Sir Isaac Newtons andra lag om rörelse säger att kraften som utövas av ett rörligt föremål är lika med dess massa gånger dess acceleration i den riktning från vilken den trycks, anges som formeln F = ma. Eftersom kraften är proportionell mot massa och acceleration, fördubblas antingen massan eller accelerationen medan den andra stannar kvar, fördubblar kraften; Effekten ökar när ett föremål med konstant vikt är föremål för större acceleration. Du kan utforska flera olika experiment som visar den här principen.

Crater Experiment

Samla en sten och en vattrad pappersbit. Eftersom gravitationens acceleration är konstant faller alla objekt i samma takt oavsett deras massa. Testa denna lag genom att tappa båda objekten samtidigt och se dem falla i samma hastighet. Placera nu en skål fylld med pulveriserat socker eller mjöl under berget och släpp det från en fast höjd i pulvret. Ställ skålen på sidan, var försiktig så att inte pulvret störs i den. Släpp pappersbollen från samma höjd i en skål med samma mängd av samma pulver. Jämför kratrarna i pulveret som skapas av varje påverkan. Eftersom accelerationen var konstant illustrerar skillnaden i storlek mellan krateren som gjordes av berget och den som gjordes av papperet att en ökning av massa direkt ökar kraftens kraft i mjölet.

Softball Experiment

Skruva en ögla i ett mjukboll och ett annat in i en dörrkarms karm. Häng mjukbollen från dörrramen genom en sträng bundet genom ögonlocken så att den hänger några centimeter ovanför golvet. Markera platsen direkt under mjukbollens viloläge. Flytta den hängande softballen och placera en annan softball på den markerade platsen. Dra den hängande softballen tillbaka så att den är tre meter från marken och släpp den så att den svänger och träffar softballen på golvet. Mät avståndet som softballen på golvet färdas. Upprepa experimentet, byt ut en plast Wiffle ball för softballen på golvet och mät hur långt det rullar efter slag. Detta experiment illustrerar att när kraften hålls konstant är accelerationen större i objekt med mindre massa.

Hot Wheel Experiment

Konstruera en enkel ramp 18 tum hög och ca 24 tum lång med en bit av tunn plywood och tegelstenar. Placera en leksakbil på toppen av rampen. Släpp det och mät hur långt det rullar. Tape två metallskivor i bilen, lossa den från rampen och mäta hur långt det rullar. Upprepa försöket med fem brickor bandade till toppen av bilen. Detta experiment visar att när massan ökar med tyngdkrafts konstanta acceleration ökar kraften som trycker bilen längs golvet, vilket gör tungare bilar längre. bomullsträng eller tråd och två eller tre små volontärer. Slå strängen runt vagnens handtag och lämna 2 eller 3 fot sträng som hänger av handtaget för att dra med. Börja med en tom vagn. På platt, jämn mark som en trottoar, och från en stående start, dra strängen tills du når en bekväm gånghastighet. Notera ansträngningen som krävs för att dra vagnen. Därefter sitter en av dina volontärer i vagnen och drar äntligen strängen tills du når gånghastighet. Notera ansträngningen som behövs för att dra vagnen. Strängen kan bara ta en liten mängd kraft innan den bryts Ju fler ryttare i din vagn, ju mer kraft behöver du dra den tills du passerar strängens brytpunkt. Med detta experiment är din acceleration ungefär samma varje gång, men du behöver dra med mer kraft på grund av den extra massan av varje ny passagerare. Hur många passagerare kan du dra innan strängen bryter?