כוח הוא מונח פיזי המוגדר כהשפעה הגורמת לאובייקט לשנות את מהירותו או כיוון התנועה או הסיבוב שלו. כוחות יכולים להאיץ עצמים על ידי משיכה או דחיפה. הקשר בין כוח, מסה ותאוצה הוגדר על ידי אייזיק ניוטון בחוק השני של ניוטון, הקובע כי כוחו של אובייקט הוא תוצר המסה והתאוצה שלו. אם אתה רוצה לדעת כיצד למדוד כוח, בצע את השלבים הבאים.
שלב
שיטה 1 מתוך 2: מדידת כוח
שלב 1. להבין את הקשר בין כוח, מסה ותאוצה
כוחו של אובייקט הוא פשוט תוצר המסה שלו ותאוצה. ניתן להגדיר קשר זה על ידי הנוסחה הבאה: כוח = מסה x האצה.
להלן מספר דברים נוספים שיש לקחת בחשבון בעת מדידת כוח:
- היחידה הסטנדרטית למסה היא הק"ג (ק"ג).
- היחידה הסטנדרטית להאצה היא m/s2.
- היחידה הסטנדרטית לכוח היא הניוטון (N). ניוטון היא יחידה נגזרת. 1N = 1 ק"ג x 1m/s2.
שלב 2. מדוד את המסה של האובייקט הנתון
המסה של אובייקט היא כמות החומר הכלול בו. המסה של אובייקט לעולם לא משתנה, לא משנה באיזה כוכב לכת הוא נמצא; בעוד שהמשקל משתנה בהתאם למשיכה הכבידה. המסה שלך על כדור הארץ ועל הירח זהה. במערכת המטרית ניתן לכתוב מסה בגרמים או קילוגרמים. נניח שהאובייקט בו אנו משתמשים הוא משאית בעלת מסה 1000 ק ג.
- כדי למצוא את המסה של אובייקט נתון, הניחו אותו על איזון משולש או איזון כפול. איזון זה ימדוד את המסה בקילוגרמים או גרם.
- במערכת הקיסרית, המסה יכולה להתבטא בפאונד (פאונד). מכיוון שניתן לבטא כוח גם ביחידות אלה, המונח "מסת פאונד" נטבע כדי להבחין בשימוש בו. עם זאת, אם אתה מוצא את המסה של אובייקט המתבטא בפאונד, פשוט הכפל אותו ב -0.45 כדי למצוא את הערך בקילוגרמים.
שלב 3. מדוד את האצת האובייקט
בפיזיקה, האצה מוגדרת כשינוי המהירות, המוגדר כמהירות בכיוון נתון, ליחידת זמן. מלבד האצה, ניתן להגדיר תאוצה גם כאיטה או שינוי כיוון. בדיוק כפי שאפשר למדוד מהירות בעזרת מד מהירות, גם תאוצה ניתן למדוד בעזרת מד תאוצה. תנו להאצת המשאית במסה 1000 ק ג הוא 3m/s2.
- במערכת המטרית המהירות נכתבת בסנטימטרים לשנייה או מטרים לשנייה, והאצה נכתבת בסנטימטרים לשנייה בשנייה (סנטימטרים לשנייה בריבוע) או מטרים לשנייה לשנייה (מטר לשנייה בריבוע).
- במערכת הקיסרית, אחת הדרכים להביע מהירות היא רגל לשנייה. אז האצה יכולה להתבטא גם ביחידות רגל לשנייה בריבוע.
שלב 4. הכפל את מסת האובייקט בתאוצה שלו
התוצאה היא ערך סגנון. פשוט חבר את המספרים שהתקבלו למשוואה ותדע את כוחו של אובייקט. זכור לכתוב את התשובה שלך ב- netwon (N).
- כוח = מסה x האצה
- כוח = 1000 ק"ג x 3m/s2
- כוח = 3000N
שיטה 2 מתוך 2: מושגים מסובכים יותר
שלב 1. מצא את המסה אם אתה יודע את הכוח והתאוצה
אם אתה יודע את כוחו ותאוצה של אובייקט, פשוט חבר את הערכים לאותה נוסחה כדי למצוא את מסת האובייקט. כך תעשה זאת:
- כוח = מסה x האצה
- 3N = מסה x 3m/s2
- מסה = 3N/3m/s2
- מסה = 1 ק"ג
שלב 2. מצא את התאוצה אם אתה יודע את הכוח והמסה
אם אתה יודע את הכוח והמסה של אובייקט, פשוט חבר את הערכים לאותה נוסחה כדי למצוא את האצת האובייקט. כך תעשה זאת:
- כוח = מסה x האצה
- 10N = 2 ק"ג x האצה
- האצה = 10N/2kg
- האצה = 5m/s2
שלב 3. מצא את האצת האובייקט
אם אתה רוצה לדעת את כוחו של אובייקט, אתה יכול לחשב את האצה שלו כל עוד אתה יודע את המסה שלו. כל שעליך לעשות הוא להשתמש בנוסחה כדי למצוא את האצת האובייקט. הנוסחה היא (האצה = מהירות סופית - מהירות ראשונית)/זמן.
- דוגמה: לרץ יש מהירות של 6 מ '/2 תוך 10 שניות. מה האצה?
- המהירות הסופית היא 6 מ '/ש. המהירות ההתחלתית שלה היא 0 m/s. הזמן הוא 10 שניות.
- האצה = (6 m/s - 0 m/s)/10s = 6/10s = 0.6m/s2
טיפים
- ניתן לכתוב מסה גם בשבלולים, כאשר שבלול אחד שווה ל -32,174 פאונד מסה. סיגים אחד הוא כמות המסה שניתן להאיץ בכוח קילו אחד בהאצה של 1 רגל לשנייה בריבוע. כאשר מכפילים את המסה בשבלולים בהאצה ברגל לשנייה בריבוע, לא נעשה שימוש בקבוע ההמרה.
- לפיכך, למסה של 640 פאונד המאיצה במהירות של 5 רגל לשנייה בריבוע יש כוח משוער של 640 כפול 5 חלקי 32 או 100 קילוגרם של כוח.
- משקל הוא המסה המושפעת מהתאוצה עקב כוח הכבידה. על פני כדור הארץ, התאוצה היא כ -9.8 מטרים לשנייה בריבוע (9.8065) או 32 רגל לשנייה בריבוע (32, 174). לפיכך, במערכת המטרית מסה של 100 ק"ג שווה ל -980 ניוטון, ומסה של 100 גרם שווה ל -980 דינים. במערכת הבריטית ניתן לכתוב מסה ומשקל באותן יחידות, כך שמשקל 100 ק"ג שוקל 100 פאונד (100 ק"ג כוח). מכיוון שמאזן קפיצי מודד את משיכת הכבידה על אובייקט, הוא למעשה מודד משקל, לא מסה. (בשימוש יומיומי, אין הבדל, כל עוד הכבידה מוחלת על פני כדור הארץ.)
- חלק את התוצאה בקבוע ההמרה אם אתה משתמש ביחידות אנגלית. כפי שצוין לעיל, הלירה יכולה להיות יחידת מסה או כוח במערכת הבריטית; כאשר משתמשים בו כיחידת כוח, הלירה נקראת פאונד הכוח. קבוע ההמרה הוא 32.174 קילו רגל לקילו של כוח בריבוע שני; 32, 174 הוא ערך ההאצה הנובע מכוח הכבידה של כדור הארץ ברגל לשנייה בריבוע. (כדי לפשט את המתמטיקה, נסייג את הערך ל -32).
- שים לב שהקשר בין כוח, מסה ותאוצה פירושו שלאובייקט בעל מסה קטנה ותאוצה גדולה יכול להיות אותו כוח כמו אובייקט בעל מסה גדולה ותאוצה קטנה.
- מסה של 150 ק"ג עם האצה של 10 מטר לשנייה בריבוע יש כוח של 150 פעמים 10, או 1500 ק"ג מטר לשנייה בריבוע. (קילוגרם אחד לשנייה בריבוע נקרא ניוטון).
- לסגנונות עשויים להיות שמות מיוחדים בהתאם להשפעתם על אובייקט. הכוח שגורם לאובייקט להאיץ נקרא דחיפה, בעוד הכוח שגורם לאובייקט להאט הוא משיכה. הכוח שמשנה את כיוון הסיבוב של אובייקט המסתובב סביב צירו נקרא מומנט.
- מסה של 20 גרם עם האצה של 5 ס"מ לשנייה בריבוע יש כוח של 20 פעמים 5, או 100 גרם ס"מ לשנייה בריבוע. (גרם סנטימטר לשנייה בריבוע נקרא dyne.)
