ニュートンの第2法則、別名 ダイナミクスの基本原理、体の力と加速度の関係を扱います。
これは、の3つの法則の2番目です。 アイザック・ニュートン、 それは体の動きのダイナミクスを説明します。 ニュートンの第1、第2、第3の法則は、1687年に「自然哲学の数学的原理」というタイトルの本で出版されました。
これは、方程式で表すことができる唯一のニュートンの法則です。ここで、正味の力(Fr)は、質量(m)と加速度(a)の積に等しくなります。
ニュートンの第2法則の説明
この法則によれば、物体が加速度を得て速度を変えるには、力を加える必要があります。 したがって、第2法則は、次のような場合を扱います。 加速度 体の動きにおいて、加速度がゼロの場合を扱う最初の法則とは異なります。
詳細については ニュートンの最初の法則 そして ニュートンの第3法則.
物体が平衡状態から抜け出して加速度を得るには、物体に加えられる正味の力がゼロ以外である必要があります。
つまり、体に複数の力がかかる場合は、すべての力を加える必要があります。 これらの力は、同じ方向と方向を持っている場合は強まる可能性があり、反対方向を持っている場合は互いに打ち消し合う可能性があります。 例。
この法則の方程式を参照してください。
この関係から、結果として生じる力は、物体の質量に加速度を掛けることによって計算できることがわかります。 式を通して、私たちはまた、 力と質量は正比例する量です.
これは、質量が大きいほど、体が加速する力の強さが大きくなることを意味します。 これは次の理由で発生します 慣性 バランスの取れた状態を維持する傾向である体の。
質量は慣性の定量的尺度であるため、質量が大きいほど、物体の慣性は大きくなります。 この例を参照してください。
- 平らな面には2つの木製の箱があります。1つは5kg、もう1つは500kgです。 人がこれらのボックスを押そうとすると、質量が小さくなり、慣性も小さくなるため、ライターボックスを移動するのがはるかに簡単になります。
一方、私たちはそれを観察することができます 質量と加速度は反比例する量です. これは、物体の質量が大きいほど、速度の変化に対する抵抗が大きくなり、したがって加速度が小さくなるためです。
この関係を明確にするには、次の例を参照してください。
質量の異なる2つの物体について考えてみます。物体Aの質量は10kg、物体Bの質量は5 kgで、両方の物体に同じ強度の力が加えられています。
同じ力を加えることによって、より軽い体はより多くの加速を得ました。
この場合、ボディBはボディAよりも大きな加速度を獲得します。 これは、ボディBの質量が小さいため、スピード違反に対する抵抗が少ないためです。
これらの量の測定単位は次のとおりです。
- フォース(F)-ニュートン
- 質量(m)-kg
- 加速度(a)-m /s²
の意味も参照してください 慣性 そして 力.
ニュートンの第2法則が何であるかを理解したので、次の例を見てください。 運動 実用的。
- 両方とも100kgの重さの2つのボディAとBを考えます。 40ニュートンの力がボディAに適用され、ボディBに60ニュートンの力が適用されます。 各物体が取得する加速度はどれくらいですか?
式の使用:
ボディA | ボディB |
40 = 100.a a = 40/100 a = 0.4m /s² |
60 = 100.a a = 60/100 a = 0.6m /s² |
結果として、私たちはしなければなりません ボディBの加速度がボディAの加速度よりも大きい. 両方が同じ質量を持っているので、結果として生じる力が体に加えられた場合、加速度はより大きくなりました。
詳細については ニュートンの法則 そして ダイナミクス.