아이작 뉴턴 경의 운동 제 2 법칙은 움직이는 물체가 가하는 힘은 다음과 같다고 말합니다. 그것의 질량 곱하기 그것이 밀리는 방향으로의 가속도, 공식 F = ma. 힘은 질량과 가속도에 비례하기 때문에 질량이나 가속도를 두 배로 늘리고 다른 상수는 그대로두면 충격력이 두 배가됩니다. 일정한 무게의 물체가 더 큰 가속을받을 때 충격의 힘이 증가합니다. 이 원리를 보여주는 여러 가지 실험을 탐색 할 수 있습니다.
바위와 뭉친 종이를 모으십시오. 중력의 가속도가 일정하기 때문에 모든 물체는 질량에 관계없이 같은 속도로 떨어집니다. 두 아이템을 동시에 떨어 뜨리고 같은 속도로 떨어지는 것을 지켜 보면서이 법칙을 시험해보세요. 이제 가루 설탕 또는 밀가루로 채워진 그릇을 바위 아래에 놓고 고정 된 높이에서 가루에 떨어 뜨립니다. 그릇을 옆으로 눕히고 가루를 방해하지 않도록주의하십시오. 같은 높이의 종이 공을 같은 양의 같은 가루가 담긴 그릇에 떨어 뜨립니다. 각 충격에 의해 생성 된 분말의 크레이터를 비교합니다. 가속도가 일정했기 때문에 바위로 만든 분화구와 분화구의 크기 차이가 종이에 의해 만들어진 것은 질량의 증가가 직접적으로 충격의 힘을 증가 시킨다는 것을 보여줍니다. 밀가루.
작은 구멍을 소프트볼에 연결하고 다른 구멍을 도어 프레임의 상인방에 연결합니다. 작은 구멍을 통해 묶인 끈으로 문틀에서 소프트볼을 걸어 바닥에서 몇 센티미터 위에 매달립니다. 소프트볼의 휴식 위치 바로 아래에 지점을 표시하십시오. 매달린 소프트볼을 움직여 표시된 지점에 다른 소프트볼을 놓습니다. 매달린 소프트볼을 뒤로 당겨지면에서 3 피트 떨어진 위치에 놓았다가 놓아 바닥에있는 소프트볼에 부딪 히게합니다. 바닥에있는 소프트볼이 이동하는 거리를 측정합니다. 바닥에있는 소프트볼 대신 플라스틱 와이 플 볼로 대체하여 실험을 반복하고 충격 후 얼마나 멀리 구르는 지 측정합니다. 이 실험은 힘이 일정하게 유지 될 때 질량이 적은 물체에서 가속도가 더 크다는 것을 보여줍니다.
얇은 합판과 벽돌 조각을 사용하여 높이 18 인치, 길이 약 24 인치의 간단한 경사로를 만듭니다. 경사로 꼭대기에 장난감 자동차를 놓습니다. 그것을 놓고 얼마나 멀리 굴러 가는지 측정하십시오. 두 개의 금속 와셔를 자동차에 테이프로 붙이고 경사로에서 풀고 얼마나 멀리 굴러 가는지 측정합니다. 자동차 상단에 다섯 개의 와셔를 붙여 실험을 반복합니다. 이 실험은 중력의 일정한 가속에 따라 질량이 증가함에 따라 자동차를 바닥을 따라 밀고있는 힘이 증가하여 무거운 자동차가 더 멀리 이동한다는 것을 보여줍니다.
어린이 마차, 가벼운 면실 또는 실, 2 ~ 3 명의 작은 자원 봉사자를 구하십시오. 마차 손잡이 주위에 끈을 묶고 손잡이에 2 ~ 3 피트의 끈을 매달아 당길 수 있습니다. 빈 마차로 시작하십시오. 보도와 같은 평평하고 평평한지면에서 서서 출발 할 때 편안한 보행 속도에 도달 할 때까지 줄을 당깁니다. 마차를 당기는 데 걸리는 노력에 유의하십시오. 다음으로, 자원 봉사자 중 한 명을 마차에 앉히고 걷는 속도에 도달 할 때까지 다시 한 번 줄을 당깁니다. 마차를 당기는 데 필요한 노력에 유의하십시오. 줄은 끊어지기 전에 약간의 힘만받을 수 있습니다. 마차에 라이더가 많을수록 줄의 파 단점을 통과 할 때까지 마차를 당기는 데 더 많은 힘이 필요합니다. 이 실험을 통해 가속도는 매번 거의 동일하지만, 새로운 탑승자의 추가 질량으로 인해 더 많은 힘을 가해 야합니다. 줄이 끊어지기 전에 몇 명의 승객을 끌 수 있습니까?
