Druga zasada dynamiki Newtona

około 15 minut
W tej lekcji1/10

Pchasz pusty wózek w sklepie — rusza od razu. Pchasz wózek pełen zakupów tak samo mocno — ledwo się rozpędza. Siła ta sama, a efekt zupełnie inny. Co tu decyduje?

Pomiar: ten sam wózek, trzy próby

wózekF = 60 N
Wózek o masie 20 kg pchany siłą 60 N — przyspieszenie 3 m/s²
  1. 1

    Pusty wózek o masie 10 kg pchamy, trzymając na siłomierzu stałe wskazanie 60 N. Mierzymy, o ile w każdej sekundzie rośnie jego prędkość.

    m=10 kg,Fw=60 N,a=6 ms2m = 10\text{ kg},\quad F_w = 60\text{ N},\quad a = 6\ \frac{\text{m}}{\text{s}^2}
  2. 2

    Dokładamy zakupy — masa rośnie do 20 kg. Pchamy dokładnie tak samo mocno, a przyrost prędkości spada o połowę.

    m=20 kg,Fw=60 N,a=3 ms2m = 20\text{ kg},\quad F_w = 60\text{ N},\quad a = 3\ \frac{\text{m}}{\text{s}^2}
  3. 3

    Zostawiamy pełny wózek i pchamy go dwa razy mocniej. Przyrost prędkości wraca do sześciu.

    m=20 kg,Fw=120 N,a=6 ms2m = 20\text{ kg},\quad F_w = 120\text{ N},\quad a = 6\ \frac{\text{m}}{\text{s}^2}
Wszystkie kroki za Tobą!

Wszystkie 3 kroków odsłonięte.

Przyspieszenie, czyli siła podzielona przez masę

Przyspieszenie. Siła nie nadaje ciału prędkości — ona zmienia jego ruch. Miarą tej zmiany jest przyspieszenie aa: o ile na sekundę rośnie prędkość, w m/s².

Dwie zależności i jednostka, która do nich pasuje

Obie zależności naraz. Pomiar pokazał, że przyspieszenie jest wprost proporcjonalne do siły wypadkowej — dwa razy większa siła daje dwa razy większe przyspieszenie — i odwrotnie proporcjonalne do masy, bo dwa razy większa masa daje dwa razy mniejsze przyspieszenie.

Liczymy przyspieszenie krok po kroku

  1. 1

    Wózek z zakupami ma masę 20 kg. Pchasz go siłą wypadkową 60 N.

    Fw=60 N,m=20 kgF_w = 60\text{ N},\quad m = 20\text{ kg}
  2. 2

    Szukamy przyspieszenia, więc bierzemy wzór z drugiej zasady dynamiki.

    a=Fwma = \frac{F_w}{m}
  3. 3

    Podstawiamy dane. Dzielimy siłę przez masę — nigdy odwrotnie. Masa musi być w kilogramach, a siła w niutonach: gdyby wózek miał 500 g, do wzoru wchodzi 0,5 kg, a nie 500 — inaczej wynik wyjdzie 1000 razy za mały.

    a=60 N20 kga = \frac{60\text{ N}}{20\text{ kg}}
  4. 4

    Wynik wychodzi w metrach na sekundę do kwadratu. Prędkość wózka rośnie o 3 m/s w każdej sekundzie.

    a=3 m/s2a = 3\text{ m/s}^2
Wszystkie kroki za Tobą!

Wszystkie 4 kroków odsłonięte.

Twoja kolej

Na skrzynię o masie 5 kg działa siła wypadkowa 20 N. Ile wynosi przyspieszenie skrzyni w m/s²?

Pułapka! Siła to nie przyspieszenie, a wzór działa tylko z wypadkową

Dwa błędy zdarzają się częściej niż wszystkie inne razem.

Przekształcamy wzór — szukamy siły albo masy

  1. 1

    Rowerzysta z rowerem ma łączną masę 60 kg i rusza z przyspieszeniem 2 m/s². Jaka siła wypadkowa na niego działa? Tu szukamy F, więc mnożymy.

    Fw=ma=60 kg2 m/s2=120 NF_w = m \cdot a = 60\text{ kg} \cdot 2\text{ m/s}^2 = 120\text{ N}
  2. 2

    Odwrotny przypadek: siła wypadkowa 90 N nadaje pewnemu ciału przyspieszenie 3 m/s². Jaka jest jego masa? Teraz dzielimy siłę przez przyspieszenie.

    m=Fwa=90 N3 m/s2=30 kgm = \frac{F_w}{a} = \frac{90\text{ N}}{3\text{ m/s}^2} = 30\text{ kg}
Wszystkie kroki za Tobą!

Wszystkie 2 kroków odsłonięte.

Twoja kolej

Sanki o masie 10 kg ciągniesz w prawo siłą 50 N. Tarcie działa w lewo i wynosi 20 N. Ile wynosi przyspieszenie sanek w m/s²?

sankiF = 50 NT = 20 N
Siły poziome działające na sanki

Ściąga do zapamiętania

Druga zasada dynamiki — jak to policzyć?

Przyspieszenie to siła wypadkowa podzielona przez masę: a = Fw : m (w m/s²). Przekształcenia: Fw = m · a (w N) oraz m = Fw : a (w kg). Większa siła = większe przyspieszenie, większa masa = mniejsze przyspieszenie. Do wzoru zawsze wstawiamy siłę WYPADKOWĄ. Pamiętaj: 1 N = 1 kg · m/s².

Sprawdź się!

Odpowiedziano na 0 z 5 pytań

Skróty klawiszowe quizu: klawisze od 1 do 4 wybierają odpowiedź, Enter sprawdza, a po sprawdzeniu przechodzi do następnego pytania. Każdy przycisk możesz też wybrać Tabem i Spacją.

1

Wykres pokazuje przyspieszenie wózka przy różnych wartościach siły wypadkowej. Ile wyniesie przyspieszenie tego wózka, gdy siła wypadkowa osiągnie 40 N?

2

Pchasz z taką samą siłą dwa wózki: pierwszy o masie 10 kg, drugi o masie 30 kg. Który uzyska większe przyspieszenie?

3

Siła wypadkowa 60 N nadaje ciału przyspieszenie 4 m/s². Jaka jest masa tego ciała?

4

Ciało o masie 3 kg porusza się z przyspieszeniem 5 m/s². Jaka siła wypadkowa na nie działa?

5

Pudełko o masie 4 kg pchasz w prawo siłą 30 N, a tarcie działa w lewo i wynosi 10 N. Ile wynosi przyspieszenie pudełka?

pudełkoF = 30 NT = 10 N
Siły poziome działające na pudełko
Następny temat
Trzecia zasada dynamiki. Odrzut