの力が5kgのおもちゃの車に3秒間作用したとします。 摩擦がないと仮定すると、この時点で車はどのくらいの速さで動いていますか?

ステップ1:加速を解く

F = ma、F = 100 N、m = 5 kgであることがわかっているので、

100 = 5a \ implies a = 20 \ text {m / s} ^ 2

ステップ2:速度を解く

計算したばかりの加速度を、上記の運動方程式に初速度vで代入します。0 ゼロに等しい:

v = v_0 + at = 0 + 20 \ times 3 = 60 \ text {m / s}

ステップ3(オプション):マイル/時に変換

メートル/秒をマイル/時に変換するのは興味深いかもしれません。後者は米国ではより日常的で直感的な単位だからです。 1マイル= 1,609.34mおよび1時間= 3,600 sであるため、m / sをマイル/ hrに変換するには、2.237に等しい3600 /1,609.34を掛ける必要があります。

したがって、この問題の場合、60 m/s×2.237=134.2マイル/時になります。

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