Rozpędzanie samochodu
plain
m = 1200 kg, a = 3 m/s²F = ma = 1200 · 3 = 3600 N, czyli 3,6 kN. To siła wypadkowa: silnik musi pchać o tyle mocniej, niż hamują samochód opór powietrza i tarcie.
Kalkulator siły
Druga zasada dynamiki Newtona, F = ma, i ciężar, W = mg, rozwiązane dla dowolnej wielkości.
Ostatnia aktualizacja
Chcesz rozwiązywać takie zadania bez kalkulatora?
Kurs fizyki Coddy uczy samej metody: każde zadanie rozwiązujesz krok po kroku na interaktywnej tablicy, a ona pokazuje, który krok poszedł nie tak.
Wzór na siłę: druga zasada dynamiki Newtona
Druga zasada dynamiki Newtona mówi, że siła wypadkowa działająca na ciało równa się jego masie razy przyspieszenie: F = ma. Gdy m jest w kilogramach, a a w metrach na sekundę do kwadratu, F wychodzi w niutonach, N. Jeden niuton to siła, która nadaje ciału o masie 1 kg przyspieszenie 1 m/s². Rozpędzenie samochodu o masie 1200 kg z przyspieszeniem 3 m/s² wymaga 1200 · 3 = 3600 N.
Ciężar też jest siłą, siłą przyciągania grawitacyjnego działającą na masę, i podlega temu samemu prawu z przyspieszeniem spadku swobodnego: W = mg. Na Ziemi g wynosi 9,81 m/s², więc osoba o masie 70 kg waży 70 · 9,81 = 686,7 N. Na Księżycu g wynosi 1,62 m/s² i ta sama osoba waży 113,4 N. Masa wszędzie pozostaje równa 70 kg; zmienia się tylko ciężar.
Kalkulator ma zakładkę dla każdego wzoru. W pierwszej podaj dwie z wielkości: siła, masa i przyspieszenie, a znajdzie trzecią. W drugiej podaj masę, aby dostać ciężar, albo ciężar, aby dostać masę; g na początku wynosi 9,81 m/s² i możesz je zmienić dla Księżyca, innej planety albo zadania, które używa 9,8, albo wyczyścić, aby obliczyć g z ciężaru i masy. Gramy, funty, kiloniutony i funty siły są najpierw przeliczane na jednostki SI, a każdy krok jest pokazany.
Na co zwrócić uwagę
- F w F = ma to siła wypadkowa, wszystkie siły działające na ciało zsumowane z uwzględnieniem kierunków. Pchnij skrzynię siłą 50 N wbrew sile tarcia 20 N, a siła wypadkowa wyniesie 30 N.
- 1 N = 1 kg·m/s². Jabłko o masie 100 g waży około 0,98 N, mniej więcej jeden niuton.
- Masa mówi, ile jest materii, mierzy się ją w kilogramach i wszędzie jest taka sama. Ciężar to siła, mierzy się go w niutonach i zależy od g.
- Podwój siłę działającą na tę samą masę, a przyspieszenie się podwoi; podwój masę przy tej samej sile, a zmaleje o połowę.
- Siła ma kierunek. Ujemny wynik oznacza, że siła jest skierowana przeciwnie do zwrotu, który wybrałeś jako dodatni.
Jak obliczyć siłę
Wyraź masę w kilogramach
Gramy podziel przez 1000, funty pomnóż przez 0,4536. 500 g to 0,5 kg.
Wyraź przyspieszenie w m/s²
ft/s² pomnóż przez 0,3048. Dla ciężaru przyspieszeniem jest g: na Ziemi 9,81 m/s².
Pomnóż
F = m · a. 1200 kg · 3 m/s² = 3600 N, czyli 3,6 kN.
Przekształć wzór dla pozostałych wielkości
m = F/a oraz a = F/m. Zostaw puste pole, którego szukasz, a kalkulator zapisze przekształcony wzór, zanim podstawi liczby.
Ciężar osoby o masie 70 kg w Układzie Słonecznym
W = mg z przyspieszeniem grawitacyjnym na powierzchni każdego ciała niebieskiego, po zaokrągleniu. Masa w każdym wierszu wynosi 70 kg; zmienia się tylko g.
| Miejsce | g | Ciężar |
|---|---|---|
| Księżyc | 1,62 m/s² | 113,4 N |
| Mars | 3,71 m/s² | 259,7 N |
| Wenus | 8,87 m/s² | 620,9 N |
| Ziemia | 9,81 m/s² | 686,7 N |
| Jowisz | 24,79 m/s² | 1735,3 N |
Przykłady z rozwiązaniem
Masa z siły
plain
F = 20 N, a = 4 m/s²Zostaw masę pustą: m = F/a = 20 / 4 = 5 kg.
Twój ciężar na Ziemi
plain
m = 70 kg, g = 9,81 m/s²W zakładce ciężaru W = mg = 70 · 9,81 = 686,7 N, około 154,4 funta siły.
Ta sama osoba na Księżycu
plain
m = 70 kg, g = 1,62 m/s²Zmień g na 1,62: W = 70 · 1,62 = 113,4 N, około jednej szóstej ciężaru na Ziemi, przy tej samej masie 70 kg.
Częste błędy
- Nazywanie masy ciężarem. 70 kg to masa; jej ciężar na Ziemi wynosi 686,7 N. Waga łazienkowa pokazuje kilogramy, bo dzieli przez g za ciebie.
- Używanie gramów. 500 g to 0,5 kg; wstawienie 500 daje siłę tysiąc razy za dużą.
- Używanie jednej siły, gdy działa ich kilka. F = ma używa siły wypadkowej, więc najpierw zsumuj wszystkie siły z uwzględnieniem kierunków.
- Mylenie funtów z funtami siły. lb to masa (0,4536 kg), a lbf to siła (4,448 N). Masa 1 lb waży na Ziemi około 1 lbf.
- Używanie innego g niż w twoim kursie. Niektóre zadania zaokrąglają je do 9,8 albo 10 m/s²; zmień pole g, żeby się zgadzało, inaczej wyniki będą się nieco różnić.
- Pomijanie kierunku. Siła hamowania samochodu jadącego do przodu jest ujemna, jeśli zwrot do przodu jest dodatni, a F = ma daje wtedy ujemne przyspieszenie, czyli zwalnianie.
Siła: najczęstsze pytania
Jaki jest wzór na siłę?
F = ma, druga zasada dynamiki Newtona: siła równa się masie razy przyspieszenie. Gdy masa jest w kilogramach, a przyspieszenie w m/s², siła wychodzi w niutonach. 1200 kg przy 3 m/s² wymaga 3600 N.
Co mówi druga zasada dynamiki Newtona?
Siła wypadkowa działająca na ciało równa się jego masie razy przyspieszenie, F = ma. Większa siła daje większe przyspieszenie, a większa masa wymaga większej siły, aby uzyskać to samo przyspieszenie.
Jak obliczyć ciężar z masy?
Pomnóż przez g, przyspieszenie spadku swobodnego: W = mg. Na Ziemi g wynosi 9,81 m/s², więc 70 kg waży 70 · 9,81 = 686,7 N. Wynik jest siłą, w niutonach.
Czym różni się masa od ciężaru?
Masa to ilość materii w ciele, w kilogramach, i nie zmienia się w zależności od miejsca. Ciężar to siła grawitacji działająca na tę masę, w niutonach, więc zmienia się razem z g: 686,7 N na Ziemi i 113,4 N na Księżycu przy tych samych 70 kg.
Co to jest niuton?
Jednostka siły w układzie SI: 1 N = 1 kg·m/s², siła, która nadaje ciału o masie 1 kg przyspieszenie 1 m/s². 1 kN to 1000 N, a 1 funt siły to około 4,448 N.
Jak obliczyć masę z siły i przyspieszenia?
Przekształć F = ma do postaci m = F/a. Siła 20 N, która nadaje przyspieszenie 4 m/s², oznacza masę 20 / 4 = 5 kg.
Ile wynosi g na Księżycu i innych planetach?
Około 1,62 m/s² na Księżycu, 3,71 na Marsie, 8,87 na Wenus i 24,79 na Jowiszu, wobec 9,81 na Ziemi. Wpisz dowolną z tych wartości w pole g w zakładce ciężaru.
