Qual é a relação entre massa de força e aceleração?

No final dos anos 1600, Sir Isaac Newton publicou "Principia Mathematica", um livro que conectava os mundos da matemática e da física. Entre outras idéias importantes, ele descreveu a segunda lei do movimento - que a força é igual à massa vezes a aceleração ou f = ma. Embora pareça simples à primeira vista, a lei tem várias implicações importantes, incluindo como os objetos se movem na Terra e no espaço. Leis fundamentais como essa permitiram que cientistas investigassem a natureza com precisão e engenheiros construíssem máquinas que funcionassem.

TL; DR (muito longo; Não li)

Força é igual a massa vezes aceleração ou f = ma.

Força é uma quantidade física com a qual você lida na vida cotidiana. É preciso força para abrir uma porta, levantar uma criança ou quebrar um ovo. É um puxão ou empurrão exercido por um objeto sobre outro; os objetos podem ser desde prótons e elétrons até planetas e galáxias. O puxão ou empurrão pode vir do contato direto ou, no caso da gravidade, da eletricidade e do magnetismo, à distância. Os cientistas medem a força em unidades chamadas newtons, onde um newton é a força necessária para acelerar uma massa de 1 quilograma um metro por segundo ao quadrado.

Quando um disco de hóquei desliza pelo gelo, ele o faz a uma velocidade razoavelmente constante até atingir o gol ou o taco de um jogador. Embora esteja se movendo, não está acelerando. A aceleração vem apenas de uma mudança na velocidade. Quando um objeto ganha velocidade, sua aceleração é positiva; quando a velocidade é perdida, a aceleração é negativa. Você mede a velocidade em unidades de distância divididas pelo tempo, como milhas por hora ou metros por segundo. Aceleração é a mudança na velocidade dividida pelo tempo que a velocidade leva para mudar, então é metros por segundo por segundo ou metros por segundo ao quadrado.

A massa de um objeto é uma medida de quanta matéria ele contém. Uma bola de borracha tem menos massa do que uma bola de chumbo do mesmo tamanho porque tem menos matéria, menos átomos e menos prótons, nêutrons e elétrons que constituem os átomos. A massa também resiste ao esforço de empurrar ou puxar; uma bola de pingue-pongue é fácil de pegar e jogar; um caminhão de lixo, não. O caminhão é mais massivo do que a bola de pingue-pongue em muitos milhares de vezes. A unidade padrão de massa é o quilograma, cerca de 2,2 libras.

A massa é um tipo simples de quantidade. Você pode ter grandes massas, pequenas massas e massas intermediárias. É sobre isso. Os cientistas chamam as quantidades simples de escalares porque um número irá descrevê-las. Força e aceleração, entretanto, são mais complicadas. Eles têm um tamanho e uma direção. Um meteorologista da TV, por exemplo, fala sobre um vento vindo do oeste a 20 milhas por hora. Este é o vetor de velocidade (velocidade) do vento. Para descrever completamente uma força ou aceleração, você precisa da quantidade e da direção. Por exemplo, em um dia de neve, você puxa o trenó de uma criança para a frente com uma força de 50 newtons e ele acelera na mesma direção a 0,5 metros por segundo ao quadrado.

A segunda lei do movimento de Newton parece bastante simples: empurre um objeto de uma certa massa e ele acelera com base na quantidade de força e massa. Uma pequena força com uma grande massa resulta em uma aceleração lenta, e uma grande força com uma pequena massa resulta em uma aceleração rápida. O que acontece quando não há força? Uma força de zero em qualquer massa dá aceleração zero. Se o objeto está parado, ele permanece parado; se estiver se movendo, continua a se mover na mesma velocidade e direção. Lembre-se de que várias forças podem estar envolvidas ao mesmo tempo. Por exemplo, você amarra uma corda em torno de uma pedra e puxa com todas as suas forças. Existem força e massa, mas a rocha não se move, então a aceleração é zero. A força de atrito entre a rocha e o solo anula a força de sua atração. Você precisa de uma força muito maior, como a de um trator, para mover a pedra.