La forza è un termine fisico definito come un'influenza che fa sì che un oggetto cambi la sua velocità o direzione di movimento o rotazione. Le forze possono accelerare gli oggetti tirando o spingendo. La relazione tra forza, massa e accelerazione è stata definita da Isaac Newton nella seconda legge di Newton, che afferma che la forza di un oggetto è il prodotto della sua massa e dell'accelerazione. Se vuoi sapere come misurare la forza, segui questi passaggi.
Fare un passo
Metodo 1 di 2: misurazione della forza
Passaggio 1. Comprendere la relazione tra forza, massa e accelerazione
La forza di un oggetto è semplicemente il prodotto della sua massa e della sua accelerazione. Questa relazione può essere definita dalla seguente formula: Forza = Massa x Accelerazione.
Ecco alcune altre cose da considerare quando si misura la forza:
- L'unità standard per la massa è il chilogrammo (kg).
- L'unità standard per l'accelerazione è m/s2.
- L'unità standard della forza è il newton (N). Newton è un'unità derivata. 1N = 1kg x 1m/s2.
Passaggio 2. Misurare la massa dell'oggetto dato
La massa di un oggetto è la quantità di materia in esso contenuta. La massa di un oggetto non cambia mai, non importa su quale pianeta si trovi; mentre il peso varia a seconda dell'attrazione gravitazionale. La tua massa sulla Terra e sulla Luna è la stessa. Nel sistema metrico, la massa può essere scritta in grammi o chilogrammi. Supponiamo che l'oggetto che usiamo sia un camion con massa 1000 kg.
- Per trovare la massa di un dato oggetto, posizionalo su una bilancia tripla o doppia. Questa bilancia misurerà la massa in chilogrammi o grammi.
- Nel sistema imperiale, la massa può essere espressa in libbre (libbre). Poiché la forza può essere espressa anche in queste unità, il termine "libbra-massa" è stato coniato per distinguerne l'uso. Tuttavia, se trovi la massa di un oggetto espressa in libbre, moltiplicala semplicemente per 0,45 per trovare il valore in chilogrammi.
Passaggio 3. Misurare l'accelerazione dell'oggetto
In fisica, l'accelerazione è definita come la variazione di velocità, definita come la velocità in una data direzione, per unità di tempo. Oltre ad essere accelerata, l'accelerazione può essere definita anche come decelerazione o cambio di direzione. Proprio come la velocità può essere misurata con un tachimetro, anche l'accelerazione può essere misurata con un accelerometro. Lascia che l'accelerazione del camion con massa 1000 kg è 3m/s2.
- Nel sistema metrico, la velocità è scritta in centimetri al secondo o metri al secondo e l'accelerazione è scritta in centimetri al secondo al secondo (centimetri al secondo quadrato) o metri al secondo al secondo (metri al secondo quadrato).
- Nel sistema imperiale, un modo per esprimere la velocità è piedi al secondo. Quindi, l'accelerazione può essere espressa anche in unità di piedi al secondo quadrato.
Passaggio 4. Moltiplicare la massa dell'oggetto per la sua accelerazione
Il risultato è un valore di stile. Basta inserire i numeri ottenuti nell'equazione e conoscerete la forza di un oggetto. Ricordati di scrivere la tua risposta in netwo (N).
- Forza = Massa x Accelerazione
- Forza = 1000 kg x 3 m/s2
- Forza = 3000N
Metodo 2 di 2: concetti più complicati
Passaggio 1. Trova la massa se conosci la forza e l'accelerazione
Se conosci la forza e l'accelerazione di un oggetto, inserisci semplicemente i valori nella stessa formula per trovare la massa dell'oggetto. Ecco come farlo:
- Forza = Massa x Accelerazione
- 3N = Massa x 3m/s2
- Massa = 3N/3m/s2
- Massa = 1 kg
Passaggio 2. Trova l'accelerazione se conosci la forza e la massa
Se conosci la forza e la massa di un oggetto, inserisci semplicemente i valori nella stessa formula per trovare l'accelerazione dell'oggetto. Ecco come farlo:
- Forza = Massa x Accelerazione
- 10N = 2 kg x Accelerazione
- Accelerazione = 10N/2kg
- Accelerazione = 5m/s2
Passaggio 3. Trova l'accelerazione di un oggetto
Se vuoi conoscere la forza di un oggetto, puoi calcolarne l'accelerazione a patto di conoscerne la massa. Tutto quello che devi fare è usare una formula per trovare l'accelerazione di un oggetto. La formula è (Accelerazione = Velocità finale – Velocità iniziale)/Tempo.
- Esempio: un corridore ha una velocità di 6 m/2 in 10 secondi. Qual è l'accelerazione?
- La velocità finale è di 6 m/s. La sua velocità iniziale è 0 m/s. Il tempo è di 10 s.
- Accelerazione = (6 m/s - 0 m/s)/10 s = 6/10 s = 0,6 m/s2
Suggerimenti
- La massa può anche essere scritta in lumache, con una lumaca pari a 32.174 libbre di massa. Una scoria è la quantità di massa che può essere accelerata di 1 libbra di forza con un'accelerazione di 1 piede al secondo quadrato. Quando si moltiplica la massa in lumache per l'accelerazione in piedi al secondo quadrato, la costante di conversione non viene utilizzata.
- Quindi, una massa di 640 libbre che accelera a 5 piedi al secondo quadrato ha una forza approssimativa di 640 per 5 diviso per 32 o 100 libbre di forza.
- Il peso è la massa interessata dall'accelerazione di gravità. Sulla superficie terrestre, l'accelerazione è di circa 9,8 metri al secondo quadrato (9,8065) o 32 piedi al secondo quadrato (32, 174). Pertanto, nel sistema metrico, una massa di 100 kg equivale a 980 newton e una massa di 100 grammi equivale a 980 dine. Nel sistema britannico, massa e peso possono essere scritti nelle stesse unità, in modo che 100 libbre di massa pesino 100 libbre (100 libbre di forza). Poiché una bilancia a molla misura l'attrazione di gravità su un oggetto, in realtà misura il peso, non la massa. (Nell'uso quotidiano, non c'è differenza, purché la gravità sia applicata alla superficie terrestre.)
- Se utilizzi unità inglesi, dividi il risultato per la costante di conversione. Come notato sopra, la sterlina può essere un'unità di massa o di forza nel sistema britannico; quando usato come unità di forza, la libbra è chiamata libbra di forza. La costante di conversione è 32,174 piedi per libbra per libbra di forza al secondo quadrato; 32, 174 è il valore dell'accelerazione dovuta alla gravità terrestre in piedi al secondo quadrato. (Per semplificare la matematica, arrotonderemo il valore a 32.)
- Nota che la relazione tra forza, massa e accelerazione significa che un oggetto con una piccola massa e una grande accelerazione può avere la stessa forza di un oggetto con una grande massa e una piccola accelerazione.
- Una massa di 150 chilogrammi con un'accelerazione di 10 metri al secondo quadrato ha una forza di 150 volte 10, o 1500 chilogrammi metri al secondo quadrato. (Un chilogrammo metro al secondo quadrato è chiamato newton.)
- Gli stili possono avere nomi speciali a seconda del loro effetto su un oggetto. La forza che fa accelerare un oggetto è chiamata spinta, mentre la forza che fa rallentare un oggetto è una trazione. La forza che cambia il senso di rotazione di un oggetto che ruota attorno al suo asse è chiamata coppia.
- Una massa di 20 grammi con un'accelerazione di 5 cm al secondo quadrato ha una forza di 20 volte 5, o 100 grammi cm al secondo quadrato. (Un grammo centimetro al secondo quadrato è chiamato dyne.)
