Разгон автомобиля
plain
m = 1200 кг, a = 3 м/с²F = ma = 1200 · 3 = 3600 Н, то есть 3,6 кН. Это равнодействующая сила: двигатель должен толкать на столько сильнее, чем сопротивление воздуха и трение, тормозящие автомобиль.
Калькулятор силы
Второй закон Ньютона F = ma и сила тяжести W = mg, решённые для любой величины.
Обновлено
Хотите решать такие задачи без калькулятора?
Курс физики Coddy учит самому методу: вы решаете каждую задачу по шагам на интерактивной доске и узнаёте, на каком шаге ошиблись.
Формула силы: второй закон Ньютона
Второй закон Ньютона гласит, что равнодействующая сила, действующая на тело, равна произведению его массы на ускорение: F = ma. Если m в килограммах, а a в метрах на секунду в квадрате, F получается в ньютонах, Н. Один ньютон это сила, которая сообщает телу массой 1 кг ускорение 1 м/с². Чтобы разогнать автомобиль массой 1200 кг с ускорением 3 м/с², нужно 1200 · 3 = 3600 Н.
Вес тоже сила: это сила, с которой тело из-за притяжения Земли давит на опору, и для тела в покое она подчиняется тому же закону с ускорением свободного падения: W = mg. На Земле g равно 9,81 м/с², поэтому человек массой 70 кг весит 70 · 9,81 = 686,7 Н. На Луне g равно 1,62 м/с², и тот же человек весит 113,4 Н. Масса везде остаётся 70 кг; меняется только вес.
У калькулятора есть вкладка для каждого случая. В первой задайте две величины из силы, массы и ускорения, и он найдёт третью. Во второй задайте массу, чтобы найти вес, или вес, чтобы найти массу; g по умолчанию равно 9,81 м/с², его можно изменить для Луны, другой планеты или задачи, где берут 9,8, или очистить, чтобы найти g по весу и массе. Граммы, фунты, килоньютоны и фунт-силы сначала переводятся в СИ, и каждый шаг показан.
На что обратить внимание
- F в F = ma это равнодействующая сила, сумма всех сил, действующих на тело, с учётом направлений. Толкните ящик с силой 50 Н против силы трения 20 Н, и равнодействующая будет 30 Н.
- 1 Н = 1 кг·м/с². Яблоко массой 100 г весит около 0,98 Н, примерно один ньютон.
- Масса это количество вещества, в килограммах, и она одинакова везде. Вес это сила, в ньютонах, и он зависит от g.
- Удвойте силу, действующую на ту же массу, и ускорение удвоится; удвойте массу при той же силе, и ускорение уменьшится вдвое.
- У силы есть направление. Отрицательный ответ означает, что сила направлена против направления, выбранного положительным.
Как вычислить силу
Переведите массу в килограммы
Граммы разделите на 1000, фунты умножьте на 0,4536. 500 г это 0,5 кг.
Переведите ускорение в м/с²
фут/с² умножьте на 0,3048. Для веса ускорение равно g: 9,81 м/с² на Земле.
Перемножьте
F = m · a. 1200 кг · 3 м/с² = 3600 Н, то есть 3,6 кН.
Выразите другие величины
m = F/a и a = F/m. Оставьте пустым нужное поле, и калькулятор запишет выраженную формулу, прежде чем подставить числа.
Вес человека массой 70 кг в Солнечной системе
W = mg с ускорением свободного падения на поверхности каждого тела, с округлением. Масса во всех строках 70 кг; меняется только g.
| Где | g | Вес |
|---|---|---|
| Луна | 1,62 м/с² | 113,4 Н |
| Марс | 3,71 м/с² | 259,7 Н |
| Венера | 8,87 м/с² | 620,9 Н |
| Земля | 9,81 м/с² | 686,7 Н |
| Юпитер | 24,79 м/с² | 1735,3 Н |
Разобранные примеры
Масса по силе
plain
F = 20 Н, a = 4 м/с²Оставьте массу пустой: m = F/a = 20 / 4 = 5 кг.
Ваш вес на Земле
plain
m = 70 кг, g = 9,81 м/с²На вкладке «Вес» W = mg = 70 · 9,81 = 686,7 Н, около 154,4 фунт-силы.
Тот же человек на Луне
plain
m = 70 кг, g = 1,62 м/с²Измените g на 1,62: W = 70 · 1,62 = 113,4 Н, примерно шестая часть веса на Земле при той же массе 70 кг.
Частые ошибки
- Называть массу весом. 70 кг это масса; вес такого тела на Земле 686,7 Н. Напольные весы показывают килограммы, потому что делят на g за вас.
- Подставлять граммы. 500 г это 0,5 кг; если подставить 500, сила выйдет в тысячу раз больше.
- Брать одну силу, когда их несколько. В F = ma входит равнодействующая, поэтому сначала сложите все силы с учётом направлений.
- Путать фунты и фунт-силы. lb это масса (0,4536 кг), а lbf это сила (4,448 Н). Тело массой 1 фунт весит на Земле около 1 фунт-силы.
- Брать не то g, что принято в вашем курсе. В некоторых задачах его округляют до 9,8 или 10 м/с²; измените поле g, иначе ответы будут немного отличаться.
- Забывать о направлении. Сила торможения автомобиля, едущего вперёд, отрицательна, если вперёд положительно, и тогда F = ma даёт отрицательное ускорение замедления.
Вопросы о силе
Какая формула силы?
F = ma, второй закон Ньютона: сила равна массе, умноженной на ускорение. Если масса в килограммах, а ускорение в м/с², сила получается в ньютонах. Для 1200 кг при 3 м/с² нужно 3600 Н.
Что такое второй закон Ньютона?
Равнодействующая сила, действующая на тело, равна произведению его массы на ускорение, F = ma. Большая сила даёт большее ускорение, а большей массе для того же ускорения нужна большая сила.
Как вычислить вес по массе?
Умножьте на g, ускорение свободного падения: W = mg. На Земле g равно 9,81 м/с², поэтому 70 кг весят 70 · 9,81 = 686,7 Н. Ответ это сила, в ньютонах.
Чем масса отличается от веса?
Масса это количество вещества в теле, в килограммах, и она не меняется от места к месту. Вес это сила, с которой тело из-за притяжения действует на опору, в ньютонах, поэтому он меняется вместе с g: 686,7 Н на Земле и 113,4 Н на Луне для тех же 70 кг.
Что такое ньютон?
Единица силы в СИ: 1 Н = 1 кг·м/с², сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1 м/с². 1 кН это 1000 Н, а 1 фунт-сила примерно 4,448 Н.
Как найти массу по силе и ускорению?
Выразите массу из F = ma: m = F/a. Сила 20 Н, сообщающая ускорение 4 м/с², означает массу 20 / 4 = 5 кг.
Чему равно g на Луне и других планетах?
Около 1,62 м/с² на Луне, 3,71 на Марсе, 8,87 на Венере и 24,79 на Юпитере, против 9,81 на Земле. Введите любое из этих значений в поле g на вкладке «Вес».
