Как определить силу, сообщающую ускорение
- Расчет силы по второму закону Ньютона
- Необходимые инструменты
- Для проведения расчетов вам понадобятся:
- Расчет силы при действии одной силы
- Расчет силы тяжести
- Пример расчета
- Расчет центростремительного ускорения
- Расчет силы, сообщающей центростремительное ускорение
Расчет силы по второму закону Ньютона
Согласно второму закону Ньютона, любая сила, действующая на тело, сообщает ему ускорение. Сила пропорциональна массе тела и ускорению. Для расчета силы, которая сообщает ускорение, необходимо знать массу тела и величину ускорения.
Необходимые инструменты
Для проведения расчетов вам понадобятся:
- Весы для определения массы тела.
- Линейка или рулетка для измерения радиуса траектории.
- Секундомер для измерения периода вращения.
Расчет силы при действии одной силы
Для определения числового значения силы, которая сообщает ускорение телу при действии одной силы, необходимо выполнить следующие шаги:
- Определите массу тела при помощи весов или любым другим способом и выразите ее в килограммах.
- После взаимодействия тел, когда к изучаемому телу приложена сила, определите величину получаемого им ускорения с помощью акселерометра. Измерьте ускорение в метрах в секунду в квадрате (м/с²).
- Для расчета числового значения силы умножьте массу тела на его ускорение: F = m × a.
- Силу получите в Ньютонах.
Расчет силы тяжести
Силу тяжести можно рассчитать, зная массу тела и ускорение свободного падения. Для этого выполните следующие шаги:
- Определите массу тела, которое свободно падает.
- Измерьте ускорение свободного падения, которое приближенно равно 9,81 м/с².
- Рассчитайте силу тяжести, умножив массу тела на ускорение свободного падения: Fт = m × g.
Пример расчета
Например, для тела массой 120 кг на поверхности Земли сила тяжести будет равна: Fт = 120 × 9,81 ≈ 1200 Н.
Расчет центростремительного ускорения
Если тело движется по окружности с постоянной скоростью, ему сообщается центростремительное ускорение. Для расчета этого ускорения выполните следующие шаги:
- Измерьте скорость тела, двигающегося по окружности. Для этого измерьте радиус траектории с помощью линейки или рулетки в метрах.
- Замерьте время одного оборота тела с помощью секундомера. Это время называется периодом вращения.
- Рассчитайте скорость по формуле v = 2πR/T, где R - радиус траектории, T - период вращения.
Расчет силы, сообщающей центростремительное ускорение
Для расчета силы, которая сообщает телу центростремительное ускорение, выполните следующие шаги:
- Возведите значение скорости движения в квадрат.
- Разделите квадрат скорости на радиус траектории.
- Умножьте полученное значение на массу тела, измеренную заранее: Fт = m × v²/R.
Таким образом, с помощью второго закона Ньютона можно рассчитать силу, которая сообщает ускорение телу при действии одной силы, а также силу тяжести и центростремительную силу.
