Другий закон Ньютона, який називається фундаментальним законом або фундаментальним принципом динаміки, стверджує, що тіло прискорюється, якщо до нього прикласти силу, маючи на увазі силовий маневр, як тяга або штовхання тіла.
Для кращого розуміння основного закону необхідно пояснити два основні поняття:
- Сила, прикладена до тіла, називається чиста сила.
- Викликається зміна швидкості, яку відчуває тіло, що рухається прискорення.
Іншими словами, прискорення тіла пропорційне чистій силі, прикладеній до нього. Тобто, якщо ми застосовуємо більшу силу, тіло збільшує своє прискорення.
Цей принцип є частиною законів Ньютона або законів руху, які вперше були опубліковані в 1687 р. Англійським фізиком і математиком Ісааком Ньютоном у його роботі Principia Mathematica, і вони є ключовими для розуміння руху тіл.
Друга формула закону Ньютона
Другий закон Ньютона виражається в такій формулі:
F = m.a
Де:
- F - чиста сила. Це виражається в Ньютоні (N)
- м - маса тіла. Це виражається в кілограмах (кг).
- до Це прискорення, яке набуває тіло. Це виражається в метрах над другим квадратом (м / с2).
Простим прикладом для розуміння цієї формули може бути розрахунок сили, яку потрібно прикласти до футбольного м'яча 0,4 кг, щоб вдарити його з прискоренням 3,5 м / с2. У цьому випадку формула буде такою:
F = m.a
F = 0,4 кг. 3,5 м / с2
F = 1,4 Н
Приклади другого закону Ньютона
Основний закон динаміки можна описати на наступних прикладах:
1. Два хлопчики та гойдалки
Двоє дітей сидять на гойдалці. Один з них коливається з невеликою силою, і його прискорення повільніше. Друга дитина гойдається сильніше, і його прискорення більше.
2. Дві коробки
У нас є дві коробки: одна на 15 кг. і ще 50 кг. Якщо ми застосуємо однакову кількість сили для їх переміщення, перший ящик рухатиметься швидше. Але якщо ми хочемо, щоб два ящики рухались з однаковою швидкістю, нам доведеться прикласти більше сили до важчого ящика.
3. Удар м'ячем
Якщо у нас є тенісний м’яч і футбольний м’яч, і ми будемо їх бити, тенісний м’яч буде мати більший прискорення, оскільки це тіло з меншою масою. Тоді як футбольний м'яч буде мати менший прискорення, оскільки він має більшу масу.
4. Підштовхнути машину
Автомобіль, що рухається, зупиняється посеред вулиці, і водій повинен штовхнути його, щоб доставити в безпечне місце. Поки водій використовує власну силу, машина рухається повільно, але коли інші люди допомагають водієві штовхнути машину, вона рухається швидше, оскільки чим більша сила, тим більше прискорення.
5. Кошик супермаркету
Якщо продуктовий візок порожній, його прискорення більше, навіть якщо при натисканні не застосовується така велика сила. З іншого боку, якщо він повний, його прискорення нижче, і для його просування потрібно більше сили.
6. Відкрийте двері
Відкриття броньованих дверей вимагає більшої сили, ніж для відкриття звичайних дерев’яних дверей, які є легшими.
7. М’яч для гольфу
Для того, щоб м’яч для гольфу дійшов до потрібного отвору, в нього потрібно прикласти певну силу. Якщо прикласти мало сили, прискорення кульки буде меншим, і вона буде рухатися повільно, а якщо прикладена сила буде більшою, прискорення буде більшим, і куля рухатиметься швидше.
8. Велосипед
Другий закон Ньютона застосовується, коли ми їдемо на велосипеді. Педаль - це сила, маса - велосипед, а вага нашого тіла та прискорення - це те, наскільки швидко він рухається.
9. Штурхання ядра
Штурхання ядра - олімпійський вид спорту, в якому спортсмен повинен проштовхнути дуже важку металеву кулю, яка називається кулею. Чим більше сила, що застосовується, тим більшим прискоренням набуває куля і тим далі.
10. М’яч для боулінгу
Сила, прикладена до м’яча, збільшує його прискорення і змушує його рухатися по доріжці, збиваючи шпильки.
11. Вантажівка та автомобіль
Щоб машина працювала, необхідно, щоб двигун генерував силу для збільшення прискорення машини. Чим більше машина, тим більше сили їй знадобиться для розгону. Тому вантажівка вимагає більшої потужності, ніж звичайна машина.
Можливо, вам буде цікаво прочитати:
- Закони Ньютона.
- Закони Кеплера.
- Класична фізика
