المحتوى
نيوتن هي الوحدة القياسية للقوة في الفيزياء. ينص قانون نيوتن الثاني على أن القوة المطلوبة لتسريع كتلة ما إلى حد ما يتم الحصول عليها بواسطة ناتج هاتين الكميتين:
F = أماه
للكتلة وحدات من الكيلوغرامات (كيلوغرام) بينما يحتوي التسارع على وحدات متر في الثانية مربعة ، أو م / ث2.
في بعض مشكلات الفيزياء ، قد يتم إعطاؤك حجم القوة ، وكتلة الجسم الذي تعمل عليه تلك القوة ، والوقت بالثواني الذي انقضى منذ أن بدأت القوة في العمل على الجسم ، الذي يُفترض أنه في الراحة في البداية. لحل هذه المشكلة ، تحتاج إلى الوصول إلى معادلات الحركة الأساسية في الفيزياء الرياضية ، وتحديداً ، تلك التي تنص على:
ت = الخامس0 + في
حيث v هي السرعة في الوقت t.
على سبيل المثال ، افترض أن قوة قدرها 100 نيوتن قد تصرفت في لعبة سيارة بوزن 5 كجم لمدة 3 ثوانٍ. ما مدى سرعة تحرك السيارة في هذه المرحلة ، مع افتراض عدم وجود احتكاك؟
الخطوة 1: حل لتسريع
بما أنك تعرف أن F = ma ، F = 100 N و m = 5 كجم ،
100 = 5 (أ)
أ = 20 م / ث2
الخطوة 2: حل للسرعة
استبدل التسارع الذي قمت بحسابه للتو في المعادلة الحركية المذكورة أعلاه ، مع السرعة الأولية v0 يساوي الصفر:
ت = الخامس0 + في
ت = 0 + (20 م / ث2) (3 ثوان)
ت = 60 م / ث
الخطوة 3 (اختياري): تحويل إلى أميال في الساعة
قد تجد أنه من المثير للاهتمام تحويل العدادات في الثانية إلى الأميال في الساعة ، نظرًا لأن هذا الأخير هو وحدة يومية أكثر سهولة في الولايات المتحدة. منذ ميل واحد = 1،609.34 م وساعة واحدة = 3،600 ثانية ، يتطلب تحويل م / ث إلى ميل / ساعة الضرب في 3600 / 1،609.34 ، أي ما يعادل 2.237.
وبالتالي لهذه المشكلة ، لديك 60 م / ث × 2.237 = 134.2 ميل / ساعة.