1600-ųjų pabaigoje seras Isaacas Newtonas išleido knygą „Principia Mathematica“, sujungusią matematikos ir fizikos pasaulius. Be kitų svarbių idėjų, jis apibūdino antrąjį judėjimo dėsnį - ta jėga lygi masės ir pagreičio arba f = ma. Nors iš pirmo žvilgsnio atrodo paprasta, įstatymas turi keletą svarbių pasekmių, įskaitant tai, kaip objektai juda Žemėje ir kosmose. Pagrindiniai įstatymai, tokie kaip šis, leido mokslininkams tiksliai ištirti gamtą, o inžinieriai - kurti veikiančias mašinas.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Jėga lygi masės ir pagreičio kartai arba f = ma.
Jėgos reikšmė
Jėga yra fizinis dydis, su kuriuo susiduriate kasdieniame gyvenime. Norint atidaryti duris, pakelti vaiką ar nulaužti kiaušinį reikia jėgos. Tai yra traukimas ar stūmimas, kurį vienas objektas daro kitam; objektai gali būti bet kokie: nuo protonų ir elektronų iki pat planetų ir galaktikų. Traukimas ar stūmimas gali atsirasti dėl tiesioginio kontakto, o gravitacijos, elektros ir magnetizmo atveju - iš toli. Mokslininkai matuoja jėgą vienetais, vadinamais niutonais, kur vienas niutonas yra jėga, reikalinga pagreitinti 1 kilogramo masę vieno metro per sekundę kvadratu.
Pagreičio reikšmė
Kai ledo ritulio ritulys slenka per ledą, jis tai daro gana pastoviu greičiu, kol pataiko į vartus ar žaidėjo lazdą. Nors juda, bet neįsibėgėja. Pagreitis atsiranda tik pasikeitus greičiui. Kai objektas įgauna greitį, jo pagreitis yra teigiamas; kai prarandamas greitis, pagreitis yra neigiamas. Greitį matuojate atstumo vienetais, padalintais iš laiko, pvz., Myliomis per valandą arba metrais per sekundę. Pagreitis yra greičio pokytis, padalytas iš greičio keitimo laiko, taigi jis yra metrai per sekundę per sekundę arba metrai per sekundę kvadratu.
Mišių reikšmė
Objekto masė yra matas, kiek jame yra materijos. Guminio rutulio masė yra mažesnė nei tokio paties dydžio švino rutulio, nes jame yra mažiau medžiagos, mažiau atomų ir mažiau protonų, neutronų ir elektronų, kurie sudaro atomus. Mišios taip pat priešinasi pastangoms jas stumti ar traukti; stalo teniso kamuoliuką lengva pasiimti ir išmesti; šiukšliavežis nėra. Sunkvežimis yra daugybę tūkstančių kartų masyvesnis už stalo teniso kamuoliuką. Standartinis masės vienetas yra kilogramas, apie 2,2 svaro.
Skaliarai ir vektoriai
Mišios yra paprastos rūšies dydis. Jūs galite turėti dideles, mažas ir tarp jų. Viskas apie tai. Mokslininkai paprastus dydžius vadina skalarais, nes tai apibūdins vienas skaičius. Tačiau jėga ir pagreitis yra sudėtingesni. Jie turi ir dydį, ir kryptį. Pavyzdžiui, televizijos sinoptikas kalba apie vėją, ateinantį iš vakarų 20 mylių per valandą greičiu. Tai vėjo greičio (greičio) vektorius. Norint visiškai apibūdinti jėgą ar pagreitį, reikia ir kiekio, ir krypties. Pavyzdžiui, snieguotą dieną vaiko roges traukiate į priekį 50 niutonų jėga, o ta pačia kryptimi ji įsibėgėja 0,5 metro per sekundę kvadratu.
Jėgos, masės ir pagreičio reikšmė
Antrasis Niutono judėjimo dėsnis atrodo pakankamai paprastas: stumkite tam tikros masės objektą, ir jis pagreitėja, atsižvelgiant į jėgos ir masės kiekį. Maža jėga su didele mase sukelia lėtą pagreitį, o didelė jėga su maža mase suteikia greitą pagreitį. Kas atsitinka, kai nėra jėgos? Nulio jėga bet kuriai masei suteikia nulinį pagreitį. Jei objektas stovi vietoje, jis lieka nejudantis; jei jis juda, jis ir toliau juda tuo pačiu greičiu ir kryptimi. Turėkite omenyje, kad vienu metu gali dalyvauti kelios jėgos. Pavyzdžiui, aplink riedulį rišate virvę ir traukiate iš visų jėgų. Yra jėga ir masė, tačiau riedulys nenusileidžia, todėl pagreitis yra lygus nuliui. Trinties jėga tarp riedulio ir žemės panaikina jūsų traukos jėgą. Norint perkelti riedulį, jums reikia daug didesnės jėgos, pavyzdžiui, iš traktoriaus.