A nettó erőt az objektumra ható összes erő összegeként határozzuk meg. Egy példa? Amikor futball-labdát rúgsz, a labda felszáll és mozog a levegőben. Ebben a pillanatban egy hálóerő hat a labdára. Amikor a labda visszatér a földre, és végül megáll, a hálóra hat a golyó is.
Newton második törvénye szerint "amikor egy háló erő hat egy tárgyra, akkor ennek a tárgynak fel kell gyorsulnia, vagyis a sebessége másodpercről másodpercre változik". Amikor először rúgja a futball-labdát, az felgyorsul, és amikor a futball-labda megáll, akkor is gyorsul.
Többféle erő hathat egy tárgyra, és ha ezeket az erőket összeadjuk, akkor az eredmény az, amit a tárgyra ható nettó erőnek nevezünk.
Ha a nettó erő nulla, akkor a tárgy nem gyorsul, ezért állandó sebességgel mozog. Ha a nettó erőt hozzáadjuk egy nulla értékhez, akkor az objektum gyorsul.
A természetben minden erõ ellenzik más erõket, például a súrlódást vagy a gravitációs erõket. Az erők csak akkor tudnak gyorsulást előidézni, ha azok meghaladják a teljes ellenkező erőt.
Ha egy erő kitol egy tárgyat, de súrlódással párosul, akkor a tárgy nem gyorsul fel. Hasonlóképpen, ha egy erő nyomja a gravitációt, de kisebb, mint egy tárgyra jellemző gravitációs erő, akkor nem gyorsul fel.
Például, ha egy tárgyra egy 15 Newton-os nyomást egy 10 Newton-os súrlódási erő ellentétes, akkor az objektum úgy gyorsul fel, mintha egy súrlódás nélküli 5-Newton nettó erő hatna rá.
Newton második törvénye
Newton első mozgási törvénye megjósolja azon tárgyak viselkedését, amelyekben az összes létező erő kiegyensúlyozott.
Az első törvény (amelyet néha a tehetetlenség törvényének hívnak) kimondja, hogy ha egy tárgyra ható erők kiegyensúlyozottak, akkor a tárgy gyorsulása 0 m / s / s lesz. Az egyensúlyban lévő tárgyak (az a helyzet, amelyben minden erő kiegyensúlyozódik) nem gyorsulnak fel.
Newton szerint egy tárgy csak akkor gyorsul fel, ha nettó vagy kiegyensúlyozatlan erő hat rá. Kiegyensúlyozatlan erő jelenléte felgyorsítja az objektumot, megváltoztatva annak sebességét, irányát, sebességét és irányát.
Newton második mozgási törvénye
Ez a törvény az olyan tárgyak viselkedésére vonatkozik, amelyeknél nem minden létező erő kiegyensúlyozott. A második törvény kimondja, hogy egy tárgy gyorsulása két változótól függ: az objektumra ható nettó erőt és az objektum tömegét.
Egy tárgy gyorsulása közvetlenül függ a tárgyra ható nettó erőtől, és fordítva a tárgy tömegétől. Ahogy egy tárgyra ható erő növekszik, a tárgy gyorsulása növekszik.
Ahogy egy tárgy tömege növekszik, a tárgy gyorsulása csökken. Newton második mozgási törvényét formálisan a következőképpen lehet megállapítani:
"A tárgy nettó erő által generált gyorsulása közvetlenül arányos a nettó erő nagyságával, ugyanabba az irányba, mint a nettó erő, és fordítva arányos a tárgy tömegével."
Ez a verbális állítás egyenlet formájában fejezhető ki az alábbiak szerint:
A = Fnet / m
A fenti egyenletet gyakran átrendezik egy ismertté vált formába, az alább látható módon. A nettó erőt a tömeg szorzata és a gyorsulás szorzatával kell megegyezni.
Fnet = m • a
A hangsúly mindig a nettó erőre vonatkozik. A gyorsulás közvetlenül arányos a nettó erővel. A nettó erő megegyezik a tömeg és a gyorsulás szorzatával.
A nettó erővel azonos irányú gyorsulás egy nettó erő által generált gyorsulás. A nettó erő kapcsolódik a gyorsuláshoz, a nettó erő az összes erő vektorösszege.
Ha az objektumra ható minden egyes erő ismert, akkor a nettó erő meghatározható.
A fenti egyenlet szerint az erőegység egyenlő tömegegységgel szorozva a gyorsulási egységgel.
Ha az erő, a tömeg és a gyorsulás szabványos metrikus mértékegységeit a fenti egyenlettel helyettesítjük, a következő mértékegységek egyenértékűségét írhatjuk le.
1 Newton = 1 kg • m / s2
A szabványos metrikus erőegység meghatározását a fenti egyenlet jelzi. Az egyik Newton az az erőmennyiség, amely 1 kg tömeg és 1 m / s / s gyorsulás eléréséhez szükséges.
Nagyság és egyenlet
Newton második törvénye szerint, amikor egy objektumot felgyorsítanak, akkor annak nettó erőnek kell lennie. Ezzel szemben, ha egy háló erő hat egy tárgyra, akkor az objektum felgyorsul.
Az objektumra ható nettó erő nagysága megegyezik a tárgy tömegével, szorozva a tárgy gyorsulásával, a következő képlet szerint:
A nettó erő az a maradék erő, amelyet egy tárgy bármilyen gyorsulása okoz, ha az összes ellenkező erőt megszüntették.
Az ellentétes erők csökkentik a gyorsulás hatását, csökkentve az objektumra ható gyorsulás nettó erejét.
Ha az objektumra ható nettó erő nulla, akkor a tárgy nem gyorsul, és olyan állapotban van, amelyet egyensúlynak hívunk.
Ha egy objektum egyensúlyban van, akkor két dolog lehet igaz: vagy az objektum egyáltalán nem mozog, vagy az objektum állandó sebességgel mozog. Az egyensúlyi képletet az alábbiakban mutatjuk be:
Példák
Vegyük egy hipotetikus helyzetet az űrben. Ön űrjárót csinál, és rögzít valamit az űrsiklón. Miközben a témán dolgozik egy csavarkulccsal, mérges lesz, és eldobja a csavarkulcsot, mi történik?
Amint a kulcs elhagyja a kezét, továbbra is ugyanolyan sebességgel mozog, mint amikor elengedte. Ez egy példa a nulla nettó erő helyzetre. A kulcs ugyanolyan sebességgel mozog, és az űrben nem fog gyorsulni.
Ha ugyanazt a kulcsot dobja a Földre, a kulcs a földre esik, és végül leáll. Miért állt le? Van egy háló erő, amely hat a gombra, lelassítja és leállítja.
Egy másik példában mondjuk, hogy jégpályán tartózkodik. Vegyünk egy jégkorongkorongot, és csúsztassuk át a jégen.
Végül a jégkorongkorong lelassul és leáll, még sima, csúszós jégen is. Ez egy másik példa a nem nulla nettó erővel fennálló helyzetre.
Irodalom
- A fizika tanterem,. (2016). Newton második törvénye. 2017.11.22., A physicsclassroom.com webhelyről: physicsclassroom.com.
- Cárdenas, R. (2014). Mi az a Net Force? - Meghatározás, nagyság és egyenletek. 2017.11.22., A http://study.com webhelyről: study.com.
- IAC Publishing, LLC. (2017). Mi az a nettó erő? 2017.11.22., A Reference.com webhelytől: reference.com.
- Net erő. (nd) Webster felülvizsgált rövidített szótára. (1913). Beolvasva 2017. február 11-én a thefreedictionary.com webhelyről.
- Pearson, A. (2008). Erő és mozgás 5. fejezet Erő és mozgás. 2017.11.22., A Pearson Education Inc. webhelyéről: physics.gsu.edu.