האצת מכונית
plain
m = 1200 kg, a = 3 m/s²F = ma = 1200 · 3 = 3600 N, שהם 3.6 kN. זה הכוח השקול: המנוע צריך לדחוף בכוח הגדול בדיוק בזה מכוחות הגרר והחיכוך שמעכבים את המכונית.
מחשבון כוח
החוק השני של ניוטון, F = ma, ומשקל, W = mg, פתורים עבור כל ערך.
עדכון אחרון
רוצים לפתור את אלה בלי מחשבון?
קורס הפיזיקה של Coddy מלמד את השיטה: פותרים כל שאלה בשלבים על לוח אינטראקטיבי, והוא אומר לכם באיזה שלב הייתה הטעות.
נוסחת הכוח: החוק השני של ניוטון
החוק השני של ניוטון אומר שהכוח השקול על גוף שווה למסה שלו כפול התאוצה שלו: F = ma. כש-m בקילוגרמים ו-a במטרים לשנייה בריבוע, F יוצא בניוטונים, N. ניוטון אחד הוא הכוח שמקנה ל-1 kg תאוצה של 1 m/s². כדי להאיץ מכונית של 1200 kg ב-3 m/s² צריך 1200 · 3 = 3600 N.
גם משקל הוא כוח, משיכת הכובד על מסה, והוא מקיים את אותו חוק עם תאוצת הנפילה החופשית: W = mg. על כדור הארץ g הוא 9.81 m/s², ולכן אדם של 70 kg שוקל 70 · 9.81 = 686.7 N. על הירח g הוא 1.62 m/s² ואותו אדם שוקל 113.4 N. המסה נשארת 70 kg בכל מקום; רק המשקל משתנה.
למחשבון יש לשונית לכל אחד. בראשונה, תנו שניים מבין כוח, מסה ותאוצה והוא ימצא את השלישי. בשנייה, תנו מסה כדי לקבל משקל, או משקל כדי לקבל מסה; g מתחיל ב-9.81 m/s² ואפשר לשנות אותו לירח, לכוכב לכת אחר או לשאלה שמשתמשת ב-9.8 או ב-10, או לנקות אותו כדי למצוא את g ממשקל וממסה. גרמים, פאונד, קילוניוטון ופאונד כוח מומרים קודם ליחידות SI, וכל שלב מוצג.
למה לשים לב
- F ב-F = ma הוא הכוח השקול, כל מה שפועל על הגוף מחובר יחד עם הכיוונים. דוחפים ארגז ב-50 N נגד חיכוך של 20 N, והכוח השקול הוא 30 N.
- 1 N = 1 kg·m/s². תפוח של 100 g שוקל בערך 0.98 N, כמעט ניוטון אחד.
- מסה היא כמות החומר, בקילוגרמים, והיא זהה בכל מקום. משקל הוא כוח, בניוטונים, והוא תלוי ב-g.
- הכפילו את הכוח על אותה מסה והתאוצה מוכפלת; הכפילו את המסה עם אותו כוח והתאוצה נחצית.
- לכוח יש כיוון. תשובה שלילית פירושה שהכוח מכוון הפוך לכיוון שבחרתם כחיובי.
איך מחשבים כוח
המירו את המסה לקילוגרמים
גרמים מחלקים ב-1000, פאונד כופלים ב-0.4536. 500 g הם 0.5 kg.
המירו את התאוצה ל-m/s²
ft/s² כופלים ב-0.3048. במשקל, התאוצה היא g: 9.81 m/s² על כדור הארץ.
כפלו
F = m · a. 1200 kg · 3 m/s² = 3600 N, שהם 3.6 kN.
חלצו עבור הערכים האחרים
m = F/a ו-a = F/m. השאירו ריקה את התיבה שאתם רוצים, והמחשבון כותב את הנוסחה המחולצת לפני שהוא מציב את המספרים.
המשקל של אדם בן 70 kg במערכת השמש
W = mg עם תאוצת הכובד על פני כל גוף שמימי, מעוגל. המסה היא 70 kg בכל שורה; רק g משתנה.
| מקום | g | משקל |
|---|---|---|
| הירח | 1.62 m/s² | 113.4 N |
| מאדים | 3.71 m/s² | 259.7 N |
| נוגה | 8.87 m/s² | 620.9 N |
| כדור הארץ | 9.81 m/s² | 686.7 N |
| צדק | 24.79 m/s² | 1,735.3 N |
דוגמאות פתורות
המסה מתוך כוח
plain
F = 20 N, a = 4 m/s²השאירו את המסה ריקה: m = F/a = 20 / 4 = 5 kg.
המשקל שלכם על כדור הארץ
plain
m = 70 kg, g = 9.81 m/s²בלשונית המשקל, W = mg = 70 · 9.81 = 686.7 N, בערך 154.4 פאונד כוח.
אותו אדם על הירח
plain
m = 70 kg, g = 1.62 m/s²שנו את g ל-1.62: W = 70 · 1.62 = 113.4 N, בערך שישית מהמשקל על כדור הארץ, עם אותה מסה של 70 kg.
טעויות נפוצות
- לקרוא למסה משקל. 70 kg הם מסה; המשקל שלה על כדור הארץ הוא 686.7 N. משקל אמבטיה מראה קילוגרמים כי הוא מחלק ב-g בשבילכם.
- להשתמש בגרמים. 500 g הם 0.5 kg; הצבה של 500 נותנת כוח גדול פי אלף.
- להשתמש בכוח אחד כשפועלים כמה. F = ma משתמשת בכוח השקול, אז חברו קודם כל כוח עם הכיוון שלו.
- לבלבל בין פאונד לפאונד כוח. lb היא מסה (0.4536 kg) ו-lbf הוא כוח (4.448 N). מסה של 1 lb שוקלת בערך 1 lbf על כדור הארץ.
- להשתמש ב-g שונה מזה של הקורס. בחלק מהשאלות מעגלים אותו ל-9.8 או ל-10 m/s²; שנו את תיבת g בהתאם, אחרת התשובות יהיו שונות במעט.
- לשכוח את הכיוון. כוח בלימה על מכונית שנוסעת קדימה הוא שלילי אם קדימה חיובי, ואז F = ma נותנת את התאוצה השלילית של ההאטה.
שאלות נפוצות על כוח
מהי נוסחת הכוח?
F = ma, החוק השני של ניוטון: כוח שווה למסה כפול תאוצה. כשהמסה בקילוגרמים והתאוצה ב-m/s², הכוח בניוטונים. 1200 kg ב-3 m/s² דורשים 3600 N.
מהו החוק השני של ניוטון?
הכוח השקול על גוף שווה למסה שלו כפול התאוצה שלו, F = ma. כוח גדול יותר נותן תאוצה גדולה יותר, ומסה גדולה יותר צריכה כוח גדול יותר לאותה תאוצה.
איך מחשבים משקל ממסה?
כופלים ב-g, תאוצת הנפילה החופשית: W = mg. על כדור הארץ g הוא 9.81 m/s², ולכן 70 kg שוקלים 70 · 9.81 = 686.7 N. התשובה היא כוח, בניוטונים.
מה ההבדל בין מסה למשקל?
מסה היא כמות החומר בגוף, בקילוגרמים, והיא לא משתנה ממקום למקום. משקל הוא כוח הכובד על המסה הזו, בניוטונים, ולכן הוא משתנה עם g: 686.7 N על כדור הארץ ו-113.4 N על הירח לאותם 70 kg.
מהו ניוטון?
יחידת ה-SI של כוח: 1 N = 1 kg·m/s², הכוח שמקנה ל-1 kg תאוצה של 1 m/s². 1 kN הוא 1000 N, ופאונד כוח אחד הוא בערך 4.448 N.
איך מוצאים מסה מכוח ותאוצה?
מחלצים מ-F = ma את m = F/a. כוח של 20 N שנותן תאוצה של 4 m/s² פירושו מסה של 20 / 4 = 5 kg.
כמה זה g על הירח ועל כוכבי לכת אחרים?
בערך 1.62 m/s² על הירח, 3.71 על מאדים, 8.87 על נוגה ו-24.79 על צדק, לעומת 9.81 על כדור הארץ. הקלידו כל אחד מהם בתיבת g שבלשונית המשקל.
