Наприкінці 1600-х років сер Ісаак Ньютон видав "Principia Mathematica" - книгу, яка з'єднала світи математики та фізики. Серед інших важливих ідей він описав другий закон руху - ця сила дорівнює масі, примноженій на прискорення або f = ma. Хоча на перший погляд це виглядає просто, закон має кілька важливих наслідків, зокрема те, як об’єкти рухаються на Землі та в космосі. Такі фундаментальні закони дозволили вченим точно досліджувати природу, а інженерам будувати працюючі машини.
TL; ДР (занадто довгий; Не читав)
Сила дорівнює масі, примноженій на прискорення, або f = ma.
Значення сили
Сила - це фізична величина, з якою ви маєте справу у повсякденному житті. Потрібна сила, щоб відкрити двері, підняти дитину або розбити яйце. Це тяга або поштовх, що здійснюються одним предметом на інший; об’єктами можуть бути що завгодно - від протонів та електронів аж до планет і галактик. Потяг або поштовх може відбуватися від прямого контакту або, у випадку гравітації, електрики та магнетизму, відстані. Вчені вимірюють силу в одиницях, що називаються ньютонами, де один ньютон - це сила, необхідна для прискорення 1-кілограмової маси, що становить один метр в секунду у квадраті.
Значення прискорення
Коли хокейна шайба ковзає по льоду, вона робить це з досить постійною швидкістю, поки не потрапить у ворота або палицю гравця. Хоча воно рухається, воно не прискорюється. Прискорення відбувається лише через зміну швидкості. Коли об’єкт набирає швидкість, його прискорення є додатним; при втраті швидкості прискорення від'ємне. Ви вимірюєте швидкість в одиницях відстані, поділених на час, наприклад, миль на годину або метрів на секунду. Прискорення - це зміна швидкості, поділена на час, необхідний для зміни швидкості, тому вона становить метри в секунду в секунду або метри в секунду в квадраті.
Значення меси
Маса предмета - це міра того, скільки речовини він містить. Гумова куля має меншу масу, ніж свинцева кулька такого ж розміру, оскільки в ній менше речовини, менше атомів і менше протонів, нейтронів та електронів, що складають атоми. Мас також протистоїть зусиллям, щоб його штовхнути або потягнути; м'яч для пінг-понгу легко взяти і кинути; сміттєвоз - ні. Вантажівка в тисячі разів масивніша за м'яч для пінг-понгу. Стандартною одиницею маси є кілограм, близько 2,2 фунта.
Скаляри та вектори
Маса - це простий вид величини. Ви можете мати великі маси, крихітні маси та між ними. Це все. Вчені називають прості величини скалярами, тому що одне число описує це. Однак сила та прискорення є більш складними. Вони мають як розмір, так і напрямок. Наприклад, телевізійний синоптик розповідає про вітер, що приходить із заходу зі швидкістю 20 миль на годину. Це вектор швидкості (швидкості) вітру. Щоб повністю описати силу чи прискорення, вам потрібна і величина, і напрямок. Наприклад, у сніжний день ви тягнете дитячі санки у прямому напрямку із силою 50 ньютонів, і вона прискорюється в тому ж напрямку зі швидкістю 0,5 метра в секунду в квадраті.
Значення сили, маси та прискорення
Другий закон руху Ньютона здається досить простим: натискання на об’єкт певної маси, і він прискорюється залежно від кількості сили та маси. Мала сила з великою масою призводить до повільного прискорення, а велика сила з малою масою дає швидке прискорення. Що відбувається, коли сили немає? Нульова сила на будь-яку масу дає нульове прискорення. Якщо предмет стоїть на місці, він залишається нерухомим; якщо воно рухається, воно продовжує рухатися з однаковою швидкістю та напрямком. Майте на увазі, що одночасно може бути задіяно кілька сил. Наприклад, ви зав'язуєте мотузку навколо валуна і тягнете з усіх сил. Є сила і маса, але валун не рухається, тому прискорення дорівнює нулю. Сила тертя між валуном і землею скасовує силу вашого потягу. Для переміщення валуна вам потрібна набагато більша сила, наприклад, від трактора.