กฎข้อที่สองของนิวตัน: แนวคิดและตัวอย่าง

กฎข้อที่สองของนิวตันหรือที่เรียกว่า หลักการพื้นฐานของพลวัตเกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์ระหว่างแรงและความเร่งของร่างกาย

นี่เป็นกฎข้อที่สองในสามของ ไอแซกนิวตัน, ที่อธิบายพลวัตของการเคลื่อนไหวของร่างกาย กฎข้อที่ 1, 2 และ 3 ของนิวตันถูกตีพิมพ์ในปี 1687 ในหนังสือชื่อหลักการทางคณิตศาสตร์ของปรัชญาธรรมชาติ

นี่เป็นกฎของนิวตันเพียงข้อเดียวที่สามารถแทนด้วยสมการ โดยที่แรงสุทธิ (Fr) เท่ากับผลคูณของมวล (m) และความเร่ง (a)

คำอธิบายกฎข้อที่ 2 ของนิวตัน

ตามกฎนี้ ร่างกายจะเร่งความเร็วและเปลี่ยนความเร็วได้ ต้องใช้แรงกับวัตถุนั้น กฎข้อที่สองจึงกล่าวถึงกรณีที่มี อัตราเร่ง ในการเคลื่อนที่ของวัตถุต่างจากกฎข้อแรกซึ่งเกี่ยวข้องกับกรณีที่ความเร่งเป็นโมฆะ

ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ กฎข้อที่หนึ่งของนิวตัน และ กฎข้อที่สามของนิวตัน.

เพื่อให้ร่างกายออกจากสภาวะสมดุลและเพิ่มความเร่ง แรงสุทธิที่ใช้กับวัตถุนั้นจะต้องไม่เป็นศูนย์

ซึ่งหมายความว่าหากมีแรงกระทำต่อร่างกายมากกว่าหนึ่งอย่าง จำเป็นต้องเพิ่มกำลังทั้งหมดเพราะ แรงเหล่านี้สามารถเข้มข้นขึ้นได้หากมีทิศทางและทิศทางเดียวกัน หรือสามารถหักล้างกันได้หากมีทิศทางตรงกันข้ามโดย ตัวอย่าง.

ดูสมการของกฎหมายนี้:

จากความสัมพันธ์นี้ เราสังเกตว่าแรงที่เกิดขึ้นสามารถคำนวณได้โดยการคูณมวลของร่างกายด้วยความเร่ง ผ่านสูตรเรายังพบว่า แรงและมวลเป็นปริมาณตามสัดส่วนโดยตรง.

ซึ่งหมายความว่ายิ่งมวลมากเท่าใด ความแข็งแกร่งของแรงสำหรับร่างกายก็จะยิ่งเพิ่มมากขึ้นเท่านั้น สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจาก ความเฉื่อย ของร่างกายซึ่งมีแนวโน้มที่จะอยู่ในสภาวะสมดุล

มวลคือการวัดเชิงปริมาณของความเฉื่อย ดังนั้นยิ่งมวลมาก ความเฉื่อยของร่างกายก็จะยิ่งมากขึ้น ดูตัวอย่างนี้:

• บนพื้นผิวเรียบมีกล่องไม้สองกล่อง กล่องหนึ่งหนัก 5 กก. อีกกล่องหนึ่งหนัก 500 กก. หากมีคนพยายามผลักกล่องเหล่านี้ เขาจะพบว่าการเคลื่อนย้ายกล่องที่เบากว่านั้นง่ายกว่ามาก เนื่องจากมวลของมันน้อยกว่า และความเฉื่อยของมันจึงน้อยลงด้วย

ในทางกลับกัน เราสามารถสังเกตได้ว่า มวลและความเร่งเป็นปริมาณตามสัดส่วนผกผัน. นั่นเป็นเพราะว่ายิ่งมวลของวัตถุมากเท่าไร ก็ยิ่งต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงความเร็วได้มากเท่านั้น ดังนั้นจึงทำให้อัตราเร่งน้อยลง

เพื่อชี้แจงความสัมพันธ์นี้ ดูตัวอย่างนี้:

พิจารณาวัตถุสองชิ้นที่มีมวลต่างกัน วัตถุ A มีมวล 10 กก. และวัตถุ B มีมวล 5 กก. และมีการใช้แรงที่มีความเข้มเท่ากันกับวัตถุทั้งสอง

ด้วยการใช้แรงเดียวกัน ร่างกายที่มีมวลน้อยกว่าจะได้รับอัตราเร่งที่มากขึ้น

ในกรณีนี้ ร่างกาย B จะได้รับอัตราเร่งที่มากกว่าร่างกาย A นี่เป็นเพราะมวลของตัว B มีขนาดเล็กลง ดังนั้นจึงต้านทานต่อความเร็วได้น้อยกว่า

หน่วยวัดของปริมาณเหล่านี้คือ:

• แรง (F) - นิวตัน
• มวล (ม.) - กก.
• อัตราเร่ง (a) - ม./วินาที²

ดูเพิ่มเติมที่ความหมายของ ความเฉื่อย และ ความแข็งแกร่ง.

เมื่อคุณเข้าใจแล้วว่ากฎข้อที่สองของนิวตันคืออะไร ให้ดูตัวอย่างของ a ออกกำลังกาย ปฏิบัติ

• พิจารณาสองร่าง A และ B ทั้งสองน้ำหนัก 100 กก. แรง 40 นิวตันถูกนำไปใช้กับวัตถุ A และกับวัตถุ B ใช้แรง 60 นิวตัน ความเร่งที่ร่างกายแต่ละคนได้รับคืออะไร?

ใช้สูตร:

บอดี้ เอ	Body B
40 = 100.a ก= 40/100 a=0.4 ม./วินาที²	60 = 100.a ก = 60/100 a = 0.6 ม./วินาที²

ส่งผลให้เราต้อง ความเร่งของร่างกาย B มากกว่าความเร่งของร่างกาย A. เนื่องจากทั้งสองมีมวลเท่ากัน ความเร่งจึงมากขึ้นในกรณีที่แรงที่กระทำต่อร่างกายรุนแรงขึ้น

ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ กฎของนิวตัน และ พลวัต.