Den nettokraft definieras som summan av alla de krafter som verkar på ett föremål. Ett exempel? När du sparkar i en fotboll tar bollen av sig och rör sig genom luften. Just nu är det en nettokraft som verkar på bollen. När bollen börjar återgå till marken och slutligen slutar, finns det en nettokraft som också verkar på bollen.
Newtons andra lag säger att "när en nettokraft verkar på ett objekt, då måste objektet accelerera, det vill säga dess hastighet ändras från sekund till sekund." När du sparkar fotbollen första gången, accelererar den, och när fotbollbollen börjar bromsa till ett stopp, accelererar den också.
Det kan finnas flera krafter som verkar på ett objekt, och när alla dessa krafter läggs samman är resultatet vad vi kallar nettokraften som verkar på objektet.
Om nettokraften lägger till noll accelererar inte objektet, därför rör sig det med en konstant hastighet. Om nettokraften läggs till ett icke-nollvärde, accelererar objektet.
I naturen motsätter sig alla krafter andra krafter, till exempel friktion eller motsatta gravitationskrafter. Krafter kan bara producera acceleration om de är större än de totala motsatta krafterna.
Om en kraft skjuter ett objekt, men är kopplat av friktion, accelererar inte objektet. På samma sätt, om en kraft skjuter mot tyngdkraften men är mindre än gravitationskraften på ett föremål, accelererar den inte.
Om till exempel ett 15-Newton-tryck på ett föremål motverkas av en 10-Newton friktionskraft, accelererar objektet som om det skjuts av en friktionsfri 5-Newton netkraft.
Andra lagen i Newton
Newtons första rörelselag förutsäger beteendet hos föremål för vilka alla befintliga krafter är balanserade.
Den första lagen (ibland kallad tröghetslagen) säger att om krafterna som verkar på ett föremål är balanserade så kommer accelerationen för objektet att vara 0 m / s / s. Föremål i jämvikt (villkoret i vilket alla krafter balanserar ut) kommer inte att accelerera.
Enligt Newton kommer ett objekt att accelerera endast om det finns en netto eller obalanserad kraft som verkar på den. Närvaron av en obalanserad kraft kommer att påskynda ett föremål, ändra dess hastighet, dess riktning eller dess hastighet och riktning.
Newtons andra lag om rörelse
Denna lag hänvisar till beteende hos föremål för vilka inte alla befintliga krafter är balanserade. Den andra lagen säger att accelerationen av ett objekt beror på två variabler: nettokraften som verkar på objektet och objektets massa.
Accelerationen av ett objekt beror direkt på nettokraften som verkar på objektet och omvänt av objektets massa. När kraften som verkar på ett objekt ökar ökar acceleration av objektet.
När massan på ett objekt ökar minskar objektets acceleration. Newtons andra rörelselag kan formellt anges på följande sätt:
"Accelerationen av ett objekt som produceras av en nettokraft är direkt proportionell mot storleken på nettokraften, i samma riktning som nettokraften och omvänt proportionell mot objektets massa."
Detta muntliga uttalande kan uttryckas i form av en ekvation enligt följande:
A = Fnet / m
Ovanstående ekvation omorganiseras ofta till en mer känd form som visas nedan. Nettokraften likställs med produkten från massan multiplicerad med accelerationen.
Fnet = m • a
Tyngdpunkten ligger alltid på nettokraften. Accelerationen är direkt proportionell mot nettokraften. Nettokraft är lika med massa gånger acceleration.
Acceleration i samma riktning som nettokraften är en acceleration som produceras av en nettokraft. Det är nettokraften som är relaterad till accelerationen, nettokraften är vektorsumman för alla krafter.
Om alla individuella krafter som verkar på ett objekt är kända, kan nettokraften bestämmas.
Enligt ekvationen ovan är en kraftenhet lika med en massenhet multiplicerad med en accelerationsenhet.
Genom att ersätta standardmetriska enheter med kraft, massa och acceleration i ovanstående ekvation kan följande enhetsekvivalens skrivas.
1 Newton = 1 kg • m / s2
Definitionen av den normala metriska kraftenheten indikeras av ovanstående ekvation. En Newton definieras som den mängd kraft som krävs för att ge en massa på 1 kg och en acceleration på 1 m / s / s.
Storlek och ekvation
Enligt Newtons andra lag, när ett objekt påskyndas, måste det finnas en nettokraft som verkar på den. Omvänt, om en nettokraft verkar på ett objekt, kommer objektet att accelerera.
Storleken på nettokraften som verkar på ett objekt är lika med objektets massa multiplicerad med objektets acceleration som visas i följande formel:
En nettokraft är den återstående kraften som produceras av varje acceleration av ett objekt när alla motsatta krafter har avbrutits.
Motstående krafter minskar effekten av accelerationen, minskar accelerationens nettokraft som verkar på ett objekt.
Om nettokraften som verkar på ett objekt är noll, accelererar inte objektet och befinner sig i ett tillstånd som vi kallar jämvikt.
När ett objekt är i jämvikt, kan två saker vara sanna: antingen rör sig objektet inte alls, eller så rör sig objektet med en konstant hastighet. Formeln för jämvikt visas nedan:
exempel
Låt oss överväga en hypotetisk situation i rymden. Du gör en rymdpromenad och fixar något på din skyttel. När han arbetar med ämnet med en skiftnyckel blir han arg och kastar skiftnyckeln bort, vad händer?
När nyckeln lämnar handen fortsätter den att röra sig med samma hastighet som den gav när du släppte den. Detta är ett exempel på en noll nettokraftsituation. Nyckeln rör sig med samma hastighet och accelererar inte i rymden.
Om du kastar samma nyckel på jorden kommer nyckeln att falla till marken och så småningom stoppa. Varför slutade det? Det finns en nettokraft som verkar på nyckeln och får den att sakta ner och stoppa.
I ett annat exempel, låt oss säga att du är på en ishall. Ta en hockeypuck och skjut den över isen.
Så småningom kommer hockeypucken att sakta ner och stoppa, även på slät, halt is. Detta är ett annat exempel på en situation med en icke-noll nettokraft.
referenser
- Fysikklassrummet,. (2016). Newtons andra lag. 11-2-2017, från physicsclassroom.com Webbplats: physicsclassroom.com.
- Cárdenas, R. (2014). Vad är Net Force? - Definition, Magnitude & Equations. 11-2-2017, från http://study.com Webbplats: study.com.
- IAC Publishing, LLC. (2017). Vad är nettokraft? 11-2-2017, från Reference.com webbplats: reference.com.
- Nettokraft. (nd) Webster's Revised Unabridged Dictionary. (1913). Hämtad 11 februari 2017 från thefreedictionary.com.
- Pearson, A. (2008). Force and Motion Kapitel 5. Force and Motion. 2-11-2017, från Pearson Education Inc Webbplats: physics.gsu.edu.