Силата е физически термин, дефиниран като влияние, което кара обекта да промени скоростта или посоката на движение или въртене. Силите могат да ускорят обектите чрез дърпане или бутане. Връзката между сила, маса и ускорение е дефинирана от Исак Нютон във втория закон на Нютон, който гласи, че силата на обект е продукт на неговата маса и ускорение. Ако искате да знаете как да измервате сила, просто следвайте тези стъпки.
Стъпка
Метод 1 от 2: Измервателна сила
Стъпка 1. Разберете връзката между сила, маса и ускорение
Силата на обекта е просто продукт на неговата маса и ускорението му. Тази връзка може да се определи по следната формула: Сила = Маса x Ускорение.
Ето някои други неща, които трябва да имате предвид при измерване на сила:
- Стандартната единица за маса е килограм (kg).
- Стандартната единица за ускорение е m/s2.
- Стандартната единица за сила е нютон (N). Нютон е производна единица. 1N = 1 kg x 1m/s2.
Стъпка 2. Измерете масата на дадения обект
Масата на обекта е количеството вещество, съдържащо се в него. Масата на обекта никога не се променя, независимо на коя планета се намира; докато теглото варира в зависимост от гравитационното привличане. Вашата маса на Земята и на Луната е една и съща. В метричната система масата може да бъде записана в грамове или килограми. Да предположим, че обектът, който използваме, е камион с маса 1000 кг.
- За да намерите масата на даден обект, поставете го на тройна или двойна везна. Този баланс ще измерва масата в килограми или грамове.
- В имперската система масата може да бъде изразена в паунди (паунда). Тъй като силата може да бъде изразена и в тези единици, терминът "маса на килограм" е въведен, за да се разграничи употребата му. Ако обаче намерите масата на обект, изразена в килограми, просто я умножете по 0,45, за да намерите стойността в килограми.
Стъпка 3. Измерете ускорението на обекта
Във физиката ускорението се определя като промяна в скоростта, която се определя като скоростта в дадена посока, за единица време. Освен ускорено, ускорението може да се определи и като забавяне или промяна на посоката. Точно както скоростта може да бъде измерена със скоростомер, ускорението може да бъде измерено и с акселерометър. Нека ускорението на камиона с маса 1000 кг е 3 м/сек2.
- В метричната система скоростта се записва в сантиметри в секунда или метри в секунда, а ускорението се записва в сантиметри в секунда в секунда (сантиметри в секунда на квадрат) или метри в секунда в секунда (метри в секунда на квадрат).
- В имперската система един от начините за изразяване на скоростта е крака в секунда. Така че ускорението може да се изрази и в единици футове в секунда на квадрат.
Стъпка 4. Умножете масата на обекта с ускорението му
Резултатът е стойност на стила. Просто включете получените числа в уравнението и ще разберете силата на обекта. Не забравяйте да напишете отговора си в netwon (N).
- Сила = Маса x Ускорение
- Сила = 1000 kg x 3m/s2
- Сила = 3000N
Метод 2 от 2: По -сложни концепции
Стъпка 1. Намерете масата, ако знаете силата и ускорението
Ако знаете силата и ускорението на даден обект, просто включете стойностите в същата формула, за да намерите масата на обекта. Ето как да го направите:
- Сила = Маса x Ускорение
- 3N = Маса x 3m/s2
- Маса = 3N/3m/s2
- Маса = 1 кг
Стъпка 2. Намерете ускорението, ако знаете силата и масата
Ако знаете силата и масата на обект, просто включете стойностите в същата формула, за да намерите ускорението на обекта. Ето как да го направите:
- Сила = Маса x Ускорение
- 10N = 2 кг x Ускорение
- Ускорение = 10N/2 кг
- Ускорение = 5m/s2
Стъпка 3. Намерете ускорението на обект
Ако искате да знаете силата на обект, можете да изчислите ускорението му, стига да знаете масата му. Всичко, което трябва да направите, е да използвате формула, за да намерите ускорението на обект. Формулата е (Ускорение = Крайна скорост - Начална скорост)/Време.
- Пример: Бегачът има скорост 6 m/2 за 10 секунди. Какво е ускорението?
- Крайната скорост е 6 m/s. Първоначалната му скорост е 0 m/s. Времето е 10 s.
- Ускорение = (6 m/s - 0 m/s)/10s = 6/10s = 0.6m/s2
Съвети
- Масата може да се запише и на охлюви, като един охлюв е равен на 32 174 паунда маса. Една шлака е количеството маса, което може да се ускори с 1 килограм сила чрез ускорение от 1 фут в секунда на квадрат. При умножаване на масата в охлюви по ускорението в крака в секунда на квадрат, константата на преобразуване не се използва.
- По този начин, маса от 640 паунда, ускоряваща се на квадрат от 5 фута в секунда, има приблизителна сила от 640 по 5, разделена на 32 или 100 паунда сила.
- Теглото е масата, повлияна от ускорението поради гравитацията. На повърхността на Земята ускорението е около 9,8 метра в секунда на квадрат (9,8065) или 32 фута в секунда на квадрат (32, 174). Така в метричната система маса от 100 кг е еквивалентна на 980 нютона, а маса от 100 грама е еквивалентна на 980 дина. В британската система масата и теглото могат да бъдат записани в едни и същи единици, така че 100 паунда маса тежи 100 паунда (100 паунда сила). Тъй като пружинният баланс измерва гравитацията на обект, той всъщност измерва теглото, а не масата. (При ежедневна употреба няма разлика, стига гравитацията да е приложена към земната повърхност.)
- Разделете резултата на константата на преобразуване, ако използвате английски единици. Както бе отбелязано по -горе, лирата може да бъде единица за маса или сила в британската система; когато се използва като единица сила, паундът се нарича фунт на сила. Константата за преобразуване е 32.174 фунта-фута на килограм сила втори квадрат; 32, 174 е стойността на ускорението, дължащо се на земната гравитация в футове в секунда на квадрат. (За да опростим математиката, ще закръглим стойността до 32.)
- Обърнете внимание, че връзката между сила, маса и ускорение означава, че обект с малка маса и голямо ускорение може да има същата сила като обект с голяма маса и малко ускорение.
- Маса от 150 килограма с ускорение от 10 метра в секунда на квадрат има сила 150 по 10 или 1500 килограма метра в секунда на квадрат. (Един килограм метър в секунда на квадрат се нарича нютон.)
- Стиловете могат да имат специални имена в зависимост от ефекта им върху обект. Силата, която кара обекта да се ускори, се нарича тласък, докато силата, която кара обекта да се забави, е издърпване. Силата, която променя посоката на въртене на обект, въртящ се около оста си, се нарича въртящ момент.
- Маса от 20 грама с ускорение от 5 см в секунда на квадрат има сила 20 по 5 или 100 грама сантиметри в секунда на квадрат. (Един грам сантиметър в секунда на квадрат се нарича дин.)
