La sfârșitul anilor 1600, Sir Isaac Newton a publicat „Principia Mathematica”, o carte care conecta lumea matematicii și fizicii. Printre alte idei importante, el a descris a doua lege a mișcării - că forța este egală cu masa ori accelerarea sau f = ma. Deși pare simplă la prima vedere, legea are câteva implicații importante, inclusiv modul în care obiectele se mișcă pe Pământ și în spațiu. Astfel de legi fundamentale au permis oamenilor de știință să investigheze natura cu exactitate și inginerilor să construiască mașini care funcționează.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Forța este egală cu masa ori accelerația sau f = ma.
Înțelesul forței
Forța este o cantitate fizică cu care te confrunți în viața de zi cu zi. Este nevoie de forță pentru a deschide o ușă, a ridica un copil sau a sparge un ou. Este o atracție sau împingere exercitată de un obiect asupra altui; obiectele pot fi orice, de la protoni și electroni până la planete și galaxii. Tragerea sau împingerea pot proveni din contact direct sau, în cazul gravitației, electricității și magnetismului, de la distanță. Oamenii de știință măsoară forța în unități numite newtoni, unde un newton este forța necesară pentru a accelera o masă de 1 kilogram cu un metru pe secundă pătrat.
Înțeles Acceleration
Când un disc de hochei alunecă pe gheață, o face cu o viteză destul de constantă până când lovește poarta sau bățul unui jucător. Deși se mișcă, nu accelerează. Accelerarea vine doar de la o schimbare de viteză. Când un obiect câștigă viteză, accelerația sa este pozitivă; când viteza se pierde, accelerația este negativă. Măsurați viteza în unități de distanță împărțite la timp, cum ar fi mile pe oră sau metri pe secundă. Accelerarea este schimbarea vitezei împărțită la timpul necesar vitezei pentru a se modifica, deci este de metri pe secundă pe secundă sau metri pe secundă pătrat.
Înțelesul lui Mass
Masa unui obiect este o măsură a cantității de materie pe care o conține. O minge de cauciuc are mai puțină masă decât o minge de plumb de aceeași dimensiune, deoarece are mai puțină materie în ea, mai puțini atomi și mai puțini protoni, neutroni și electroni care alcătuiesc atomii. Masa rezistă, de asemenea, efortului de a-l împinge sau trage; o minge de ping-pong este ușor de ridicat și aruncat; un camion de gunoi nu este. Camionul este mai masiv decât mingea de ping-pong de multe mii de ori. Unitatea standard pentru masă este kilogramul, aproximativ 2,2 lire sterline.
Scalari și vectori
Masa este un tip simplu de cantitate. Puteți avea mase mari, mase mici și mase între ele. Cam atât. Oamenii de știință numesc cantități simple scalari, deoarece un număr îl va descrie. Cu toate acestea, forța și accelerația sunt mai complicate. Au atât o dimensiune, cât și o direcție. Un prognostic meteo TV, de exemplu, vorbește despre un vânt care vine dinspre vest cu 20 de mile pe oră. Acesta este vectorul viteză (viteză) al vântului. Pentru a descrie pe deplin o forță sau o accelerație, aveți nevoie atât de cantitate, cât și de direcție. De exemplu, într-o zi cu zăpadă, trageți sania unui copil în direcția înainte cu o forță de 50 de newtoni și accelerează în aceeași direcție la 0,5 metri pe secundă pătrat.
Înțelesul forței, masei și accelerației
A doua lege a mișcării lui Newton pare suficient de simplă: împingeți un obiect cu o anumită masă și accelerează pe baza cantității de forță și masă. O forță mică cu o masă mare are ca rezultat o accelerație lentă, iar o forță mare cu o masă mică oferă o accelerație rapidă. Ce se întâmplă atunci când nu există forță? O forță zero pe orice masă dă accelerare zero. Dacă obiectul stă pe loc, acesta rămâne nemișcat; dacă se mișcă, continuă să se deplaseze cu aceeași viteză și direcție. Rețineți că mai multe forțe pot fi implicate în același timp. De exemplu, legați o frânghie în jurul unui bolovan și trageți cu toată puterea. Există forță și masă, dar bolovanul nu se mișcă, deci accelerația este zero. Forța de frecare dintre bolovan și sol anulează forța de tragere. Aveți nevoie de o forță mult mai mare, cum ar fi de la un tractor, pentru a muta bolovanul.
