Sir Isaac Newtons andra rörelselag säger att den kraft som utövas av ett rörligt objekt är lika med dess massa gånger dess acceleration i den riktning från vilken den trycks, anges som formeln F = ma. Eftersom kraften är proportionell mot massa och acceleration, fördubblas antingen massan eller accelerationen medan den andra konstanten lämnas, dubbelt så kraften av kollisionen; slagkraften ökar när ett objekt med konstant vikt utsätts för större acceleration. Du kan utforska flera olika experiment som visar denna princip.
Samla en sten och en vadad bit papper. Eftersom tyngdkraftens acceleration är konstant faller alla föremål i samma takt oavsett deras massa. Testa denna lag genom att släppa båda föremålen samtidigt och se dem falla i samma hastighet. Placera nu en skål fylld med pulveriserat socker eller mjöl under berget och släpp den från en fast höjd i pulvret. Ställ skålen åt sidan och var försiktig så att du inte stör pulvret i den. Släpp pappersbollen från samma höjd i en skål med samma mängd av samma pulver. Jämför kratrarna i pulvret som skapas av varje slag. Eftersom accelerationen var konstant var skillnaden i storlek mellan kratern som berget gjorde och den gjord av papperet illustrerar att en ökning av massan direkt ökar kraften av stöten in i mjöl.
Skruva in en ögla i en softball och en annan i överdelen på en dörrkarm. Häng softballen från dörrkarmen med en snöre bunden genom öglorna så att den hänger några centimeter över golvet. Markera platsen direkt under softballens viloläge. Flytta den hängande softballen och placera en annan softball på den markerade platsen. Dra den hängande softballen så att den är tre meter från marken och släpp den så att den svänger och träffar softballen på golvet. Mät avståndet softball på golvet kör. Upprepa experimentet, ersätt softballen på golvet med en Wiffle-plast i plast och mät hur långt den rullar efter stöten. Detta experiment illustrerar att när kraft hålls konstant är accelerationen större i objekt med mindre massa.
Konstruera en enkel ramp 18 tum hög och ca 24 tum lång med en bit tunn plywood och tegelstenar. Placera en leksaksbil längst upp på rampen. Släpp den och mät hur långt den rullar. Tejpa två metallbrickor på bilen, släpp den från rampen och mät hur långt den rullar. Upprepa experimentet med fem brickor tejpade på toppen av bilen. Detta experiment visar att när massan ökar med tyngdkraftens konstanta acceleration ökar kraften som skjuter bilen längs golvet, vilket får tyngre bilar att resa längre.
Skaffa ett barnvagn, lite lätt bomullssnöre eller tråd och två eller tre små volontärer. Bind strängen runt vagnhandtaget och låt 2 eller 3 fot sträng hänga av handtaget för att dra med. Börja med en tom vagn. På plan, plan mark som en trottoar, och från en stående start, dra i snöret tills du når en bekväm gånghastighet. Lägg märke till ansträngningen som krävs för att dra vagnen. Låt sedan en av dina volontärer sitta i vagnen och dra igen i snöret tills du når gånghastighet. Notera den ansträngning som krävs för att dra vagnen. Strängen kan bara ta en liten mängd kraft innan den går sönder; ju fler ryttare i din vagn, desto mer kraft behöver du för att dra den tills du passerar strängens brytpunkt. Med detta experiment är din acceleration ungefär densamma varje gång, men du måste dra med mer kraft på grund av den extra massan hos varje ny passagerare. Hur många passagerare kan du dra innan strängen går sönder?
