Drugie prawo Newtona, nazywane prawem podstawowym lub podstawową zasadą dynamiki, mówi, że ciało przyspiesza, jeśli działa na nie siła , przy czym siła jest rozumiana jako manewr, taki jak ciągnięcie lub pchanie ciała.
Dla lepszego zrozumienia ustawy zasadniczej konieczne jest wyjaśnienie dwóch podstawowych pojęć:
- Siła przyłożona do ciała nazywana jest siłą netto .
- Zmiana prędkości odczuwana przez poruszające się ciało nazywana jest przyspieszeniem .
Innymi słowy, przyspieszenie ciała jest proporcjonalne do przyłożonej do niego siły netto. To znaczy, że jeżeli przyłożymy większą siłę, to ciało zwiększa swoje przyspieszenie.
Zasada ta jest częścią praw Newtona lub praw ruchu, które zostały po raz pierwszy opublikowane w 1687 roku przez angielskiego fizyka i matematyka Isaaca Newtona w jego dziele Principia Mathematica i są kluczowe dla zrozumienia ruchu ciał.
Wzór na drugie prawo Newtona
Drugie prawo Newtona jest wyrażone następującą formułą:
F = m.a
Gdzie:
- F jest siłą netto. Wyrażana jest w Newtonach (N)
- a jest przyspieszeniem ciała. Wyraża się ją w metrach na sekundę do kwadratu (ms2).
(tixagag_4) m jest masą ciała. Wyraża się ją w kilogramach (kg).
Prostym przykładem do zrozumienia tego wzoru jest obliczenie siły, która musi być przyłożona do piłki nożnej o wadze 0,4 kg, aby kopnąć ją z przyspieszeniem 3,5 ms2. W tym przypadku formuła byłaby następująca:
F = m.a
F = 0,4 kg . 3.5 ms2
F = 1,4 N
Przykłady drugiego prawa Newtona
Podstawowe prawo dynamiki można opisać w następujących przykładach:
1. dwoje dzieci i huśtawka
Dwoje dzieci siedzi na huśtawce. Jeden z nich huśta się z niewielką siłą i jego przyspieszenie jest wolniejsze.Drugie dziecko huśta się mocniej i jego przyspieszenie jest większe.
2. dwa pudełka
Mamy dwa pudełka: jedno o wadze 15 kg i drugie o wadze 50 kg. Jeśli przyłożymy taką samą siłę, aby je poruszyć, pierwsze pudełko będzie poruszać się szybciej. Ale jeśli chcemy, aby oba pudełka poruszały się z tą samą prędkością, będziemy musieli przyłożyć więcej siły do cięższego pudełka.
3. kopnąć piłkę
Jeżeli mamy piłkę tenisową i piłkę nożną i kopiemy je, to piłka tenisowa będzie miała większe przyspieszenie, ponieważ jest ciałem o mniejszej masie. Podczas gdy piłka nożna będzie miała mniejsze przyspieszenie, ponieważ ma większą masę.
4. pchanie samochodu
Jadący samochód zatrzymuje się na środku ulicy i kierowca musi go przepchnąć w bezpieczne miejsce. Dopóki kierowca używa własnej siły, samochód porusza się powoli, ale gdy inni ludzie pomagają kierowcy pchać samochód, porusza się on szybciej, ponieważ im więcej siły, tym większe przyspieszenie.
5. wózek z supermarketu
Jeżeli wózek w supermarkecie jest pusty, jego przyspieszenie jest większe, mimo że przy jego pchaniu nie działa tak duża siła. Z drugiej strony, jeśli jest pełny, jego przyspieszenie jest mniejsze i potrzeba więcej siły, aby go popchnąć do przodu.
6. otworzyć drzwi
Otwarcie drzwi pancernych wymaga więcej siły niż otwarcie zwykłych drewnianych drzwi, które są lżejsze.
7. piłeczka golfowa
Aby piłka golfowa dotarła do pożądanego dołka, musi być na nią nałożona pewna siła. Jeżeli przyłożona zostanie mała siła, przyspieszenie piłki będzie mniejsze i będzie się ona poruszać powoli, a jeżeli przyłożona zostanie większa siła, przyspieszenie będzie większe i piłka będzie poruszać się szybciej.
8. rower
Drugie prawo Newtona obowiązuje, gdy jeździmy na rowerze. Pedałowanie to siła, masa to rower i ciężar naszego ciała, a przyspieszenie to prędkość, z jaką się porusza.
9. Shot put
Shot put jest sportem olimpijskim, w którym zawodnik musi napędzać bardzo ciężką metalową kulę, zwaną kulą. Im większa siła, tym większe przyspieszenie i tym dalej pocisk się posunie.
10. kula do kręgli
Siła przyłożona do piłki zwiększa jej przyspieszenie i powoduje, że przemieszcza się ona w dół toru, strącając kołki.
11. ciężarówka i samochód
Aby samochód mógł jeździć, konieczne jest, aby silnik wytwarzał moc, która zwiększy przyspieszenie samochodu. Im większy samochód, tym więcej siły potrzebuje, aby przyspieszyć. Dlatego ciężarówka wymaga więcej siły niż zwykły samochód.
Być może zainteresuje Pana lektura:
- Prawa Newtona.
- Prawa Keplera.
Fizyka klasyczna
