I slutet av 1600-talet publicerade Sir Isaac Newton "Principia Mathematica", en bok som kopplade världens matematik och fysik. Bland andra viktiga idéer beskrev han den andra lagen om rörelse - den kraften är lika med masstiderna acceleration eller f = ma. Även om det ser enkelt ut vid första anblicken, har lagen flera viktiga konsekvenser, bland annat hur objekt rör sig på jorden och i rymden. Grundläggande lagar som det här har gjort det möjligt för forskare att undersöka naturen noggrant och ingenjörer för att bygga maskiner som fungerar.
TL; DR (för länge, läste inte)
Kraften är lika med massatider acceleration eller f = ma.
Förståelse av Force
Force är en fysisk mängd du hanterar i vardagen. Det tar kraft att öppna en dörr, lyfta ett barn eller spricka ett ägg. Det är ett drag eller tryck som utövas av ett objekt på en annan; objekten kan vara allt från protoner och elektroner hela vägen upp till planeter och galaxer. Drag eller tryck kan komma från direktkontakt eller, vid gravitation, elektricitet och magnetism, på avstånd. Forskare mäter kraft i enheter som heter newtons, där en newton är den kraft som behövs för att accelerera en 1 kilograms massa en meter per sekund kvadrerad.
Betydelse av acceleration
När en hockeypuck glider över is, det gör det med en ganska konstant hastighet tills den träffar målet eller en spelares pinne. Även om den rör sig, accelererar den inte. Accelerationen kommer endast från en hastighetsförändring. När ett föremål ökar hastigheten är dess acceleration positiv; när snabbheten går förlorad är accelerationen negativ. Du mäter hastigheten i enheter avstånd dividerat med tiden, som miles per timme eller meter per sekund. Acceleration är hastighetsförändringen dividerad med den tid hastigheten tar för att ändra, så det är meter per sekund per sekund eller meter per sekund kvadrat.
Betydelse av Mass
Massan av en objektet är ett mått på hur mycket den innehåller. En gummiboll har mindre massa än en blyboll av samma storlek eftersom det har mindre betydelse i det, färre atomer och färre protoner, neutroner och elektroner som utgör atomerna. Mässan motstår också ansträngningarna att driva eller dra upp det; en ping-pong boll är lätt att plocka upp och kasta; en sopbil är inte. Lastbilen är mer massiv än ping-pongkulen av tusentals gånger. Standardenheten för massa är kilo, ca 2,2 pund.
Scalar och vektorer
Massa är en enkel mängd kvantitet. Du kan ha stora massor, små massor och mellanmassor. Det handlar om det. Forskare kallar enkla kvantiteter skalärer eftersom ett nummer kommer att beskriva det. Kraft och acceleration är emellertid mer komplicerade. De har både en storlek och en riktning. En tv-väderprognoser talar exempelvis om en vind som kommer från väst vid 20 miles per timme. Detta är vindhastighetens hastighet (hastighet) vektor. För att fullständigt beskriva en kraft eller acceleration behöver du både mängden och riktningen. Till exempel på en snöig dag drar du ett barns släde i framåtriktningen med en kraft på 50 newtons, och det accelererar i samma riktning med 0,5 meter per sekund kvadrat.
Betydelse av kraft, massa och Acceleration
Newtons andra lagen om rörelse verkar enkelt nog: Tryck på ett objekt av en viss massa, och det accelererar baserat på mängden kraft och massa. En liten kraft med stor massa resulterar i en långsam acceleration, och en stor kraft med en liten massa ger en snabb acceleration. Vad händer när det inte finns någon kraft? En kraft av noll på någon massa ger nollacceleration. Om objektet står stilla, är det fortfarande Om den rör sig fortsätter den att röra sig i samma hastighet och riktning. Tänk på att flera krafter kan vara inblandade samtidigt. Till exempel knyter du ett rep runt en sten och drar med all din kraft. Det finns kraft och massa, men kullstången sträcker sig inte, så accelerationen är noll. Friktionskraften mellan sten och marken avbryter kraften i ditt drag. Du behöver en mycket större kraft, till exempel från en traktor, för att flytta kullarna.
