Kraft er et fysisk udtryk defineret som en indflydelse, der får et objekt til at ændre hastighed eller bevægelsesretning eller rotation. Kræfter kan fremskynde genstande ved at trække eller skubbe. Forholdet mellem kraft, masse og acceleration blev defineret af Isaac Newton i Newtons 2. lov, der siger, at et objekts kraft er et produkt af dets masse og acceleration. Hvis du vil vide, hvordan du måler kraft, skal du bare følge disse trin.
Trin
Metode 1 af 2: Målekraft
Trin 1. Forstå forholdet mellem kraft, masse og acceleration
Et objekts kraft er simpelthen produktet af dets masse og dets acceleration. Dette forhold kan defineres ved hjælp af følgende formel: Kraft = masse x acceleration.
Her er nogle andre ting, du skal overveje, når du måler kraft:
- Standardenheden for masse er kilogram (kg).
- Standardenheden for acceleration er m/s2.
- Standardenheden for kraft er newton (N). Newton er en afledt enhed. 1N = 1 kg x 1m/s2.
Trin 2. Mål massen af det givne objekt
Objektets masse er mængden af stof indeholdt i det. Objektets masse ændrer sig aldrig, uanset hvilken planet det er på; mens vægten varierer afhængigt af gravitationsattraktionen. Din masse på Jorden og på Månen er den samme. I det metriske system kan masse skrives i gram eller kilogram. Antag, at det objekt, vi bruger, er en lastbil med masse 1000 kg.
- For at finde massen af et givet objekt skal du placere det på en tredobbelt eller dobbelt balance. Denne balance måler masse i kilogram eller gram.
- I det kejserlige system kan masse udtrykkes i pund (pund). Da kraft også kan udtrykkes i disse enheder, blev udtrykket "pundmasse" opfundet for at skelne dets anvendelse. Men hvis du finder massen af et objekt udtrykt i pund, skal du blot gange det med 0,45 for at finde værdien i kilogram.
Trin 3. Mål objektets acceleration
I fysik defineres acceleration som ændringen i hastighed, som er defineret som hastigheden i en given retning pr. Tidsenhed. Bortset fra at blive accelereret kan acceleration også defineres som decelerere eller ændre retning. Ligesom hastighed kan måles med et speedometer, kan acceleration også måles med et accelerometer. Lad accelerationen af lastbilen med masse 1000 kg er 3m/s2.
- I det metriske system skrives hastighed i centimeter pr. Sekund eller meter pr. Sekund, og acceleration skrives i centimeter pr. Sekund pr. Sekund (centimeter pr. Sekund i kvadrat) eller meter pr. Sekund pr. Sekund (meter pr.
- I det kejserlige system er en måde at udtrykke hastighed fod per sekund. Så acceleration kan også udtrykkes i kvadratmeter pr. Sekund.
Trin 4. Gang objektets masse med dens acceleration
Resultatet er en stilværdi. Tilslut bare de tal, der er opnået, i ligningen, og du kender kraften af et objekt. Husk at skrive dit svar i netwon (N).
- Kraft = masse x acceleration
- Kraft = 1000 kg x 3m/s2
- Kraft = 3000N
Metode 2 af 2: Flere komplicerede koncepter
Trin 1. Find massen, hvis du kender kraften og accelerationen
Hvis du kender kraften og accelerationen af et objekt, skal du blot tilslutte værdierne til den samme formel for at finde objektets masse. Sådan gør du:
- Kraft = masse x acceleration
- 3N = masse x 3m/s2
- Masse = 3N/3m/s2
- Masse = 1 kg
Trin 2. Find accelerationen, hvis du kender kraften og massen
Hvis du kender kraften og massen af et objekt, skal du blot tilslutte værdierne til den samme formel for at finde objektets acceleration. Sådan gør du:
- Kraft = masse x acceleration
- 10N = 2 kg x Acceleration
- Acceleration = 10N/2kg
- Acceleration = 5m/s2
Trin 3. Find accelerationen af et objekt
Hvis du vil kende et objekts kraft, kan du beregne dets acceleration, så længe du kender dets masse. Alt du skal gøre er at bruge en formel til at finde accelerationen af et objekt. Formlen er (Acceleration = sluthastighed - starthastighed)/tid.
- Eksempel: En løber har en hastighed på 6 m/2 på 10 sekunder. Hvad er accelerationen?
- Den endelige hastighed er 6 m/s. Dens starthastighed er 0 m/s. Tiden er 10 s.
- Acceleration = (6 m/s - 0 m/s)/10s = 6/10s = 0,6 m/s2
Tips
- Masse kan også skrives i snegle, hvor en snegl er lig med 32,174 pund masse. Et slagge er mængden af masse, der kan accelereres med 1 pund kraft ved en acceleration på 1 fod pr. Sekund i kvadrat. Når man multiplicerer massen i snegle med accelerationen i fod pr. Sekund i kvadrat, bruges konverteringskonstanten ikke.
- Således har en masse på 640 pund, der accelererer med 5 fod pr. Sekund i kvadrat, en omtrentlig kraft på 640 gange 5 divideret med 32 eller 100 pund kraft.
- Vægt er massen, der påvirkes af accelerationen på grund af tyngdekraften. På Jordens overflade er accelerationen omkring 9,8 meter i sekundet i kvadrat (9.8065) eller 32 fod pr. Sekund i kvadrat (32, 174). I det metriske system svarer en masse på 100 kg således til 980 newton, og en masse på 100 gram svarer til 980 dyner. I det britiske system kan masse og vægt skrives i de samme enheder, så 100 pund masse vejer 100 pund (100 pund kraft). Da en fjederbalance måler tyngdekraften på et objekt, måler den faktisk vægt, ikke masse. (I daglig brug er der ingen forskel, så længe tyngdekraften påføres jordens overflade.)
- Divider resultatet med konverteringskonstanten, hvis du bruger engelske enheder. Som anført ovenfor kan pundet være en masse- eller kraftenhed i det britiske system; når det bruges som en kraftenhed, kaldes pundet for kraftens pund. Konverteringskonstanten er 32,174 pund-fod pr. Pund kraft anden-kvadrat; 32, 174 er værdien af accelerationen på grund af Jordens tyngdekraft i fod pr. Sekund i kvadrat. (For at forenkle matematikken afrunder vi værdien til 32.)
- Bemærk, at forholdet mellem kraft, masse og acceleration betyder, at et objekt med en lille masse og en stor acceleration kan have den samme kraft som et objekt med en stor masse og lille acceleration.
- En masse på 150 kg med en acceleration på 10 meter i sekundet i kvadrat har en kraft på 150 gange 10 eller 1500 kilogram meter pr. Sekund i kvadrat. (En kilogram meter pr. Sekund i kvadrat kaldes en newton.)
- Stilarter kan have særlige navne afhængigt af deres effekt på et objekt. Den kraft, der får et objekt til at accelerere, kaldes et skub, mens den kraft, der får et objekt til at bremse, er et træk. Kraften, der ændrer rotationsretningen for et objekt, der roterer om sin akse, kaldes drejningsmoment.
- En masse på 20 gram med en acceleration på 5 cm pr. Sekund i kvadrat har en kraft på 20 gange 5 eller 100 gram centimeter pr. Sekund i kvadrat. (Et gram centimeter pr. Sekund i kvadrat kaldes en dyne.)
