La forza netta è definita come la somma di tutte le forze che agiscono su un oggetto. Un esempio? Quando si calcia un pallone da calcio, il pallone decolla e si muove nell'aria. In quel momento, c'è una forza netta che agisce sulla palla. Quando la palla inizia a tornare a terra e alla fine si ferma, c'è una forza netta che agisce anche sulla palla.
La seconda legge di Newton dice che "quando una forza netta agisce su un oggetto, quell'oggetto deve accelerare, cioè la sua velocità cambia di secondo in secondo". Quando calcia il pallone da calcio per la prima volta, accelera e quando il pallone da calcio inizia a frenare fino a fermarsi, sta anche accelerando.
Possono esserci diverse forze che agiscono su un oggetto e quando tutte queste forze vengono sommate, il risultato è ciò che chiamiamo forza netta che agisce sull'oggetto.
Se la forza netta si somma a zero, l'oggetto non sta accelerando, quindi si sta muovendo con una velocità costante. Se la forza netta viene aggiunta a un valore diverso da zero, l'oggetto sta accelerando.
In natura, tutte le forze si oppongono ad altre forze, come l'attrito o le forze gravitazionali opposte. Le forze possono produrre accelerazione solo se sono maggiori delle forze opposte totali.
Se una forza spinge un oggetto, ma è accoppiata per attrito, l'oggetto non accelera. Allo stesso modo, se una forza spinge contro la gravità ma è inferiore alla forza gravitazionale su un oggetto, non accelera.
Ad esempio, se una spinta di 15 Newton su un oggetto è contrastata da una forza di attrito di 10 Newton, l'oggetto accelera come se fosse spinto da una forza netta di 5 Newton senza attrito.
Seconda legge di Newton
La prima legge del moto di Newton prevede il comportamento degli oggetti per i quali tutte le forze esistenti sono bilanciate.
La prima legge, (a volte chiamata legge di inerzia) afferma che se le forze che agiscono su un oggetto sono bilanciate, l'accelerazione di quell'oggetto sarà 0 m / s / s. Gli oggetti in equilibrio (la condizione in cui tutte le forze si bilanciano) non accelerano.
Secondo Newton, un oggetto accelera solo se su di esso agisce una forza netta o sbilanciata. La presenza di una forza sbilanciata accelera un oggetto, cambiando la sua velocità, la sua direzione o la sua velocità e direzione.
Seconda legge del moto di Newton
Questa legge si riferisce al comportamento di oggetti per i quali non tutte le forze esistenti sono bilanciate. La seconda legge afferma che l'accelerazione di un oggetto dipende da due variabili: la forza netta che agisce sull'oggetto e la massa dell'oggetto.
L'accelerazione di un oggetto dipende direttamente dalla forza netta che agisce sull'oggetto e inversamente dalla massa dell'oggetto. Man mano che la forza che agisce su un oggetto aumenta, l'accelerazione dell'oggetto aumenta.
Quando la massa di un oggetto aumenta, l'accelerazione dell'oggetto diminuisce. La seconda legge del moto di Newton può essere formalmente formulata come segue:
"L'accelerazione di un oggetto prodotta da una forza netta è direttamente proporzionale alla grandezza della forza netta, nella stessa direzione della forza netta e inversamente proporzionale alla massa dell'oggetto."
Questa affermazione verbale può essere espressa sotto forma di equazione come segue:
A = Fnet / m
L'equazione di cui sopra è spesso riorganizzata in una forma più familiare come mostrato di seguito. La forza netta è uguale al prodotto della massa moltiplicata per l'accelerazione.
Fnet = m • a
L'enfasi è sempre sulla forza netta. L'accelerazione è direttamente proporzionale alla forza netta. La forza netta è uguale alla massa per l'accelerazione.
L'accelerazione nella stessa direzione della forza netta è un'accelerazione prodotta da una forza netta. È la forza netta che è correlata all'accelerazione, la forza netta è la somma vettoriale di tutte le forze.
Se tutte le forze individuali che agiscono su un oggetto sono note, è possibile determinare la forza netta.
Secondo l'equazione precedente, un'unità di forza è uguale a un'unità di massa moltiplicata per un'unità di accelerazione.
Sostituendo le unità metriche standard per forza, massa e accelerazione nell'equazione precedente, è possibile scrivere la seguente unità di equivalenza.
1 Newton = 1 kg • m / s2
La definizione dell'unità metrica standard di forza è indicata dall'equazione precedente. Un Newton è definito come la quantità di forza richiesta per dare una massa di 1 kg e un'accelerazione di 1 m / s / s.
Magnitudine ed equazione
Secondo la seconda legge di Newton, quando un oggetto viene accelerato, deve esserci una forza netta che agisce su di esso. Al contrario, se una forza netta agisce su un oggetto, quell'oggetto accelererà.
La grandezza della forza netta che agisce su un oggetto è uguale alla massa dell'oggetto moltiplicata per l'accelerazione dell'oggetto come mostrato nella seguente formula:
Una forza netta è la forza rimanente prodotta da qualsiasi accelerazione di un oggetto quando tutte le forze opposte sono state annullate.
Le forze opposte riducono l'effetto dell'accelerazione, diminuendo la forza netta dell'accelerazione che agisce su un oggetto.
Se la forza netta che agisce su un oggetto è zero, allora l'oggetto non sta accelerando ed è in uno stato che chiamiamo equilibrio.
Quando un oggetto è in equilibrio, allora due cose possono essere vere: o l'oggetto non si muove affatto o l'oggetto si muove a una velocità costante. La formula per l'equilibrio è mostrata di seguito:
Esempi
Consideriamo una situazione ipotetica nello spazio. Stai facendo una passeggiata nello spazio e stai sistemando qualcosa sulla tua navetta. Mentre lavora sull'argomento con una chiave inglese, si arrabbia e getta via la chiave, cosa succede?
Una volta che la chiave lascia la mano, continuerà a muoversi con la stessa velocità che aveva quando l'hai rilasciata. Questo è un esempio di una situazione di forza netta zero. La chiave si muoverà con la stessa velocità e non accelererà nello spazio.
Se lanci la stessa chiave sulla Terra, la chiave cadrà a terra e alla fine si fermerà. Perché si è fermato? C'è una forza netta che agisce sulla chiave, facendola rallentare e fermarsi.
In un altro esempio, diciamo che sei su una pista di pattinaggio. Prendi un disco da hockey e fallo scorrere sul ghiaccio.
Alla fine il disco da hockey rallenterà e si fermerà, anche su ghiaccio liscio e scivoloso. Questo è un altro esempio di una situazione con una forza netta diversa da zero.
Riferimenti
- L'aula di fisica,. (2016). Seconda legge di Newton. 11-2-2017, dal sito web physicsclassroom.com: physicsclassroom.com.
- Cárdenas, R. (2014). Cos'è Net Force? - Definizione, grandezza ed equazioni. 11-2-2017, dal sito web http://study.com: study.com.
- IAC Publishing, LLC. (2017). Cos'è la forza netta? 11-2-2017, dal sito Web di Reference.com: reference.com.
- Forza netta. (nd) Webster's Revised Unabridged Dictionary. (1913). Estratto l'11 febbraio 2017 da thefreedictionary.com.
- Pearson, A. (2008). Forza e movimento Capitolo 5. Forza e movimento. 2-11-2017, dal sito web di Pearson Education Inc: physics.gsu.edu.