Força és un terme físic definit com una influència que fa que un objecte canviï la seva velocitat o direcció de moviment o rotació. Les forces poden accelerar objectes tirant o empenyent. La relació entre força, massa i acceleració va ser definida per Isaac Newton a la segona llei de Newton, que estableix que la força d’un objecte és el producte de la seva massa i acceleració. Si voleu saber mesurar la força, seguiu aquests passos.
Pas
Mètode 1 de 2: mesurar la força
Pas 1. Comprendre la relació entre força, massa i acceleració
La força d’un objecte és simplement el producte de la seva massa i la seva acceleració. Aquesta relació es pot definir mitjançant la fórmula següent: Força = massa x acceleració.
A continuació, es detallen algunes altres coses a l’hora de mesurar la força:
- La unitat estàndard de massa és el quilogram (kg).
- La unitat estàndard d’acceleració és m / s2.
- La unitat estàndard de força és el newton (N). Newton és una unitat derivada. 1N = 1 kg x 1m / s2.
Pas 2. Mesureu la massa de l'objecte donat
La massa d’un objecte és la quantitat de matèria que conté. La massa d’un objecte no canvia mai, independentment del planeta en què es trobi; mentre que el pes varia en funció de l’atracció gravitatòria. La vostra massa a la Terra i a la Lluna és la mateixa. En el sistema mètric, la massa es pot escriure en grams o quilograms. Suposem que l’objecte que fem servir és un camió amb massa 1000 kg.
- Per trobar la massa d’un objecte determinat, col·loqueu-lo sobre una balança triple o doble. Aquest balanç mesurarà la massa en quilograms o grams.
- En el sistema imperial, la massa es pot expressar en lliures (lliures). Com que la força també es pot expressar en aquestes unitats, el terme "lliura-massa" es va encunyar per distingir-ne l'ús. Tanmateix, si trobeu la massa d’un objecte expressada en lliures, simplement multipliqueu-la per 0,45 per trobar el valor en quilograms.
Pas 3. Mesureu l'acceleració de l'objecte
En física, l'acceleració es defineix com el canvi de velocitat, que es defineix com la velocitat en una direcció determinada, per unitat de temps. A part d’accelerar-se, l’acceleració també es pot definir com a desacceleració o canvi de direcció. De la mateixa manera que la velocitat es pot mesurar amb un velocímetre, l’acceleració també es pot mesurar amb un acceleròmetre. Deixem l’acceleració del camió amb massa 1000 kg és 3 m / s2.
- En el sistema mètric, la velocitat s’escriu en centímetres per segon o metres per segon i l’acceleració s’escriu en centímetres per segon per segon (centímetres per segon al quadrat) o metres per segon per segon (metres per segon al quadrat).
- Al sistema imperial, una manera d’expressar la velocitat són els peus per segon. Per tant, l’acceleració també es pot expressar en unitats de peus per segon al quadrat.
Pas 4. Multiplicar la massa de l'objecte per la seva acceleració
El resultat és un valor d’estil. Simplement connecteu els números que s’han obtingut a l’equació i coneixereu la força d’un objecte. Recordeu escriure la vostra resposta en netwon (N).
- Força = massa x acceleració
- Força = 1000 kg x 3m / s2
- Força = 3000N
Mètode 2 de 2: Conceptes més complicats
Pas 1. Cerqueu la massa si coneixeu la força i l'acceleració
Si coneixeu la força i l’acceleració d’un objecte, només cal que connecteu els valors a la mateixa fórmula per trobar la massa de l’objecte. A continuació s’explica com fer-ho:
- Força = massa x acceleració
- 3N = Massa x 3m / s2
- Massa = 3N / 3m / s2
- Massa = 1 kg
Pas 2. Cerqueu l’acceleració si coneixeu la força i la massa
Si coneixeu la força i la massa d’un objecte, només cal que connecteu els valors a la mateixa fórmula per trobar l’acceleració de l’objecte. A continuació s’explica com fer-ho:
- Força = massa x acceleració
- 10N = 2 kg x acceleració
- Acceleració = 10 N / 2 kg
- Acceleració = 5 m / s2
Pas 3. Cerqueu l'acceleració d'un objecte
Si voleu conèixer la força d’un objecte, podeu calcular-ne l’acceleració sempre que en conegueu la massa. Tot el que heu de fer és utilitzar una fórmula per trobar l’acceleració d’un objecte. La fórmula és (Acceleració = Velocitat final - Velocitat inicial) / Temps.
- Exemple: un corredor té una velocitat de 6 m / 2 en 10 segons. Quina és l’acceleració?
- La velocitat final és de 6 m / s. La seva velocitat inicial és de 0 m / s. El temps és de 10 s.
- Acceleració = (6 m / s - 0 m / s) / 10s = 6 / 10s = 0,6m / s2
Consells
- La massa també es pot escriure en llimacs, sent una llimona igual a 32.174 lliures de massa. Una escòria és la quantitat de massa que es pot accelerar 1 quilos de força mitjançant una acceleració d'1 peu per segon al quadrat. Quan es multiplica la massa en llimacs per l’acceleració en peus per segon al quadrat, no s’utilitza la constant de conversió.
- Així, una massa de 640 lliures que accelera a 5 peus per segon al quadrat té una força aproximada de 640 vegades 5 dividida per 32 o 100 lliures de força.
- El pes és la massa afectada per l’acceleració per gravetat. A la superfície terrestre, l’acceleració és d’uns 9,8 metres per segon al quadrat (9.8065) o 32 peus per segon al quadrat (32, 174). Així, en el sistema mètric, una massa de 100 kg equival a 980 newtons i una massa de 100 grams equival a 980 dines. Al sistema britànic, la massa i el pes es poden escriure en les mateixes unitats, de manera que 100 lliures de massa pesa 100 lliures (100 lliures de força). Com que una balança de molla mesura l'atracció de la gravetat sobre un objecte, en realitat mesura el pes, no la massa. (En l'ús quotidià, no hi ha diferències, sempre que s'apliqui la gravetat a la superfície terrestre).
- Dividiu el resultat per la constant de conversió si feu servir unitats angleses. Com es va assenyalar anteriorment, la lliura pot ser una unitat de massa o força al sistema britànic; quan s’utilitza com a unitat de força, la lliura s’anomena lliura de força. La constant de conversió és de 32,174 lliures peus per lliura de força al segon quadrat; 32, 174 és el valor de l’acceleració deguda a la gravetat de la Terra en peus per segon al quadrat. (Per simplificar les matemàtiques, arrodonirem el valor a 32.)
- Tingueu en compte que la relació entre força, massa i acceleració significa que un objecte amb una massa petita i una acceleració gran pot tenir la mateixa força que un objecte amb una massa gran i una acceleració petita.
- Una massa de 150 quilograms amb una acceleració de 10 metres per segon al quadrat té una força de 150 vegades 10, o 1500 quilograms per segon al quadrat. (Un quilogram de metre per segon al quadrat s’anomena newton.)
- Els estils poden tenir noms especials en funció del seu efecte en un objecte. La força que fa que un objecte s’acceleri s’anomena empenta, mentre que la força que fa que un objecte s’alenteixi és una atracció. La força que canvia el sentit de rotació d’un objecte que gira al voltant del seu eix s’anomena parell motor.
- Una massa de 20 grams amb una acceleració de 5 cm per segon al quadrat té una força de 20 vegades 5, o 100 grams de centímetres per segon al quadrat. (Un gram centímetre per segon al quadrat s’anomena dyne).
