Sila je fizični izraz, opredeljen kot vpliv, zaradi katerega predmet spremeni hitrost ali smer gibanja ali vrtenja. Sile lahko pospešujejo predmete s potegom ali potiskanjem. Razmerje med silo, maso in pospeškom je določil Isaac Newton v 2. Newtonovem zakonu, ki pravi, da je sila predmeta produkt njegove mase in pospeška. Če želite vedeti, kako izmeriti silo, sledite tem korakom.
Korak
Metoda 1 od 2: Merilna sila
Korak 1. Razumeti razmerje med silo, maso in pospeškom
Sila predmeta je preprosto produkt njegove mase in pospeška. To razmerje lahko definiramo z naslednjo formulo: Sila = masa x pospešek.
Pri merjenju sile morate upoštevati še nekaj:
- Standardna enota za maso je kilogram (kg).
- Standardna enota za pospešek je m/s2.
- Standardna enota za silo je newton (N). Newton je izpeljana enota. 1N = 1 kg x 1m/s2.
Korak 2. Izmerite maso danega predmeta
Masa predmeta je količina snovi, ki jo vsebuje. Masa predmeta se nikoli ne spremeni, ne glede na to, na katerem planetu je; medtem ko se teža spreminja glede na gravitacijsko privlačnost. Vaša masa na Zemlji in na Luni je enaka. V metričnem sistemu lahko maso zapišemo v gramih ali kilogramih. Recimo, da je predmet, ki ga uporabljamo, tovornjak z maso 1000 kg.
- Če želite najti maso določenega predmeta, ga postavite na trojno ali dvojno tehtnico. Ta tehtnica bo merila maso v kilogramih ali gramih.
- V sistemu Imperial se lahko masa izrazi v funtih (funtih). Ker se v teh enotah lahko izrazi tudi sila, je bil za razliko od njegove uporabe skovan izraz "funt-masa". Če pa najdete maso predmeta, izraženo v funtih, jo preprosto pomnožite z 0,45, da ugotovite vrednost v kilogramih.
Korak 3. Izmerite pospešek predmeta
V fiziki je pospešek opredeljen kot sprememba hitrosti, ki je definirana kot hitrost v določeni smeri, na enoto časa. Poleg pospeševanja lahko pospešek opredelimo tudi kot upočasnjevanje ali spreminjanje smeri. Tako kot hitrost lahko merimo s merilnikom hitrosti, lahko pospešek merimo tudi s merilnikom pospeška. Naj pospešek tovornjaka z maso 1000 kg je 3m/s2.
- V metričnem sistemu je hitrost zapisana v centimetrih na sekundo ali metrih na sekundo, pospešek pa v centimetrih na sekundo na sekundo (centimetri na sekundo na kvadrat) ali metri na sekundo na sekundo (metri na sekundo na kvadrat).
- V sistemu Imperial je en način za izražanje hitrosti stopal na sekundo. Tako lahko pospešek izrazimo tudi v kvadratnih enotah čevljev na sekundo.
Korak 4. Maso predmeta pomnožimo s pospeškom
Rezultat je slogna vrednost. V enačbo samo vnesite številke, ki ste jih dobili, in vedeli boste, kakšna je sila predmeta. Ne pozabite svojega odgovora napisati v netwon (N).
- Sila = masa x pospešek
- Sila = 1000 kg x 3m/s2
- Sila = 3000N
Metoda 2 od 2: Bolj zapleteni koncepti
Korak 1. Poiščite maso, če poznate silo in pospešek
Če poznate silo in pospešek predmeta, samo priključite vrednosti v isto formulo, da poiščete maso predmeta. To storite tako:
- Sila = masa x pospešek
- 3N = masa x 3m/s2
- Masa = 3N/3m/s2
- Masa = 1 kg
Korak 2. Poiščite pospešek, če poznate silo in maso
Če poznate silo in maso predmeta, samo priključite vrednosti v isto formulo, da poiščete pospešek predmeta. To storite tako:
- Sila = masa x pospešek
- 10N = 2 kg x Pospešek
- Pospešek = 10N/2kg
- Pospešek = 5m/s2
Korak 3. Poiščite pospešek predmeta
Če želite vedeti silo predmeta, lahko izračunate njegov pospešek, dokler poznate njegovo maso. Vse, kar morate storiti, je, da uporabite formulo za iskanje pospeška predmeta. Formula je (Pospešek = Končna hitrost - začetna hitrost)/čas.
- Primer: Tekač ima hitrost 6 m/2 v 10 sekundah. Kakšen je pospešek?
- Končna hitrost je 6 m/s. Njegova začetna hitrost je 0 m/s. Čas je 10 s.
- Pospešek = (6 m/s - 0 m/s)/10s = 6/10s = 0,6 m/s2
Nasveti
- Mašo lahko zapišemo tudi v polžih, pri čemer je en polž enak 32.174 kilogramov mase. Ena žlindra je količina mase, ki jo je mogoče pospešiti za 1 funt sile s pospeškom 1 čevljev na sekundo na kvadrat. Ko množimo maso polžev s pospeškom v metrih na sekundo na kvadrat, se pretvorbena konstanta ne uporablja.
- Tako ima masa 640 funtov, ki pospešuje pri kvadratu 5 čevljev na sekundo, približno silo 640 krat 5, deljeno s silo 32 ali 100 kilogramov.
- Teža je masa, na katero vpliva pospešek zaradi gravitacije. Na zemeljski površini je pospešek približno 9,8 metra na sekundo na kvadrat (9,8065) ali 32 čevljev na sekundo na kvadrat (32, 174). Tako je v metričnem sistemu masa 100 kg enaka 980 newtonov, masa 100 gramov pa 980 din. V britanskem sistemu lahko maso in težo zapišemo v istih enotah, tako da 100 kilogramov mase tehta 100 kilogramov (100 kilogramov sile). Ker vzmetna tehtnica meri silo teže na predmet, dejansko meri težo, ne mase. (V vsakodnevni uporabi ni nobene razlike, dokler na površino Zemlje deluje gravitacija.)
- Če uporabljate angleške enote, rezultat delite s konstanto pretvorbe. Kot je navedeno zgoraj, je funt lahko enota mase ali sile v britanskem sistemu; če se uporablja kot enota sile, se funt imenuje funt sile. Pretvorbena konstanta je 32,174 funt-čevljev na funt sile na drugi kvadrat; 32, 174 je vrednost pospeška zaradi Zemljine teže v čevljih na sekundo na kvadrat. (Za poenostavitev matematike zaokrožimo vrednost na 32.)
- Upoštevajte, da razmerje med silo, maso in pospeškom pomeni, da ima lahko objekt z majhno maso in velikim pospeškom enako moč kot objekt z veliko maso in majhnim pospeškom.
- Masa 150 kilogramov s pospeškom 10 metrov na sekundo na kvadrat ima silo 150 krat 10 ali 1500 kilogramov metrov na sekundo na kvadrat. (En kilogram meter na sekundo na kvadrat se imenuje newton.)
- Slogi imajo lahko posebna imena, odvisno od učinka na predmet. Sila, ki povzroči pospeševanje predmeta, se imenuje potisk, sila, ki povzroči upočasnitev predmeta, pa je vlečenje. Sila, ki spremeni smer vrtenja predmeta, ki se vrti okoli svoje osi, se imenuje navor.
- Masa 20 gramov s pospeškom 5 cm na sekundo na kvadrat ima silo 20 krat 5 ali 100 gramov centimetrov na sekundo na kvadrat. (En gram centimeter na sekundo na kvadrat se imenuje dine.)
