Lực là một thuật ngữ vật lý được định nghĩa là một tác động làm cho một vật thay đổi tốc độ hoặc hướng chuyển động hoặc quay của nó. Các lực có thể tăng tốc vật thể bằng cách kéo hoặc đẩy. Mối quan hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc được Isaac Newton định nghĩa trong định luật 2 Newton, trong đó nói rằng lực của một vật là tích của khối lượng và gia tốc của nó. Nếu bạn muốn biết cách đo lực, chỉ cần làm theo các bước sau.
Bươc chân
Phương pháp 1/2: Đo lực
Bước 1. Hiểu mối quan hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc
Lực của một vật đơn giản là tích của khối lượng và gia tốc của nó. Mối quan hệ này có thể được xác định bằng công thức sau: Lực = Khối lượng x Gia tốc.
Dưới đây là một số điều khác cần xem xét khi đo lực:
- Đơn vị tiêu chuẩn cho khối lượng là kilôgam (kg).
- Đơn vị tiêu chuẩn cho gia tốc là m / s2.
- Đơn vị tiêu chuẩn của lực là newton (N). Newton là một đơn vị dẫn xuất. 1N = 1 kg x 1m / s2.
Bước 2. Đo khối lượng của vật đã cho
Khối lượng của một vật là lượng vật chất chứa trong nó. Khối lượng của một vật không bao giờ thay đổi, bất kể nó ở hành tinh nào; trong khi trọng lượng thay đổi tùy thuộc vào lực hấp dẫn. Khối lượng của bạn trên Trái đất và trên Mặt trăng là như nhau. Trong hệ mét, khối lượng có thể được viết bằng gam hoặc kilôgam. Giả sử đối tượng mà chúng ta sử dụng là một chiếc xe tải có khối lượng 1000 kg.
- Để tìm khối lượng của một vật nhất định, đặt vật đó lên một chiếc cân ba hoặc cân đôi. Cân này sẽ đo khối lượng theo kg hoặc gam.
- Trong hệ thống Imperial, khối lượng có thể được biểu thị bằng pound (cân Anh). Vì lực cũng có thể được biểu thị bằng các đơn vị này, nên thuật ngữ "pound-mass" đã được đặt ra để phân biệt việc sử dụng nó. Tuy nhiên, nếu bạn tìm thấy khối lượng của một vật thể hiện bằng pound, chỉ cần nhân nó với 0,45 để tìm giá trị tính bằng kilôgam.
Bước 3. Đo gia tốc của vật
Trong vật lý, gia tốc được định nghĩa là sự thay đổi của vận tốc, được định nghĩa là tốc độ theo một hướng nhất định, trên một đơn vị thời gian. Ngoài việc được tăng tốc, gia tốc còn có thể được định nghĩa là giảm tốc hoặc đổi hướng. Giống như tốc độ có thể được đo bằng đồng hồ tốc độ, gia tốc cũng có thể được đo bằng gia tốc kế. Cho gia tốc của xe tải có khối lượng 1000 kg Là 3m / s2.
- Trong hệ mét, vận tốc được viết bằng cm trên giây hoặc mét trên giây và gia tốc được viết bằng cm trên giây trên giây (cm trên giây bình phương) hoặc mét trên giây trên giây (mét trên giây bình phương).
- Trong hệ thống Imperial, một cách để biểu thị tốc độ là feet trên giây. Vì vậy, gia tốc cũng có thể được biểu thị bằng đơn vị feet trên giây bình phương.
Bước 4. Nhân khối lượng của vật với gia tốc của nó
Kết quả là một giá trị kiểu. Chỉ cần cắm các con số đã thu được vào phương trình và bạn sẽ biết lực của một vật. Hãy nhớ viết câu trả lời của bạn trong netwon (N).
- Lực = Khối lượng x Gia tốc
- Lực = 1000 kg x 3m / s2
- Lực = 3000N
Phương pháp 2/2: Các khái niệm phức tạp hơn
Bước 1. Tìm khối lượng nếu biết lực và gia tốc
Nếu bạn biết lực và gia tốc của một vật, chỉ cần thêm các giá trị vào cùng một công thức để tìm khối lượng của vật đó. Đây là cách thực hiện:
- Lực = Khối lượng x Gia tốc
- 3N = Khối lượng x 3m / s2
- Khối lượng = 3N / 3m / s2
- Khối lượng = 1 kg
Bước 2. Tìm gia tốc nếu biết lực và khối lượng
Nếu bạn biết lực và khối lượng của một vật, chỉ cần thêm các giá trị vào cùng một công thức để tìm gia tốc của vật đó. Đây là cách thực hiện:
- Lực = Khối lượng x Gia tốc
- 10N = 2 kg x Gia tốc
- Gia tốc = 10N / 2kg
- Gia tốc = 5m / s2
Bước 3. Tìm gia tốc của vật
Nếu bạn muốn biết lực của một vật, bạn có thể tính gia tốc của nó miễn là bạn biết khối lượng của nó. Tất cả những gì bạn phải làm là sử dụng một công thức để tìm gia tốc của một vật. Công thức là (Gia tốc = Tốc độ cuối cùng - Tốc độ ban đầu) / Thời gian.
- Ví dụ: Một người chạy với vận tốc 6 m / 2 trong 10 giây. Gia tốc là bao nhiêu?
- Tốc độ cuối cùng là 6 m / s. Tốc độ ban đầu của nó là 0 m / s. Thời gian là 10 s.
- Gia tốc = (6 m / s - 0 m / s) / 10s = 6 / 10s = 0,6m / s2
Lời khuyên
- Khối lượng cũng có thể được viết bằng sên, với một sên tương đương với 32.174 pound khối lượng. Một xỉ là khối lượng có thể được gia tốc bằng 1 pound lực bằng một gia tốc bình phương 1 foot trên giây. Khi nhân khối lượng của sên với gia tốc tính bằng feet trên giây bình phương, hằng số chuyển đổi không được sử dụng.
- Do đó, một khối lượng 640 pound tăng tốc với tốc độ 5 feet / giây bình phương có một lực gần đúng bằng 640 lần 5 chia cho 32 hoặc 100 pound của lực.
- Trọng lượng là khối lượng chịu tác dụng của gia tốc do trọng trường. Tại bề mặt Trái đất, gia tốc là khoảng 9,8 mét / giây bình phương (9,8065) hoặc 32 feet / giây bình phương (32, 174). Do đó, trong hệ mét, khối lượng 100 kg tương đương với 980 Newton, và khối lượng 100 gram tương đương với 980 dyne. Trong hệ thống của Anh, khối lượng và trọng lượng có thể được viết theo cùng một đơn vị, do đó 100 pound khối lượng nặng 100 pound (100 pound lực). Vì một cân bằng lò xo đo lực kéo của trọng lực lên một vật, nó thực sự đo trọng lượng chứ không phải khối lượng. (Trong sử dụng hàng ngày, không có sự khác biệt, miễn là lực hấp dẫn được tác dụng lên bề mặt Trái đất.)
- Chia kết quả cho hằng số chuyển đổi nếu bạn đang sử dụng các đơn vị tiếng Anh. Như đã lưu ý ở trên, bảng Anh có thể là một đơn vị khối lượng hoặc lực trong hệ thống Anh; khi được sử dụng như một đơn vị của lực, pound được gọi là pound của lực. Hằng số chuyển đổi là 32,174 pound-feet trên pound lực bình phương thứ hai; 32, 174 là giá trị của gia tốc do trọng lực của Trái đất tính bằng feet trên giây bình phương. (Để đơn giản hóa phép toán, chúng tôi sẽ làm tròn giá trị thành 32)
- Lưu ý rằng mối quan hệ giữa lực, khối lượng và gia tốc có nghĩa là một vật có khối lượng nhỏ và gia tốc lớn có thể có cùng lực với vật có khối lượng lớn và gia tốc nhỏ.
- Một khối lượng 150 kilôgam với gia tốc 10 mét trên giây bình phương có lực gấp 150 lần 10 hay 1500 kilôgam mét trên giây bình phương. (Một kilogam mét trên giây bình phương được gọi là một newton.)
- Các kiểu có thể có tên đặc biệt tùy thuộc vào hiệu ứng của chúng đối với một đối tượng. Lực làm cho một vật tăng tốc được gọi là một lực đẩy, trong khi lực làm cho một vật chậm lại là một lực kéo. Lực làm thay đổi chiều quay của một vật quay quanh trục của nó được gọi là ngẫu lực.
- Một vật khối lượng 20 gam với gia tốc 5 cm trên giây bình phương có lực gấp 20 lần 5 hay 100 gam cm trên giây bình phương. (Một gam centimet trên giây bình phương được gọi là dyne.)
