Druga zasada dynamiki Newtona
W tej lekcji1/10
Pchasz pusty wózek w sklepie — rusza od razu. Pchasz wózek pełen zakupów tak samo mocno — ledwo się rozpędza. Siła ta sama, a efekt zupełnie inny. Co tu decyduje?
Pomiar: ten sam wózek, trzy próby
- 1
Pusty wózek o masie 10 kg pchamy, trzymając na siłomierzu stałe wskazanie 60 N. Mierzymy, o ile w każdej sekundzie rośnie jego prędkość.
- 2
Dokładamy zakupy — masa rośnie do 20 kg. Pchamy dokładnie tak samo mocno, a przyrost prędkości spada o połowę.
- 3
Zostawiamy pełny wózek i pchamy go dwa razy mocniej. Przyrost prędkości wraca do sześciu.
Wszystkie 3 kroków odsłonięte.
Przyspieszenie, czyli siła podzielona przez masę
Przyspieszenie. Siła nie nadaje ciału prędkości — ona zmienia jego ruch. Miarą tej zmiany jest przyspieszenie : o ile na sekundę rośnie prędkość, w m/s².
Dwie zależności i jednostka, która do nich pasuje
Obie zależności naraz. Pomiar pokazał, że przyspieszenie jest wprost proporcjonalne do siły wypadkowej — dwa razy większa siła daje dwa razy większe przyspieszenie — i odwrotnie proporcjonalne do masy, bo dwa razy większa masa daje dwa razy mniejsze przyspieszenie.
Liczymy przyspieszenie krok po kroku
- 1
Wózek z zakupami ma masę 20 kg. Pchasz go siłą wypadkową 60 N.
- 2
Szukamy przyspieszenia, więc bierzemy wzór z drugiej zasady dynamiki.
- 3
Podstawiamy dane. Dzielimy siłę przez masę — nigdy odwrotnie. Masa musi być w kilogramach, a siła w niutonach: gdyby wózek miał 500 g, do wzoru wchodzi 0,5 kg, a nie 500 — inaczej wynik wyjdzie 1000 razy za mały.
- 4
Wynik wychodzi w metrach na sekundę do kwadratu. Prędkość wózka rośnie o 3 m/s w każdej sekundzie.
Wszystkie 4 kroków odsłonięte.
Na skrzynię o masie 5 kg działa siła wypadkowa 20 N. Ile wynosi przyspieszenie skrzyni w m/s²?
Pułapka! Siła to nie przyspieszenie, a wzór działa tylko z wypadkową
Dwa błędy zdarzają się częściej niż wszystkie inne razem.
Przekształcamy wzór — szukamy siły albo masy
- 1
Rowerzysta z rowerem ma łączną masę 60 kg i rusza z przyspieszeniem 2 m/s². Jaka siła wypadkowa na niego działa? Tu szukamy F, więc mnożymy.
- 2
Odwrotny przypadek: siła wypadkowa 90 N nadaje pewnemu ciału przyspieszenie 3 m/s². Jaka jest jego masa? Teraz dzielimy siłę przez przyspieszenie.
Wszystkie 2 kroków odsłonięte.
Sanki o masie 10 kg ciągniesz w prawo siłą 50 N. Tarcie działa w lewo i wynosi 20 N. Ile wynosi przyspieszenie sanek w m/s²?
Ściąga do zapamiętania
Druga zasada dynamiki — jak to policzyć?
Przyspieszenie to siła wypadkowa podzielona przez masę: a = Fw : m (w m/s²). Przekształcenia: Fw = m · a (w N) oraz m = Fw : a (w kg). Większa siła = większe przyspieszenie, większa masa = mniejsze przyspieszenie. Do wzoru zawsze wstawiamy siłę WYPADKOWĄ. Pamiętaj: 1 N = 1 kg · m/s².
Sprawdź się!
Odpowiedziano na 0 z 5 pytańSkróty klawiszowe quizu: klawisze od 1 do 4 wybierają odpowiedź, Enter sprawdza, a po sprawdzeniu przechodzi do następnego pytania. Każdy przycisk możesz też wybrać Tabem i Spacją.
Wykres pokazuje przyspieszenie wózka przy różnych wartościach siły wypadkowej. Ile wyniesie przyspieszenie tego wózka, gdy siła wypadkowa osiągnie 40 N?
Pchasz z taką samą siłą dwa wózki: pierwszy o masie 10 kg, drugi o masie 30 kg. Który uzyska większe przyspieszenie?
Siła wypadkowa 60 N nadaje ciału przyspieszenie 4 m/s². Jaka jest masa tego ciała?
Ciało o masie 3 kg porusza się z przyspieszeniem 5 m/s². Jaka siła wypadkowa na nie działa?
Pudełko o masie 4 kg pchasz w prawo siłą 30 N, a tarcie działa w lewo i wynosi 10 N. Ile wynosi przyspieszenie pudełka?