Neto spēks tiek definēta kā summa no visiem spēkiem, kas darbojas uz objektu. Piemērs? Kad izsit futbola bumbu, bumba paceļas un pārvietojas pa gaisu. Tajā brīdī lodei iedarbojas tīrais spēks. Kad bumba sāk atgriezties zemē un beidzot apstājas, uz bumbiņu iedarbojas arī tīkla spēks.
Ņūtona Otrais likums saka, ka "kad tīkla spēks iedarbojas uz objektu, tad šim objektam jāpaātrinās, tas ir, tā ātrums mainās no sekundes uz otru". Pirmoreiz sitot futbola bumbu, tā paātrinās, un, kad futbola bumba sāk bremzēt līdz pieturai, tā arī paātrinās.
Var būt vairāki spēki, kas iedarbojas uz objektu, un, saskaitot visus šos spēkus, rezultāts ir tas, ko mēs saucam par neto spēku, kas iedarbojas uz objektu.
Ja neto spēks palielinās līdz nullei, objekts nepaātrinās, tāpēc tas pārvietojas ar nemainīgu ātrumu. Ja neto spēks tiek pievienots vērtībai, kas nav nulle, tad objekts paātrinās.
Dabā visi spēki pretojas citiem spēkiem, piemēram, berzei vai gravitācijas spēkiem. Spēki var radīt paātrinājumu tikai tad, ja tie ir lielāki nekā kopējie pretējie spēki.
Ja spēks nospiež priekšmetu, bet to papildina berze, objekts nepaātrinās. Līdzīgi, ja spēks spiež pret gravitāciju, bet ir mazāks par gravitācijas spēku uz objektu, tas nepaātrinās.
Piemēram, ja objekta 15 ņūtonu spiedienam pretī ir 10 ņūtonu berzes spēks, objekts paātrinās tā, it kā to stumtu bez berzes 5 ņūtonu neto spēka.
Otrais Ņūtona likums
Ņūtona pirmais kustības likums paredz to uzvedību, kurām visi esošie spēki ir līdzsvaroti.
Pirmais likums (dažreiz saukts par inerces likumu) nosaka, ka, ja spēki, kas iedarbojas uz objektu, ir līdzsvaroti, šī objekta paātrinājums būs 0 m / s / s. Objekti līdzsvarā (stāvoklis, kurā visi spēki līdzsvarojas) nepaātrināsies.
Pēc Ņūtona teiktā, objekts paātrināsies tikai tad, ja uz to iedarbojas tīrs vai nesabalansēts spēks. Nesabalansēta spēka klātbūtne paātrinās objektu, mainot tā ātrumu, virzienu vai ātrumu un virzienu.
Ņūtona otrais kustības likums
Šis likums attiecas uz tādu objektu izturēšanos, kuriem ne visi esošie spēki ir līdzsvaroti. Otrais likums nosaka, ka objekta paātrinājums ir atkarīgs no diviem mainīgiem lielumiem: tīrā spēka, kas iedarbojas uz objektu, un objekta masas.
Objekta paātrinājums tieši ir atkarīgs no tīrā spēka, kas iedarbojas uz objektu, un apgriezti no objekta masas. Palielinoties spēkam, kas iedarbojas uz objektu, palielinās objekta paātrinājums.
Palielinoties objekta masai, objekta paātrinājums samazinās. Ņūtona otro kustības likumu var formāli izteikt šādi:
"Tīkla spēka radīts objekta paātrinājums ir tieši proporcionāls tīrā spēka lielumam, tajā pašā virzienā kā tīrais spēks un apgriezti proporcionāls objekta masai."
Šo vārdisko paziņojumu var izteikt vienādojuma veidā šādi:
A = Fnet / m
Iepriekš minēto vienādojumu bieži pārveido pazīstamākā formā, kā parādīts zemāk. Tīrspēks tiek pielīdzināts masas reizinājumam ar paātrinājumu.
Fnet = m • a
Vienmēr uzsvars tiek likts uz neto spēku. Paātrinājums ir tieši proporcionāls neto spēkam. Neto spēks ir vienāds ar masas un paātrinājuma reizinājumu.
Paātrinājums tādā pašā virzienā kā tīrais spēks ir paātrinājums, ko rada neto spēks. Tīrs spēks ir saistīts ar paātrinājumu, neto spēks ir visu spēku vektora summa.
Ja ir zināmi visi individuālie spēki, kas iedarbojas uz objektu, tad var noteikt lietderīgo spēku.
Saskaņā ar iepriekš minēto vienādojumu spēka vienība ir vienāda ar masas vienību, kas reizināta ar paātrinājuma vienību.
Iepriekš minētajā vienādojumā aizstājot standarta metriskās vienības spēkam, masai un paātrinājumam, var uzrakstīt šādu vienības ekvivalenci.
1 ņūtons = 1 kg • m / s2
Standarta metriskās spēka vienības definīcija ir parādīta iepriekš minētajā vienādojumā. Vienu ņūtonu definē kā spēka daudzumu, kas vajadzīgs, lai iegūtu masu 1 kg un paātrinājumu 1 m / s / s.
Lielums un vienādojums
Saskaņā ar Ņūtona otro likumu, kad objekts tiek paātrināts, tad tam jābūt darbināmam ar tīkla spēku. Un otrādi, ja uz objektu iedarbojas neto spēks, tas paātrināsies.
Tīkla spēka, kas iedarbojas uz objektu, lielums ir vienāds ar objekta masu, kas reizināta ar objekta paātrinājumu, kā parādīts šādā formulā:
Tīkla spēks ir atlikušais spēks, ko rada jebkurš objekta paātrinājums, kad ir atcelti visi pretējie spēki.
Pretstatā esošie spēki samazina paātrinājuma efektu, samazinot paātrinājuma kopējo spēku, kas iedarbojas uz objektu.
Ja tīrais spēks, kas iedarbojas uz objektu, ir nulle, tad objekts nepaātrinās un atrodas stāvoklī, kuru mēs saucam par līdzsvaru.
Ja objekts atrodas līdzsvarā, tad var būt taisnība divās lietās: vai nu objekts vispār nekustas, vai arī objekts pārvietojas ar nemainīgu ātrumu. Līdzsvara formula ir parādīta zemāk:
Piemēri
Apsvērsim hipotētisku situāciju kosmosā. Jūs darāt kosmosa ceļu un kaut ko fiksējat savā automašīnā. Strādājot pie objekta ar uzgriežņu atslēgu, viņš sadusmojas un izmet atslēgu, kas notiek?
Kad atslēga ir atstājusi roku, tā turpinās kustēties ar tādu pašu ātrumu, kādu deva, kad to atlaidāt. Šis ir nulles neto spēka situācijas piemērs. Taustiņš kustēsies ar tādu pašu ātrumu un kosmosā nepaātrināsies.
Ja jūs izmetīsit to pašu taustiņu uz Zemes, atslēga nokritīs uz zemes un galu galā apstāsies. Kāpēc tas apstājās? Uz atslēgu iedarbojas tīkla spēks, liekot tai palēnināties un apstāties.
Citā piemērā pieņemsim, ka atrodaties uz ledus halles. Paņemiet hokeja ripu un pabīdiet to pa ledu.
Galu galā hokeja ripa palēnināsies un apstāsies pat uz gluda, slidena ledus. Šis ir vēl viens piemērs situācijai, kuras neto spēks nav nulle.
Atsauces
- Fizikas klase. (2016). Ņūtona otrais likums. 11-2-2017, no physicsclassroom.com vietnes: füüsikaclassroom.com.
- Cárdenas, R. (2014). Kas ir neto spēks? - Definīcija, lielums un vienādojumi. 11-2-2017, no http://study.com vietne: study.com.
- IAC Publishing, LLC. (2017). Kas ir neto spēks ?. 11-2-2017, no Reference.com vietnes: reference.com.
- Neto spēks. (nd) Vebstera pārskatītā nesaīsinātā vārdnīca. (1913). Iegūts 2017. gada 11. februārī vietnē thefreedictionary.com.
- Pīrsons, A. (2008). Spēks un kustība 5. nodaļa. Spēks un kustība. 2-11-2017, no Pearson Education Inc vietnes: fizika.gsu.edu.