Forța este un termen fizic definit ca o influență care determină un obiect să-și schimbe viteza sau direcția de mișcare sau rotație. Forțele pot accelera obiectele trăgând sau împingând. Relația dintre forță, masă și accelerație a fost definită de Isaac Newton în legea a doua a lui Newton, care afirmă că forța unui obiect este produsul masei și al accelerației sale. Dacă doriți să știți cum să măsurați forța, urmați acești pași.
Etapa
Metoda 1 din 2: Forța de măsurare
Pasul 1. Înțelegeți relația dintre forță, masă și accelerație
Forța unui obiect este pur și simplu produsul masei sale și al accelerației sale. Această relație poate fi definită prin următoarea formulă: Forță = Masă x Accelerație.
Iată câteva alte lucruri de luat în considerare la măsurarea forței:
- Unitatea standard pentru masă este kilogramul (kg).
- Unitatea standard pentru accelerație este m / s2.
- Unitatea standard pentru forță este newtonul (N). Newton este o unitate derivată. 1N = 1 kg x 1m / s2.
Pasul 2. Măsurați masa obiectului dat
Masa unui obiect este cantitatea de materie conținută în el. Masa unui obiect nu se schimbă niciodată, indiferent pe ce planetă este; în timp ce greutatea variază în funcție de atracția gravitațională. Masa voastră pe Pământ și pe Lună este aceeași. În sistemul metric, masa poate fi scrisă în grame sau kilograme. Să presupunem că obiectul pe care îl folosim este un camion cu masă 1000 kg.
- Pentru a găsi masa unui obiect dat, așezați-l pe o balanță triplă sau dublă. Acest echilibru va măsura masa în kilograme sau grame.
- În sistemul imperial, masa poate fi exprimată în lire sterline (lire sterline). Deoarece forța poate fi exprimată și în aceste unități, termenul „masă de lire sterline” a fost inventat pentru a distinge utilizarea sa. Totuși, dacă găsiți masa unui obiect exprimată în kilograme, pur și simplu înmulțiți-o cu 0,45 pentru a găsi valoarea în kilograme.
Pasul 3. Măsurați accelerația obiectului
În fizică, accelerația este definită ca schimbarea vitezei, care este definită ca viteza într-o direcție dată, pe unitate de timp. În afară de a fi accelerată, accelerația poate fi definită și ca decelerarea sau schimbarea direcției. Așa cum viteza poate fi măsurată cu un vitezometru, accelerația poate fi măsurată și cu un accelerometru. Lăsați accelerația camionului cu masă 1000 kg este 3m / s2.
- În sistemul metric, viteza este scrisă în centimetri pe secundă sau metri pe secundă, iar accelerația este scrisă în centimetri pe secundă pe secundă (centimetri pe secundă pătrat) sau metri pe secundă pe secundă (metri pe secundă pătrat).
- În sistemul imperial, o modalitate de a exprima viteza este picioarele pe secundă. Deci, accelerația poate fi exprimată și în unități de picioare pe secundă pătrat.
Pasul 4. Înmulțiți masa obiectului cu accelerația sa
Rezultatul este o valoare de stil. Doar conectați numerele care au fost obținute în ecuație și veți cunoaște forța unui obiect. Nu uitați să scrieți răspunsul dvs. în netwon (N).
- Forță = Masă x Accelerație
- Forța = 1000 kg x 3m / s2
- Forța = 3000N
Metoda 2 din 2: concepte mai complicate
Pasul 1. Găsiți masa dacă cunoașteți forța și accelerația
Dacă cunoașteți forța și accelerația unui obiect, conectați valorile la aceeași formulă pentru a găsi masa obiectului. Iată cum să o faceți:
- Forță = Masă x Accelerație
- 3N = Masa x 3m / s2
- Masa = 3N / 3m / s2
- Masa = 1 kg
Pasul 2. Găsiți accelerația dacă cunoașteți forța și masa
Dacă cunoașteți forța și masa unui obiect, conectați valorile la aceeași formulă pentru a găsi accelerația obiectului. Iată cum să o faceți:
- Forță = Masă x Accelerație
- 10N = 2 kg x Accelerație
- Accelerare = 10N / 2kg
- Accelerare = 5m / s2
Pasul 3. Găsiți accelerația unui obiect
Dacă doriți să cunoașteți forța unui obiect, puteți calcula accelerația acestuia atâta timp cât îi cunoașteți masa. Tot ce trebuie să faceți este să utilizați o formulă pentru a găsi accelerația unui obiect. Formula este (Accelerare = Viteză finală - Viteză inițială) / Timp.
- Exemplu: un alergător are o viteză de 6 m / 2 în 10 secunde. Care este accelerarea?
- Viteza finală este de 6 m / s. Viteza sa inițială este de 0 m / s. Timpul este de 10 s.
- Accelerare = (6 m / s - 0 m / s) / 10s = 6 / 10s = 0,6m / s2
sfaturi
- Masa poate fi, de asemenea, scrisă în melci, cu o melcă fiind egală cu 32.174 de lire sterline de masă. O zgură este cantitatea de masă care poate fi accelerată cu 1 kilogram de forță printr-o accelerație de 1 picior pe secundă pătrat. Când se înmulțește masa în melci cu accelerația în picioare pe secundă pătrată, nu se folosește constanta de conversie.
- Astfel, o masă de 640 de kilograme care accelerează la 5 picioare pe secundă pătrată are o forță aproximativă de 640 de ori 5 împărțită la 32 sau 100 de kilograme de forță.
- Greutatea este masa afectată de accelerația datorată gravitației. La suprafața Pământului, accelerația este de aproximativ 9,8 metri pe secundă pătrat (9,8065) sau 32 de picioare pe secundă pătrat (32, 174). Astfel, în sistemul metric, o masă de 100 kg este echivalentă cu 980 newtoni, iar o masă de 100 grame este echivalentă cu 980 dine. În sistemul britanic, masa și greutatea pot fi scrise în aceleași unități, astfel încât 100 de kilograme de masă cântăresc 100 de kilograme (100 de kilograme de forță). Deoarece o balanță de primăvară măsoară atracția gravitației asupra unui obiect, ea măsoară de fapt greutatea, nu masa. (În utilizarea de zi cu zi, nu există nicio diferență, atâta timp cât gravitația este aplicată pe suprafața Pământului.)
- Împărțiți rezultatul la constanta de conversie dacă utilizați unități în limba engleză. După cum sa menționat mai sus, lira poate fi o unitate de masă sau forță în sistemul britanic; atunci când este utilizată ca unitate de forță, lira este numită lira de forță. Constanta de conversie este de 32,174 lire-picioare pe kilogram de forță al doilea pătrat; 32, 174 este valoarea accelerației datorată gravitației Pământului în picioare pe secundă pătrat. (Pentru a simplifica matematica, vom rotunji valoarea la 32.)
- Rețineți că relația dintre forță, masă și accelerație înseamnă că un obiect cu o masă mică și o accelerație mare poate avea aceeași forță ca un obiect cu o masă mare și o accelerație mică.
- O masă de 150 de kilograme cu o accelerație de 10 metri pe secundă pătrată are o forță de 150 de ori 10 sau 1500 kilograme de metri pe secundă pătrat. (Un kilogram metru pe secundă pătrat se numește newton.)
- Stilurile pot avea nume speciale în funcție de efectul lor asupra unui obiect. Forța care determină accelerarea unui obiect se numește împingere, în timp ce forța care determină încetinirea unui obiect este o atracție. Forța care schimbă direcția de rotație a unui obiect care se rotește în jurul axei sale se numește cuplu.
- O masă de 20 de grame cu o accelerație de 5 cm pe secundă pătrată are o forță de 20 de ori 5 sau 100 de grame centimetri pe secundă pătrată. (Un gram centimetru pe secundă pătrat se numește dyne.)
