アイザックニュートン卿の第2運動法則は、動く物体によって加えられる力は その質量に、それが押される方向の加速度を掛けたもので、式F = maとして表されます。 力は質量と加速度に比例するため、質量または加速度のいずれかを2倍にし、もう一方を一定のままにすると、衝突力が2倍になります。 一定の重量の物体がより大きな加速度を受けると、衝突力が増加します。 この原理を実証するいくつかの異なる実験を探索できます。
岩と詰め物をした紙を集めてください。 重力の加速度は一定であるため、すべてのオブジェクトは、質量に関係なく同じ速度で落下します。 両方のアイテムを同時にドロップし、同じ速度で落下するのを見て、この法則をテストします。 次に、粉砂糖または小麦粉を入れたボウルを岩の下に置き、固定された高さから粉末に落とします。 ボウルの中にある粉を乱さないように注意しながら、ボウルを横に置きます。 同じ高さの紙のボールを同じ量の同じ粉末の入ったボウルに落とします。 各衝撃によって作成された粉末のクレーターを比較します。 加速度が一定だったので、岩でできたクレーターとクレーターの大きさの違い 紙によって作られたは、質量の増加が直接への衝撃の力を増加させることを示しています 小麦粉。
アイレットをソフトボールにねじ込み、別のアイレットをドアフレームのまぐさにねじ込みます。 ソフトボールをドアフレームからアイレットに通して結んだ紐で吊るし、床から数センチ上に吊るします。 ソフトボールの静止位置の真下にスポットをマークします。 ぶら下がっているソフトボールを動かし、マークされた場所に別のソフトボールを置きます。 ぶら下がっているソフトボールを地面から3フィートになるように引き戻し、放して、スイングして床のソフトボールにぶつかるようにします。 床のソフトボールが移動する距離を測定します。 床のソフトボールの代わりにプラスチックのウィッフルボールを使用して実験を繰り返し、衝撃後の転がり具合を測定します。 この実験は、力が一定に保たれている場合、質量が小さいオブジェクトほど加速度が大きくなることを示しています。
薄い合板とレンガを使用して、高さ18インチ、長さ約24インチの単純な傾斜路を作成します。 ランプの上部におもちゃの車を置きます。 それを放し、それがどれだけ回転するかを測定します。 2つの金属ワッシャーを車にテープで固定し、ランプから外して、回転する距離を測定します。 車の上部にテープで固定された5つのワッシャーで実験を繰り返します。 この実験は、重力の一定の加速度で質量が増加すると、床に沿って車を押す力が増加し、重い車がさらに遠くまで移動することを示しています。
子供のワゴン、軽い綿のひもまたは糸、そして2、3人の小さなボランティアを手に入れましょう。 ワゴンハンドルの周りにひもを結び、2〜3フィートのひもをハンドルからぶら下げて引っ張ります。 空のワゴンから始めます。 歩道などの平らで平らな地面で、スタンディングスタートから、快適な歩行速度に達するまで弦を引っ張ります。 ワゴンを引くのにかかる労力に注意してください。 次に、ボランティアの1人をワゴンに座らせ、歩行速度に達するまでもう一度ひもを引っ張ります。 ワゴンを引くのに必要な努力に注意してください。 弦が折れる前にかかる力はごくわずかです。 ワゴンに乗るライダーが多いほど、弦の破断点を通過するまで、ワゴンを引っ張るのに必要な力が大きくなります。 この実験では、新しい乗客の質量が増えるため、より大きな力で引っ張る必要がありますが、加速度は毎回ほぼ同じです。 ひもが折れる前に何人の乗客を引っ張ることができますか？