Sila je opredeljena kot vsota vseh sil, ki delujejo na predmet. Primer? Ko brcaš nogometno žogo, se žoga vzame in se premika po zraku. V tistem trenutku na žogo deluje neto sila. Ko se žoga začne vračati na tla in se končno ustavi, deluje tudi neto sila, ki deluje na žogo.
Newtonov drugi zakon pravi, da "ko neto sila deluje na objekt, potem mora ta objekt pospešiti, to je, da se njegova hitrost spreminja iz sekunde v sekundo." Ko prvič potisnete nogometno žogo, ta pospeši, ko nogometna žoga začne zavirati do zaustavitve, pa tudi pospešuje.
Na objekt lahko deluje več sil, in ko se vse te sile seštevajo, je rezultat tako imenovana neto sila, ki deluje na objekt.
Če neto sila doda nič, potem objekt ne pospešuje, zato se premika s konstantno hitrostjo. Če je neto sila dodana ničelna vrednost, se objekt pospešuje.
V naravi vse sile nasprotujejo drugim silam, kot so trenje ali nasprotne gravitacijske sile. Sile lahko pospešijo le, če so večje od skupnih nasprotnih sil.
Če sila potisne predmet, vendar ga veže trenje, predmet ne pospeši. Podobno je, če sila pritiska proti gravitaciji, vendar je manjša od gravitacijske sile na predmet, se ne pospeši.
Na primer, če 15-Newtonovemu potisku na objekt nasprotuje sila 10-Newtonovega trenja, se objekt pospeši, kot da bi ga potisnila 5-Newtonova neto sila.
Drugi zakon Newtona
Newtonov prvi zakon gibanja napoveduje vedenje predmetov, za katere so vse obstoječe sile uravnotežene.
Prvi zakon (včasih imenovan inercijski zakon) pravi, da če so sile, ki delujejo na objekt, uravnotežene, bo pospešek tega predmeta 0 m / s / s. V ravnotežnih objektih (pogoj, ko se vse sile uravnotežijo) se ne bo pospešilo.
Po Newtonovem mnenju se bo objekt pospešil le, če bo nanj delovala mreža ali neuravnotežena sila. Prisotnost neuravnotežene sile bo pospešila predmet, spreminjala njegovo hitrost, smer ali hitrost in smer.
Newtonov drugi zakon gibanja
Ta zakon se nanaša na obnašanje predmetov, za katere niso uravnotežene vse obstoječe sile. Drugi zakon pravi, da je pospešek predmeta odvisen od dveh spremenljivk: neto sile, ki deluje na objekt, in mase objekta.
Pospešek predmeta je neposredno odvisen od neto sile, ki deluje na predmet, in obratno od mase predmeta. Ko se sila, ki deluje na predmet, poveča, se poveča pospešek predmeta.
Ko se masa predmeta povečuje, se pospešek predmeta zmanjšuje. Newtonov zakon o gibanju je mogoče uradno navesti na naslednji način:
"Pospešek predmeta, ki ga ustvari neto sila, je neposredno sorazmeren z velikostjo neto sile v isti smeri kot neto sila in obratno sorazmeren z maso predmeta."
To besedno izjavo lahko izrazimo v obliki enačbe na naslednji način:
A = Fnet / m
Zgornja enačba je pogosto preurejena v bolj znano obliko, kot je prikazano spodaj. Neto sila je enačena s proizvodom mase, pomnožene s pospeškom.
Fnet = m • a
Poudarek je vedno na neto sili. Pospešek je neposredno sorazmeren z neto silo. Neto sila je enaka masni kratici pospeška.
Pospešek v isti smeri kot neto sila je pospešek, ki ga proizvede neto sila. Neto sila je povezana s pospeškom, neto sila je vektorska vsota vseh sil.
Če so znane vse posamezne sile, ki delujejo na predmet, je mogoče določiti neto silo.
Glede na zgornjo enačbo je enota sile enaka enoti mase, pomnoženi z enoto pospeška.
Z zamenjavo standardnih metričnih enot za silo, maso in pospešek v zgornji enačbi lahko zapišemo naslednjo enakovrednost enot.
1 Newton = 1 kg • m / s2
Opredelitev standardne metrične enote sile je navedena v zgornji enačbi. En Newton je opredeljen kot količina sile, ki je potrebna za maso 1 kg in pospešek 1 m / s / s.
Velikost in enačba
Po Newtonovem drugem zakonu, ko se predmet pospeši, mora nanj delovati neto sila. Če pa na objekt deluje neto sila, se bo ta objekt pospešil.
Velikost neto sile, ki deluje na predmet, je enaka masi predmeta, pomnoženi s pospeškom predmeta, kot je prikazano v naslednji formuli:
Neto sila je preostala sila, ki jo ustvari vsako pospeševanje predmeta, ko so preklicane vse nasprotne sile.
Nasprotne sile zmanjšujejo učinek pospeška, zmanjšujejo neto silo pospeška, ki deluje na predmet.
Če je neto sila, ki deluje na objekt, enaka nič, potem objekt ne pospešuje in je v stanju, ki mu rečemo ravnotežje.
Ko je predmet v ravnovesju, sta lahko resnični dve stvari: ali objekt se sploh ne premika, ali pa se objekt premika s konstantno hitrostjo. Formula ravnotežja je prikazana spodaj:
Primeri
Razmislimo o hipotetični situaciji v vesolju. Delaš po vesolju in nekaj popravljaš na svojem šatlu. Med delom na temi z ključem se razjezi in vrže ključ stran, kaj se zgodi?
Ko ključ zapusti roko, se bo še naprej premikal z enako hitrostjo, kot jo je imel, ko ste jo sprostili. To je primer ničelne neto sile. Tipka se bo premikala z enako hitrostjo in v prostoru ne bo pospešila.
Če isti ključ vržete na Zemljo, bo ključ padel na tla in se sčasoma ustavil. Zakaj se je ustavilo? Na ključ deluje neto sila, zaradi česar se upočasni in ustavi.
V drugem primeru, recimo, da ste na drsališču. Vzemite hokejski pak in ga potisnite čez led.
Sčasoma se hokejski pak počuti in ustavi, tudi na gladkem, spolzkem ledu. To je še en primer situacije z ničelno neto silo.
Reference
- Učilnica za fiziko,. (2016). Newtonov drugi zakon. 11-2-2017, s spletnega mesta physicsclassroom.com Spletna stran: physicsclassroom.com.
- Cárdenas, R. (2014). Kaj je neto sila? - Opredelitev, velikost in enačbe. 11-2-2017, s spletnega mesta http://study.com: study.com.
- IAC Publishing, LLC. (2017). Kaj je neto sila ?. 11-2-2017, s spletnega mesta Reference.com: reference.com.
- Neto sila. (nd) Websterjev spremenjeni nekrajšani slovar. (1913). Pridobljeno 11. februarja 2017 s spletnega mesta thefreedictionary.com.
- Pearson, A. (2008). Sila in gibanje Poglavje 5. Sila in gibanje. 2-11-2017, od spletnega mesta Pearson Education Inc: fizika.gsu.edu.