Etusivu
Tehtävät
Kirjanmerkit
Newtonin toinen liikelaki
Mitkä kolme ominaisuutta liittyvät Newtonin toiseen lakiin?
Newtonin ensimmäinen laki kertoo meille, että voimaa tarvitaan, jotta voidaan muuttaa nopeutta tai suuntaa. Mutta kuinka paljon voimaa tarvitaan? Se on jotain, mitä Newtonin toinen laki auttaa meitä selvittämään. Verrataan kahta tilannetta. Michael ja Philip työntävät skeittilautojaan.
Tarvitaan enemmän työtä jonkin liikkeelle saamiseksi, jos sillä on enemmän massaa, verrattuna johonkin, jolla on vähemmän massaa. Tarvitaan myös enemmän työtä hidastaa jotain, jolla on enemmän massaa, kuin jotain pienempimassaista. Jos lisäät tai vähennät vauhtia, muutat samalla kappaleen nopeutta. Ja fysiikassa, kaikkia nopeuden muutoksia kutsutaan kiihtyvyydeksi. Joten, jos jotain haluaa hidastaa, sitä täytyy myös kiihdyttää.
Tässä alkaa näkyä selkeä kuvio: mitä suurempi kappaleen massa on, sitä enemmän voimaa vaaditaan sen kiihdyttämiseksi. Philipin skeittilaudalla on kaksi kertaa enemmän lastia Michaeliin verrattuna. Jos Philip haluaa kiihdyttää skeitti- lautaansa yhtä paljon kuin Michael, hänen täytyy työntää kaksi kertaa suuremmalla voimalla. Ja tämä pitää paikkansa, halusi hän sitten lisätä nopeutta... ...tai vähentää sitä. Kolme asiaa ovat yhteydessä: kiihtyvyys, voima ja massa.
Voiman lisääminen lisää myös kiihtyvyyttä. Ja mitä suurempi massa, sitä enemmän vaaditaan voimaa kiihdyttämiseen. Voimme sanoa sen näin: kiihtyvyys on yhtä kuin voima jaettuna massalla. Katso oikeanpuoleista jakolaskua. On kaksi tapaa lisätä kiihtyvyyttä: voit joko lisätä voimaa, tai voit vähentää massaa.
Se voidaan kirjoittaa myös näin, jotta saamme voiman yksinään vasemmalle puolelle. Voima on yhtä kun massa kertaa kiihtyvyys. F on yhtä kuin M kertaa A. Tämä on Newtonin toinen laki. Newtonin toinen laki kertoo meille, että jos työnnämme jotain kaksi kertaa kovemmin, se kiihtyy myös kaksi kertaa kovemmin.
Katso tätä: Voima F vaikuttaa massaan m. Massa m muuttaa sen nopeutta kiihtyvyyden a avulla. Sitten kaksinkertaistamme voiman kahdeksi F:ksi. Nyt massa kiihtyy kahden a:n avulla. Mitä enemmän voimaa, sitä enemmän kiihtyvyyttä, niin kauan kun massa pysyy samana.
Kaksi F:ää on yhtä kuin m kertaa kaksi a:ta. Entäs tämä sitten? Kaksinkertaistetaan myös massa kahdeksi m:ksi. Newtonin toinen laki kertoo, että on työnnettävä kaksi kertaa kovemmin antaakseen massaltaan kaksinkertaiselle kappaleelle saman kiihtyvyyden. Kaksi F:ää on yhtä kuin 2 m:ää kertaa a!
Voit pysäyttää videon tässä varmistaaksesi, että olet ymmärtänyt nämä kaksi esimerkkiä. Newtonin toinen laki on lisäys ensimmäiseen lakiin. Newtonin ensimmäinen laki kertoo, että voimaa vaaditaan nopeuden tai suunnan muuttamiseksi. Newtonin toinen laki sanoo, että niin kauan kuin voima vaikuttaa kappaleeseen, se jatkaa kiihtymistään. Jos poistamme kitkan ja ilmanvastuksen, tämä on helpompi näyttää.
Laitetaan Philip avaruuteen rakettirepun kanssa. Niin kauan kuin hänen rakettinsa on käynnissä tarjoten voimaa, nopeus kasvaa. Kun Philip sammuttaa raketin ja lopettaa voiman tarjoamisen, hän jatkaa samalla nopeudella ja samaan suuntaan. Mutta niin kauan kuin raketti on käynnissä ja lisää voimaa, kiihtyminen jatkuu. F on yhtä kuin m kertaa a.