Drugie prawo Newtona, znane również jako podstawowa zasada dynamiki, dotyczy związku między siłą a przyspieszeniem ciała.
Jest to drugie z trzech praw Izaaka Newtona, wyjaśniające dynamikę ruchu ciał. Pierwsze, drugie i trzecie prawo Newtona zostały opublikowane w 1687 roku w książce zatytułowanej Mathematical Principles of Natural Philosophy.
Jest to jedyne prawo Newtona, które można przedstawić za pomocą równania, w którym siła wypadkowa (Fr) jest równa iloczynowi masy (m) i przyspieszenia (a).
Wyjaśnienie drugiego prawa Newtona
Zgodnie z tym prawem, aby ciało przyspieszyło i zmieniło swoją prędkość, musi być do niego przyłożona siła. Drugie prawo dotyczy zatem przypadków, w których występują: przyśpieszenie w ruchu ciał, różniąc się od pierwszego prawa, które dotyczy przypadków, w których przyspieszenie jest zerowe.
Dowiedz się więcej o Pierwsze prawo Newtona i Trzecie prawo Newtona.
Aby ciało wyszło ze stanu równowagi i przyspieszyło, przyłożona do niego siła wypadkowa musi być niezerowa.
Oznacza to, że jeśli na ciało działa więcej niż jedna siła, konieczne jest zsumowanie wszystkich sił, ponieważ siły te mogą się nasilać, jeśli mają ten sam kierunek i kierunek, lub mogą się wzajemnie znosić, jeśli mają przeciwne kierunki, przez przykład.
Zobacz równanie tego prawa:
Z tej zależności obserwujemy, że powstałą siłę można obliczyć mnożąc masę ciała przez przyspieszenie. Dzięki tej formule odkryliśmy również, że siła i masa są wielkościami wprost proporcjonalnymi.
Oznacza to, że im większa masa, tym większa siła, z jaką ciało nabiera przyspieszenia. Dzieje się tak z powodu bezwładność ciała, czyli jego tendencja do pozostawania w stanie równowagi.
Masa jest ilościową miarą bezwładności, więc im większa masa, tym większa bezwładność ciała. Zobacz ten przykład:
- Na płaskiej powierzchni stoją dwie drewniane skrzynie, jedna ważąca 5 kg, druga 500 kg. Jeśli ktoś spróbuje popchnąć te pudła, będzie mu o wiele łatwiej przesunąć lżejsze pudło, ponieważ jego masa jest mniejsza, a zatem jego bezwładność jest również mniejsza.
Z drugiej strony możemy zaobserwować, że masa i przyspieszenie są wielkościami odwrotnie proporcjonalnymi. Dzieje się tak dlatego, że im większa masa ciała, tym większa jego odporność na zmianę prędkości, a co za tym idzie, mniejsze jego przyspieszenie.
Aby wyjaśnić tę zależność, zobacz ten przykład:
Rozważmy dwa ciała o różnych masach, ciało A ma masę 10 kg, a ciało B ma masę 5 kg i na oba ciała działa siła o tej samej intensywności.
Dzięki zastosowaniu tej samej siły mniej masywne ciało zyskało większe przyspieszenie.
W tym przypadku ciało B zyska większe przyspieszenie niż ciało A. Dzieje się tak, ponieważ masa ciała B jest mniejsza, a zatem jego odporność na przekroczenie prędkości jest mniejsza.
Jednostkami miary tych wielkości są:
- Siła (F) - Newton
- Masa (m) - kg
- Przyspieszenie (a) - m/s²
Zobacz także znaczenie bezwładność i siła.
Teraz, gdy rozumiesz, czym jest drugie prawo Newtona, spójrz na przykład a ćwiczenie praktyczny.
- Biorąc pod uwagę dwa ciała A i B, oba o wadze 100 kg. Do korpusu A przyłożona jest siła 40 niutonów, a do korpusu B siła 60 niutonów. Jakie przyspieszenie osiąga każde z ciał?
Korzystając ze wzoru:
| Ciało A | Ciało B |
|
40 = 100.a a= 40/100 a=0,4 m/s² |
60 = 100.a a = 60/100 a = 0,6 m/s² |
W rezultacie musimy przyspieszenie ciała B jest większe niż przyspieszenie ciała A. Ponieważ oba mają tę samą masę, przyspieszenie było większe w przypadku, gdy wynikowa siła przyłożona do ciała była bardziej intensywna.
Dowiedz się więcej o Prawa Newtona i dynamika.
