Force är en fysik term som definieras som en påverkan som orsakar ett föremål för att ändra dess hastighet eller riktning av rörelse eller rotation. En kraft kan accelerera objekt genom att dra eller skjuta dem. Sambandet mellan kraft, massa och acceleration definierades av Isaac Newton i hans andra lag rörelse, där det sägs att ett objekts kraft är produkten av dess massa och accelerationen. Om du vill veta hur man mäter krafter, följ bara dessa steg.
Steg
Mät kraft
- 1Förstå sambandet mellan kraft, massa och acceleration. Kraften av ett objekt är helt enkelt produkten av dess massa och acceleration. Denna relation kan definieras med följande formel:. Kraft = massa x acceleration är några andra saker att tänka på när du mäter krafter här:
- Standarden enheten för massa är kilogram (kg).
- Standarden Enheten för acceleration är m / s 2.
- Standarden Enheten för kraft är newton (N). Newton är en härledd standard enhet. 1N = 1 kg x 1 m / s 2.
- 2Mäta massan av ett givet objekt. Ett objekts massa är mängden materia som den innehåller. Massan av ett objekt förändras aldrig, oavsett vilken planet det är på, medan vikten varierar beroende på gravitationskraft, är din vikt samma på jorden och på Moon.In det metriska systemet, kan massan uttryckt i gram eller kilogram. Låt oss säga det objekt vi arbetar med är en lastbil som har en massa på 1000 kg.
- För att hitta massan av ett visst objekt, placera den på en trippel balk eller en dubbel vågskål. Detta kommer att beräkna massan i kilogram eller gram.
- I det engelska systemet, kan massan uttryckas i pounds. Eftersom kraft kan också uttryckas i pounds, har termen "pund-massa" har myntats för att skilja dess användning. Men om du hittar massan av ett objekt med pounds i det engelska systemet, är det bäst att konvertera den till det metriska systemet. Om du vet att ett föremåls massa i pounds, helt enkelt multiplicera det med 0,45 för att hitta massan i kg.
- 3Mät objektets accelerationen. I fysik är acceleration definieras som en förändring i hastighet, som definieras som hastigheten i en given riktning, per tidsenhet. Förutom den gemensamma definitionen av acceleration som påskynda, det kan också betyda ett föremål långsammare eller ändrar riktning. Precis som hastigheten kan mätas med en hastighetsmätare, är accelerationen uppmätt med en accelerometer. Låt oss säga accelerationen av 1000 kg lastbilen vi arbetar med är 3m / s 2. 3m / s 2
- I det metriska systemet, är hastigheten uttryckt i centimeter per sekund eller meter per sekund, och acceleration uttrycks centimeter per sekund per sekund (centimeter per sekund i kvadrat) eller meter per sekund per sekund (meter per sekund i kvadrat).
- I det engelska systemet, är ett sätt att uttrycka hastighet som fot per sekund, så acceleration kan uttryckas i fot per sekund i kvadrat.
- 4Multiplicera objektets massa av dess acceleration. Detta är den kraft värde. Bara koppla in de kända siffrorna i ekvationen och du kommer att känna kraften av objektet. Kom ihåg att ange ditt svar i newton (NS).
- Force = vikt x Acceleration
- Force = 1000 kg x 3m / s 2
- Force = 3000N
Avancerade koncept
- 1Hitta massa om du känner kraft och acceleration. Om du känner att kraften och accelerationen av ett objekt, helt enkelt koppla in dem i samma formel för att hitta objektets massa. Här är hur man gör det:
- Force = vikt x Acceleration
- 3N = Mass x 3m / s 2
- Massan = 3N/3m/s 2
- Mass = 1 kg
- 2Hitta acceleration om du känner kraft och massa. Om du känner kraften och massan av ett objekt, helt enkelt koppla in dem i samma formel för att hitta objektets massa. Här är hur man gör det:
- Force = vikt x Acceleration
- 10N = 2 kg x Acceleration
- Acceleration = 10N/2kg
- Acceleration = 5m / s 2
- 3Hitta accelerationen av ett objekt. Om du vill hitta kraften av ett objekt, kan du beräkna acceleration så länge du vet dess massa. Allt du behöver göra är att använda formeln för att hitta accelerationen av en object.The formel är (Acceleration = sluthastighet - utgångshastigheten) / tid.
- Exempel: En löpare uppnår en hastighet på 6 m / s i 10 sekunder. Vad är hans acceleration?
- Den slutliga hastigheten är 6 m / s. Den ursprungliga hastigheten är 0 m / s.. Tiden är 10s.
- Acceleration = (6 m / s - 0 m / s) / 10s = 6/10s = 0,4 m / s 2
Tips
- Vikt är ett uttryck för en massa som påverkas av accelerationen på grund av gravitationen. På jordens yta, är denna acceleration ca 9,8 meter per sekund i kvadrat (9.80665), eller 32 meter per sekund i kvadrat (32,174). Således, i det metriska systemet, väger 100 kilo massa ca 980 newton, och en 100 grams vikt väger ca 980 dyn. I det engelska systemet, kan massa och tyngd uttryckas i samma enheter, så 100 pounds av vikt (eller pounds-massa) väger 100 pounds (pounds-force). Eftersom en fjäder skala mäter gravitationskraften på ett objekt, mäter det faktiskt vikt, inte massa. (I allmänt bruk, finns det ingen skillnad, så länge som den enda gravitation som övervägs är att av jordens yta.)
- Observera att sambandet mellan kraft, massa och acceleration innebär att ett föremål med låg massa och hög acceleration kan ha samma kraft som ett föremål med hög massa och låg acceleration.
- Krafter kan ha särskilda namn beroende på hur de agerar på ett objekt. En kraft som orsakar ett föremål att påskynda kallas dragkraft, medan en kraft som orsakar ett föremål att sakta ner kallas dra. En kraft som förändrar sättet en roterande objekt snurrar runt sin axel kallas vridmoment.
- En massa av 20 gram accelererande på 5 centimeter per sekund kvadrat bär en kraft av 20 gånger 5 eller 100, gram-centimeter per sekund kvadrat. (Ett gram centimeter per sekund i kvadrat kallas en dyn.)
- En massa av 150 kg accelererar på 10 meter per sekund i kvadrat bär en kraft av 150 gånger 10, eller 1500 kilogram-centimeter per sekund i kvadrat. (Ett kilo meter per sekund i kvadrat kallas newton.)
- Dividera resultatet med en omvandling konstant om du arbetar med engelska enheter. Som nämnts ovan, kan "pound" vara antingen en enhet för massa eller kraft i det engelska systemet, när den används som en enhet för kraft, kallas det "pound-force." Omvandlingen konstanten är £ 32,174-fot per pound force sekund-kvadrat, 32,174 är värdet av accelerationen på grund av jordens gravitation i meter per sekund i kvadrat. (För att förenkla matte här, ska vi avrunda till ett värde av 32.)
- Således bär en massa på 640 pounds-massa accelererar på 5 meter per sekund i kvadrat en ungefärlig kraft 640 gånger 5 dividerat med 32 eller 100 pounds-kraft.
- Mass kan även uttryckas i kulor, med en plugg som är lika med 32.174 pounds-massa. En plugg är den mängd massa som £ 1-kraft kan accelerera vid en fot per sekund i kvadrat. När multiplicera en massa sniglar med acceleration i meter per sekund i kvadrat, är omvandlingen konstanten används inte.
Saker du behöver
- Balans eller våren skala
- Accelerometer
- Penna och papper eller miniräknare