Результуюча сила визначається як сума всіх сил , що діють на об'єкті. Приклад? Коли ви б'єте футбольний м'яч, м'яч вилітає і рухається по повітрю. У цей момент на м'яч діє чиста сила. Коли кулька починає повертатися на землю і, нарешті, зупиняється, на м'яч діє і чиста сила.
Другий закон Ньютона говорить, що "коли чиста сила діє на об'єкт, то цей об'єкт повинен прискорюватися, тобто його швидкість змінюється з секунди на секунду". Коли ви вперше натискаєте футбольний м'яч, він прискорюється, а коли футбольний м'яч починає гальмувати до упору, він також прискорюється.
На об’єкт може діяти кілька сил, і коли всі ці сили додаються разом, в результаті ми називаємо чисту силу, що діє на об’єкт.
Якщо чиста сила додає до нуля, то об'єкт не прискорюється, тому рухається з постійною швидкістю. Якщо сила нетто додається до ненульової величини, то об'єкт прискорюється.
У природі всі сили протистоять іншим силам, таким як тертя або протилежні гравітаційні сили. Сили можуть виробляти прискорення лише в тому випадку, якщо вони більше, ніж загальні сили, що протидіють.
Якщо сила штовхає предмет, але поєднується з тертям, об'єкт не прискорюється. Аналогічно, якщо сила, що тягне проти гравітації, але менша від сили тяжіння на об’єкт, вона не прискорюється.
Наприклад, якщо 15-ньютонівський поштовх на об'єкт протистоїть силі тертя 10-ньютонів, об'єкт прискорюється так, ніби його відштовхує сила без тертя 5-ньютона.
Другий закон Ньютона
Перший закон руху Ньютона передбачає поведінку об'єктів, для яких всі існуючі сили врівноважені.
Перший закон (іноді його називають законом інерції) зазначає, що якщо сили, що діють на об’єкт, врівноважені, то прискорення цього об’єкта становитиме 0 м / с / с. Об'єкти, що перебувають у рівновазі (умова, за яких всі сили врівноважуються), не прискоряться.
За словами Ньютона, об’єкт прискориться лише за умови, що на нього діє чиста або неврівноважена сила. Наявність неврівноваженої сили прискорить об'єкт, змінивши його швидкість, його напрямок або його швидкість і напрямок.
Другий закон руху Ньютона
Цей закон посилається на поведінку об'єктів, щодо яких не всі існуючі сили врівноважені. Другий закон говорить, що прискорення об'єкта залежить від двох змінних: сили нетто, що діє на об’єкт, і маси об'єкта.
Прискорення об'єкта безпосередньо залежить від сили нетто, що діє на об’єкт, і обернено від маси об'єкта. Зі збільшенням сили, що діє на об’єкт, збільшується прискорення об’єкта.
Зі збільшенням маси предмета прискорення об’єкта зменшується. Другий закон руху Ньютона можна формально викласти так:
"Прискорення об'єкта, що виробляється сіткою нетто, прямо пропорційне величині сили нетто, в тому ж напрямку, що сила нетто і обернено пропорційна масі об'єкта".
Це словесне твердження можна виразити у вигляді рівняння таким чином:
A = Fnet / м
Наведене рівняння часто переставляють на більш звичну форму, як показано нижче. Чиста сила прирівнюється до добу маси, помноженого на прискорення.
Fnet = m • a
Акцент завжди робиться на чистій силі. Прискорення прямо пропорційно чистій силі. Чиста сила дорівнює масовим разів прискорення.
Прискорення в тому ж напрямку, що і сила чисті, - це прискорення, яке виробляється силою нетто. Саме сила нетто пов'язана з прискоренням, сила нетто - це векторна сума всіх сил.
Якщо всі індивідуальні сили, що діють на предмет, відомі, то силу нетто можна визначити.
Відповідно до рівняння, одиниця сили дорівнює одиниці маси, помноженій на одиницю прискорення.
Замінивши стандартні метричні одиниці для сили, маси та прискорення у наведеному рівнянні, можна записати наступну одиничну еквівалентність.
1 Ньютон = 1 кг • м / с2
Визначення стандартної метричної одиниці сили вказується вищенаведеним рівнянням. Один Ньютон визначається як величина сили, необхідна для отримання маси 1 кг та прискорення 1 м / с / с.
Величина та рівняння
Згідно з другим законом Ньютона, коли об'єкт прискорюється, то на нього повинна діяти чиста сила. І навпаки, якщо чиста сила діє на об’єкт, цей об’єкт прискориться.
Величина сили нетто, що діє на об'єкт, дорівнює масі об'єкта, помноженій на прискорення об'єкта, як показано у наступній формулі:
Чиста сила - це решта сили, що утворюється при будь-якому прискоренні об'єкта, коли всі протилежні сили були скасовані.
Протилежні сили зменшують ефект прискорення, зменшуючи чисту силу прискорення, що діє на об’єкт.
Якщо чиста сила, що діє на об’єкт, дорівнює нулю, то об'єкт не прискорюється і знаходиться в стані, який ми називаємо рівноважною.
Коли об’єкт перебуває в рівновазі, то можуть бути істинні дві речі: або об'єкт взагалі не рухається, або об'єкт рухається з постійною швидкістю. Формула рівноваги наведена нижче:
Приклади
Розглянемо гіпотетичну ситуацію в просторі. Ви робите космос і щось фіксуєте на своєму човнику. Працюючи над предметом гайковим ключем, він розлючується і відкидає гайковий ключ, що відбувається?
Після того, як ключ покине руку, він продовжуватиме рухатися з тією ж швидкістю, що і при випуску. Це приклад ситуації з нульовою чистою силою. Ключ рухатиметься з однаковою швидкістю і не буде прискорюватися в просторі.
Якщо кинути той самий ключ на Землю, ключ впаде на землю і врешті-решт зупиниться. Чому це зупинилося? На ключ діє чиста сила, яка змушує сповільнитись і зупинитися.
В іншому прикладі, скажімо, ви знаходитесь на ковзанці. Візьміть шайбу з хокею і проведіть її по льоду.
Врешті-решт хокейна шайба сповільниться і зупиниться навіть на гладкій, слизькій кризі. Це ще один приклад ситуації з ненульовою сіткою.
Список літератури
- Клас фізики,. (2016). Другий закон Ньютона. 11-2-2017, від веб-сайту physicsclassroom.com: physicsclassroom.com.
- Карденас, Р. (2014). Що таке чиста сила? - Визначення, величина та рівняння. 11-2-2017, з веб-сайту http://study.com: study.com.
- IAC Publishing, LLC. (2017). Що таке чиста сила ?. 11-2-2017, з веб-сайту Reference.com: reference.com.
- Чиста сила. (й) Перероблений Небіджений словник Вебстера. (1913). Отримано 11 лютого 2017 року з thefreedictionary.com.
- Пірсон, А. (2008). Сила і рух Розділ 5. Сила і рух. 2-11-2017, від Pearson Education Inc Веб-сайт: physics.gsu.edu.