Na konci 16. storočia vydal Sir Isaac Newton knihu „Principia Mathematica“, ktorá spájala svet matematiky a fyziky. Z ďalších dôležitých myšlienok opísal druhý zákon pohybu - táto sila sa rovná hromadnej dobe zrýchlenia alebo f = ma. Aj keď to na prvý pohľad vyzerá jednoducho, zákon má niekoľko dôležitých dôsledkov, vrátane toho, ako sa objekty pohybujú na Zemi a vo vesmíre. Základné zákony, ako je tento, umožnili vedcom presne skúmať prírodu a inžinierom vyrábať stroje, ktoré fungujú.
TL; DR (príliš dlhý; Nečítali)
Sila sa rovná hmotnosti krát zrýchlenie alebo f = ma.
Význam sily
Sila je fyzická veličina, s ktorou sa stretávate v každodennom živote. Vyžaduje si to otvorenie dverí, zdvihnutie dieťaťa alebo prasknutie vajíčka. Je to ťah alebo tlak vyvíjaný jedným predmetom na druhý; predmetmi môže byť čokoľvek od protónov a elektrónov až po planéty a galaxie. Ťahanie alebo tlačenie môže pochádzať z priameho kontaktu alebo v prípade gravitácie, elektriny a magnetizmu z diaľky. Vedci merajú silu v jednotkách nazývaných newton, kde jeden newton je sila potrebná na urýchlenie 1-kilogramovej hmotnosti jeden meter za sekundu na druhú.
Význam zrýchlenia
Keď sa hokejový puk kĺže po ľade, robí to pomerne konštantnou rýchlosťou, kým nenarazí na bránu alebo na hokejku hráča. Aj keď sa pohybuje, neurýchľuje. Zrýchlenie vychádza iba zo zmeny rýchlosti. Keď objekt získa rýchlosť, jeho zrýchlenie je pozitívne; pri strate rýchlosti je akcelerácia negatívna. Meriate rýchlosť v jednotkách vzdialenosti vydelených časom, napríklad míle za hodinu alebo metre za sekundu. Zrýchlenie je zmena rýchlosti vydelená časom, ktorý zmena trvá, takže ide o metre za sekundu za sekundu alebo metre za sekundu na druhú.
Význam omše
Hmotnosť objektu je mierou množstva hmoty, ktorú obsahuje. Gumová guľa má menšiu hmotnosť ako olovená guľa rovnakej veľkosti, pretože má v sebe menej hmoty, menej atómov a menej protónov, neutrónov a elektrónov, ktoré atómy tvoria. Omša odoláva aj úsiliu tlačiť alebo ťahať; pingpongová loptička sa ľahko zdvihne a hodí; smetiarske auto nie je. Nákladné auto je mnohonásobne masívnejšie ako pingpongová loptička. Štandardná jednotka hmotnosti je kilogram, približne 2,2 libry.
Skaláre a vektory
Omša je jednoduchý druh kvantity. Môžete mať veľké masy, malé masy a medzi masami. To je asi tak všetko. Vedci nazývajú jednoduché veličiny skalármi, pretože to opíše jedno číslo. Sila a zrýchlenie sú však komplikovanejšie. Majú veľkosť aj smer. Napríklad televízny predpovedač počasia hovorí o vetre prichádzajúcom zo západu rýchlosťou 20 míľ za hodinu. Toto je vektor rýchlosti (rýchlosti) vetra. Ak chcete úplne opísať silu alebo zrýchlenie, potrebujete veľkosť a smer. Napríklad v zasneženom dni vytiahnete detské sane smerom dopredu silou 50 newtonov a rovnakým smerom akceleruje rýchlosťou 0,5 metra za sekundu na druhú.
Význam sily, hmotnosti a zrýchlenia
Druhý Newtonov pohybový zákon sa zdá byť dosť jednoduchý: Zatlačte na objekt s určitou hmotnosťou a zrýchli sa na základe množstva sily a hmotnosti. Malá sila s veľkou hmotou vedie k pomalému zrýchľovaniu a veľká sila s malou hmotnosťou k rýchlemu zrýchleniu. Čo sa stane, keď nebude sila? Sila nuly na ľubovoľnú hmotnosť dáva nulové zrýchlenie. Ak objekt stojí na mieste, zostáva nehybný; ak sa pohybuje, pokračuje v pohybe rovnakou rýchlosťou a smerom. Majte na pamäti, že môže byť zapojených niekoľko síl súčasne. Napríklad uviazate lano o balvan a celou silou ťaháte. Existuje sila a hmotnosť, ale balvan sa nehne, takže zrýchlenie je nulové. Sila trenia medzi balvanom a zemou zruší silu vášho ťahu. Na presun balvanu potrebujete oveľa väčšiu silu, napríklad od traktora.