Newton második törvénye, amelyet az alaptörvénynek vagy a dinamika alapelvének neveznek, kimondja egy test felgyorsul, ha erő hat rá, vagyis erővel olyan manővert, mint a test meghúzása vagy tolása.
Az alaptörvény jobb megértéséhez tisztázni kell két alapvető fogalmat:
- A testre kifejtett erőt nevezzük net erő.
- A mozgó test által tapasztalt sebességváltozást nevezzük gyorsulás.
Más szavakkal, egy test gyorsulása arányos a rá alkalmazott nettó erővel. Vagyis ha nagyobb erőt alkalmazunk, a test növeli gyorsulását.
Ez az elv része Newton törvényeinek vagy mozgástörvényeinek, amelyeket először 1687-ben publikált Isaac Newton angol fizikus és matematikus munkájában. Principia Mathematica, és kulcsfontosságúak a testek mozgásának megértésében.
Newton második törvény képlete
Newton második törvényét a következő képlet fejezi ki:
F = m.a.
Hol:
- F a nettó erő. Newtonban kifejezve (N)
- m a test tömege. Ezt kilogrammban (kg) fejezik ki.
- nak nek Ez a gyorsulás, amelyet a test megszerez. A metrust a második négyzet felett fejezzük ki (m / s2).
Egyszerű példa ennek a képletnek a megértésére az erő kiszámítása, amelyet egy 0,4 kg-os futballlabdára kell kifejteni, hogy 3,5 m / s gyorsulással felrúghassa2. Ebben az esetben a képlet a következő lenne:
F = m.a.
F = 0,4 kg. 3,5 m / s2
F = 1,4 N
Példák Newton második törvényére
A dinamika alaptörvényét a következő példákban lehet leírni:
1. Két fiú és egy hinta
Két gyermek ül egy hintán. Az egyikük csekély erővel leng, és a gyorsulása lassabb. A második gyermek erősebben leng, és a gyorsulása nagyobb.
2. A két doboz
Két dobozunk van: az egyik 15 kg. és további 50 kg. Ha ugyanolyan erőt alkalmazunk mozgatásukra, az első mező gyorsabban fog mozogni. De ha azt akarjuk, hogy a két doboz azonos sebességgel mozogjon, akkor nagyobb erőt kell alkalmaznunk a nehezebb dobozra.
3. Rúgd a labdát
Ha van teniszlabdánk és futballlabdánk, és rúgjuk őket, akkor a teniszlabda nagyobb gyorsulást mutat, mivel ez a test, amelynek kisebb a tömege. Míg a futball-labda kisebb gyorsulással rendelkezik, mert nagyobb a tömege.
4. Tolja az autót
Egy mozgó autó megáll az utca közepén, és a sofőrnek meg kell nyomnia, hogy biztonságba kerüljön. Míg a sofőr a saját erejét használja, az autó lassan mozog, de amikor más emberek segítik a sofőrt az autó tolásában, az gyorsabban mozog, mivel minél nagyobb az erő, annál nagyobb a gyorsulás.
5. A szupermarket kosara
Ha az élelmiszer kosár üres, akkor gyorsulása nagyobb, még akkor is, ha nem nyomunk meg annyi erőt. Másrészt, ha tele van, akkor a gyorsulása kisebb, és nagyobb erő szükséges a továbbjutáshoz.
6. Nyissa ki az ajtókat
A páncélozott ajtó kinyitása nagyobb erőt igényel, mint amennyi a közönséges, könnyebb fa ajtó kinyitásához szükséges.
7. A golflabda
Ahhoz, hogy a golflabda elérje a kívánt lyukat, bizonyos mértékű erőt kell kifejteni. Kevés erő alkalmazásakor a labda gyorsulása kisebb lesz, és lassan halad, és ha az alkalmazott erő nagyobb, akkor a gyorsulás nagyobb lesz, és a labda gyorsabban halad.
8. A kerékpár
Newton második törvénye akkor érvényes, amikor biciklizünk. A pedálozás erő, a tömeg a kerékpár, testtömegünk és gyorsulásunk pedig az, hogy milyen gyorsan mozog.
9. Lövés
A lökés olyan olimpiai sportág, amelyben a sportolónak nagyon nehéz fémes gömböt kell löknie, amelyet golyónak neveznek. Minél nagyobb az alkalmazott erő, annál nagyobb gyorsulást ér el a golyó, és annál tovább megy.
10. A teke labda
A golyóra kifejtett erő megnöveli gyorsulását, és lefelé halad a pályán, megdöntve a csapokat.
11. A teherautó és az autó
Az autó működéséhez szükség van arra, hogy a motor megteremtse az erőt az autó gyorsulásának növelésére. Minél nagyobb az autó, annál nagyobb erőre lesz szüksége a gyorsuláshoz. Ezért egy teherautó több energiát igényel, mint egy közös autó.
Érdekes lehet az alábbiak elolvasása:
- Newton törvényei.
- Kepler törvényei.
- Klasszikus fizika