Nettovoima määritellään summana kaikkien voimien objektin. Esimerkki? Kun potkut pallo, pallo irtoaa ja liikkuu ilman läpi. Tuolloin palloon vaikuttaa nettovoima. Kun pallo alkaa palata maahan ja lopulta pysähtyy, palloon vaikuttaa myös nettovoima.
Newtonin toisessa laissa sanotaan, että "kun verkkovoima vaikuttaa esineeseen, objektin täytyy kiihtyä, ts. Sen nopeus muuttuu toisesta toiseen". Kun potkut jalkapalloa ensimmäistä kertaa, se kiihtyy ja kun jalkapallo alkaa jarrua pysähtyä, se myös kiihtyy.
Kohteessa voi olla useita voimia, ja kun kaikki nämä voimat yhdistetään, seurauksena on se, mitä kutsumme kohteeseen vaikuttavaan nettovoimaan.
Jos nettovoima lisää nollaan, esine ei kiihty, siksi se liikkuu vakionopeudella. Jos nettovoima lisätään nollaan arvoon, objekti kiihtyy.
Luonnossa kaikki voimat vastustavat muita voimia, kuten kitkaa tai vastakkaisia painovoimia. Voimat voivat tuottaa kiihtyvyyden vain, jos ne ovat suuremmat kuin vastakkaiset kokonaisvoimat.
Jos voima työntää esineen, mutta siihen liittyy kitka, esine ei kiihty. Samoin, jos voima työntyy painovoimaa vastaan, mutta on pienempi kuin esineen painovoima, se ei kiihty.
Esimerkiksi, jos kohteena olevaa 15 Newtonin työntöä vastustaa 10 Newtonin kitkavoima, esine kiihtyy kuin kitkattoman 5 Newtonin nettovoima työntäisi sitä.
Newtonin toinen laki
Newtonin ensimmäinen liikelaki ennustaa niiden esineiden käyttäytymistä, joiden kaikki olemassa olevat voimat ovat tasapainossa.
Ensimmäisessä laissa (jota joskus kutsutaan hitauslakiksi) todetaan, että jos esineeseen vaikuttavat voimat ovat tasapainossa, niin kohteen kiihtyvyys on 0 m / s / s. Tasapainossa olevat esineet (tila, jossa kaikki voimat tasapainottavat) eivät kiihdy.
Newtonin mukaan esine kiihtyy vain, jos siihen vaikuttaa netto tai epätasapainoinen voima. Tasapainottoman voiman esiintyminen kiihdyttää kohdetta, muuttaen sen nopeutta, suuntaa tai nopeutta ja suuntaa.
Newtonin toinen liikelaki
Tämä laki viittaa sellaisten esineiden käyttäytymiseen, joissa kaikki olemassa olevat voimat eivät ole tasapainossa. Toisessa laissa todetaan, että esineen kiihtyvyys riippuu kahdesta muuttujasta: esineeseen vaikuttavaan nettovoimaan ja kohteen massaan.
Kohteen kiihtyvyys riippuu suoraan esineeseen vaikuttavasta nettovoimasta ja päinvastoin kohteen massasta. Kun esineeseen vaikuttava voima kasvaa, esineen kiihtyvyys kasvaa.
Kohteen massan kasvaessa objektin kiihtyvyys vähenee. Newtonin toinen liikelaki voidaan sanoa muodollisesti seuraavasti:
"Nettovoiman tuottaman esineen kiihtyvyys on suoraan verrannollinen nettovoiman suuruuteen, samaan suuntaan kuin nettovoima ja kääntäen verrannollinen kohteen massaan."
Tämä sanallinen lausunto voidaan ilmaista yhtälön muodossa seuraavasti:
A = Fnet / m
Yllä oleva yhtälö järjestetään usein uudempaan muotoon, kuten alla on esitetty. Nettovoima verrataan massan, joka kerrotaan kiihtyvyydellä, tuloon.
Fnet = m • a
Painopiste on aina nettovoimassa. Kiihtyvyys on suoraan verrannollinen nettovoimaan. Nettovoima on yhtä suuri kuin massa kertaa kiihtyvyys.
Kiihtyvyys samaan suuntaan kuin nettovoima on nettovoiman tuottama kiihtyvyys. Se on nettovoima, joka liittyy kiihtyvyyteen, nettovoima on kaikkien voimien vektorisumma.
Jos kaikki esineeseen vaikuttavat yksittäiset voimat tunnetaan, nettovoima voidaan määrittää.
Yllä olevan yhtälön mukaan voimayksikkö on yhtä suuri kuin massayksikkö kerrottuna kiihtyvyysyksiköllä.
Korvaamalla voiman, massan ja kiihtyvyyden standardi metriset yksiköt yllä olevassa yhtälössä, voidaan kirjoittaa seuraava yksikköekvivalentti.
1 Newton = 1 kg • m / s2
Normaalin metrisen voimayksikön määritelmä on osoitettu yllä olevalla yhtälöllä. Yksi newtoni määritellään voimamääräksi, joka tarvitaan 1 kg: n massan saamiseksi ja 1 m / s / s kiihtyvyyden aikaansaamiseksi.
Suuruus ja yhtälö
Newtonin toisen lain mukaan, kun objektia kiihdytetään, siihen täytyy toimia nettovoima. Käänteisesti, jos verkkovoima vaikuttaa esineeseen, objekti kiihtyy.
Kohteeseen vaikuttavan nettovoiman suuruus on yhtä suuri kuin kohteen massa kerrottuna kohteen kiihtyvyydellä seuraavan kaavan mukaisesti:
Nettovoima on jäljellä oleva voima, joka aiheutuu minkä tahansa kohteen kiihtyvyydestä, kun kaikki vastakkaiset voimat on peruutettu.
Vastakkaiset voimat vähentävät kiihtyvyyden vaikutusta, vähentäen esineeseen vaikuttavan kiihtyvyyden nettovoimaa.
Jos esineeseen vaikuttava nettovoima on nolla, esine ei kiihdy ja on tilassa, jota kutsumme tasapainoksi.
Kun esine on tasapainossa, kaksi asiaa voi olla totta: joko esine ei liiku ollenkaan tai esine liikkuu vakionopeudella. Tasapainon kaava on esitetty alla:
esimerkit
Tarkastellaan hypoteettista tilannetta avaruudessa. Teet avaruuspolkua ja kiinnität jotain sukkulaan. Työskennellessään aiheesta jakoavaimella, hän suuttuu ja heittää jakoavaimen pois, mitä tapahtuu?
Kun avain poistuu kädestä, se jatkaa liikkumista samalla nopeudella kuin se antoi, kun vapautit sen. Tämä on esimerkki nollan nettovoimatilanteesta. Näppäin liikkuu samalla nopeudella eikä kiihdytä avaruudessa.
Jos heität saman avaimen maan päälle, avain putoaa maahan ja lopulta loppuu. Miksi se lopetti? Avaimella on nettovoima, joka aiheuttaa sen hidastamisen ja pysähtymisen.
Toisessa esimerkissä sanotaan, että olet jäähalli. Ota jääkiekko kiekko ja liu'uta se yli jään.
Lopulta jääkiekko kiekko hidastuu ja pysähtyy jopa sileällä, liukkaalla jäällä. Tämä on toinen esimerkki tilanteesta, jossa nettovoima on nolla.
Viitteet
- Fysiikan luokkahuone,. (2016). Newtonin toinen laki. 11-2-2017, osoitteesta physicsclassroom.com Verkkosivusto: physicsclassroom.com.
- Cárdenas, R. (2014). Mikä on Net Force? - Määritelmä, suuruus ja yhtälöt. 11-2-2017, osoitteesta http://study.com. Verkkosivusto: study.com.
- IAC Publishing, LLC. (2017). Mikä on nettovoima? 11-2-2017, osoitteesta Reference.com-verkkosivusto: reference.com.
- Nettovoima. (nd) Websterin tarkistettu Unabridged Dictionary. (1913). Haettu 11. helmikuuta 2017 osoitteesta thefreedictionary.com.
- Pearson, A. (2008). Voima ja liike Luku 5. Voima ja liike. 2-11-2017, Pearson Education Inc -verkkosivustolta: physics.gsu.edu.