Bir arabayı hızlandırmak
plain
m = 1200 kg, a = 3 m/s²F = ma = 1200 · 3 = 3600 N, yani 3,6 kN. Bu net kuvvettir: motor, arabayı geride tutan hava direnci ve sürtünmeden bu kadar daha fazla itmelidir.
Kuvvet hesaplama
Newton'un ikinci yasası F = ma ve ağırlık W = mg, her değer için çözülür.
Son güncelleme
Bunları hesap makinesi olmadan çözmek ister misin?
Coddy fizik dersi yöntemin kendisini öğretir: her problemi etkileşimli bir tahtada adım adım çözersin ve hangi adımın yanlış gittiğini öğrenirsin.
Kuvvet formülü: Newton'un ikinci yasası
Newton'un ikinci yasası, yani dinamiğin temel prensibi, bir cisme etki eden net kuvvetin kütle çarpı ivmeye eşit olduğunu söyler: F = ma. m kilogram, a metre bölü saniye kare cinsindeyse F newton, N cinsinden çıkar. Bir newton, 1 kg'a 1 m/s² ivme kazandıran kuvvettir. 1200 kg'lık bir arabayı 3 m/s² ile hızlandırmak 1200 · 3 = 3600 N gerektirir.
Ağırlık da bir kuvvettir, yer çekiminin bir kütleye uyguladığı çekim, ve aynı yasaya serbest düşme ivmesiyle uyar: W = mg. Dünya'da g 9,81 m/s² olduğundan 70 kg'lık bir insanın ağırlığı 70 · 9,81 = 686,7 N'dur. Ay'da g 1,62 m/s²'dir ve aynı insanın ağırlığı 113,4 N olur. Kütle her yerde 70 kg kalır; değişen yalnızca ağırlıktır.
Hesaplayıcıda her biri için bir sekme var. İlkinde kuvvet, kütle ve ivmeden ikisini ver, üçüncüsünü bulsun. İkincisinde ağırlık için kütleyi, kütle için ağırlığı ver; g 9,81 m/s² ile başlar ve Ay, başka bir gezegen ya da 9,8 kullanan bir soru için değiştirebilirsin, ya da bir ağırlık ve kütleden g'yi bulmak için kutuyu boşaltabilirsin. Gram, pound, kilonewton ve pound kuvvet önce SI birimlerine çevrilir; her adım gösterilir.
Nelere dikkat etmeli
- F = ma içindeki F net kuvvettir, yani cisme etki eden her şeyin yönleriyle toplamı. Bir kutuyu 20 N'luk sürtünmeye karşı 50 N ile itersen net kuvvet 30 N olur.
- 1 N = 1 kg·m/s². 100 g'lık bir elmanın ağırlığı yaklaşık 0,98 N, kabaca bir newtondur.
- Kütle madde miktarıdır, kilogramla ölçülür ve her yerde aynıdır. Ağırlık bir kuvvettir, newtonla ölçülür ve g'ye bağlıdır.
- Aynı kütleye etki eden kuvveti iki katına çıkar, ivme iki katına çıkar; aynı kuvvetle kütleyi iki katına çıkar, ivme yarıya iner.
- Kuvvetin yönü vardır. Negatif bir cevap, kuvvetin pozitif seçtiğin yönün tersini gösterdiği anlamına gelir.
Kuvvet nasıl hesaplanır
Kütleyi kilograma çevir
Gramı 1000'e böl, poundu 0,4536 ile çarp. 500 g, 0,5 kg'dır.
İvmeyi m/s²'ye çevir
ft/s²'yi 0,3048 ile çarp. Ağırlıkta ivme g'dir: Dünya'da 9,81 m/s².
Çarp
F = m · a. 1200 kg · 3 m/s² = 3600 N, yani 3,6 kN.
Diğer değerler için düzenle
m = F/a ve a = F/m. Bulmak istediğin kutuyu boş bırak; hesaplayıcı sayıları koymadan önce düzenlenmiş formülü yazar.
70 kg'lık bir insanın Güneş sistemindeki ağırlığı
Her gök cisminin yüzey çekim ivmesiyle W = mg, yuvarlanmış. Her satırda kütle 70 kg; değişen yalnızca g.
| Yer | g | Ağırlık |
|---|---|---|
| Ay | 1,62 m/s² | 113,4 N |
| Mars | 3,71 m/s² | 259,7 N |
| Venüs | 8,87 m/s² | 620,9 N |
| Dünya | 9,81 m/s² | 686,7 N |
| Jüpiter | 24,79 m/s² | 1735,3 N |
Çözümlü örnekler
Kuvvetten kütle
plain
F = 20 N, a = 4 m/s²Kütleyi boş bırak: m = F/a = 20 / 4 = 5 kg.
Dünya'daki ağırlığın
plain
m = 70 kg, g = 9,81 m/s²Ağırlık sekmesinde W = mg = 70 · 9,81 = 686,7 N, yaklaşık 154,4 pound kuvvet.
Aynı insan Ay'da
plain
m = 70 kg, g = 1,62 m/s²g'yi 1,62 yap: W = 70 · 1,62 = 113,4 N, Dünya'daki ağırlığın yaklaşık altıda biri; kütle yine 70 kg.
Sık yapılan hatalar
- Kütleye ağırlık demek. 70 kg bir kütledir; Dünya'daki ağırlığı 686,7 N'dur. Banyo tartısı kilogram gösterir, çünkü senin için g'ye böler.
- Gram kullanmak. 500 g, 0,5 kg'dır; 500 yazmak bin kat büyük bir kuvvet verir.
- Birden çok kuvvet etki ederken tek bir kuvvet kullanmak. F = ma net kuvveti kullanır, bu yüzden önce her kuvveti yönüyle topla.
- Pound ile pound kuvveti karıştırmak. lb bir kütledir (0,4536 kg), lbf ise bir kuvvettir (4,448 N). 1 lb'lik bir kütle Dünya'da yaklaşık 1 lbf gelir.
- Dersindekinden farklı bir g kullanmak. Bazı sorular onu 9,8 ya da 10 m/s²'ye yuvarlar; g kutusunu buna göre değiştir, yoksa cevaplar biraz farklı çıkar.
- Yönü atlamak. İleri yön pozitifken ileri giden bir arabaya etki eden fren kuvveti negatiftir ve F = ma o zaman yavaşlamanın negatif ivmesini verir.
Kuvvet hakkında sık sorulanlar
Kuvvet formülü nedir?
F = ma, Newton'un ikinci yasası: kuvvet, kütle çarpı ivmeye eşittir. Kütle kilogram, ivme m/s² cinsindeyse kuvvet newton cinsindendir. 3 m/s² ile hızlanan 1200 kg için 3600 N gerekir.
Newton'un ikinci yasası nedir?
Bir cisme etki eden net kuvvet, kütlesi çarpı ivmesine eşittir: F = ma. Türk ders kitaplarında dinamiğin temel prensibi olarak da geçer. Daha büyük kuvvet daha büyük ivme verir; daha büyük kütle aynı ivme için daha büyük kuvvet ister.
Kütleden ağırlık nasıl hesaplanır?
Serbest düşme ivmesi g ile çarp: W = mg. Dünya'da g 9,81 m/s² olduğundan 70 kg, 70 · 9,81 = 686,7 N gelir. Cevap bir kuvvettir, newton cinsindendir.
Kütle ile ağırlık arasındaki fark nedir?
Kütle bir cisimdeki madde miktarıdır, kilogramla ölçülür ve yerden yere değişmez. Ağırlık o kütleye etki eden yer çekimi kuvvetidir, newtonla ölçülür ve g ile değişir: aynı 70 kg Dünya'da 686,7 N, Ay'da 113,4 N gelir.
Newton nedir?
Kuvvetin SI birimidir: 1 N = 1 kg·m/s², yani 1 kg'a 1 m/s² ivme kazandıran kuvvet. 1 kN 1000 N'dur, 1 pound kuvvet ise yaklaşık 4,448 N'dur.
Kuvvet ve ivmeden kütle nasıl bulunur?
F = ma'yı m = F/a olarak düzenle. 4 m/s² ivme kazandıran 20 N'luk bir kuvvet, 20 / 4 = 5 kg'lık bir kütle demektir.
Ay'da ve diğer gezegenlerde g kaçtır?
Dünya'daki 9,81'e karşı Ay'da yaklaşık 1,62 m/s², Mars'ta 3,71, Venüs'te 8,87 ve Jüpiter'de 24,79. Bunlardan herhangi birini ağırlık sekmesindeki g kutusuna yazabilirsin.
