Segona llei de Newton
Quan una força resultant empeny un objecte, l'objecte s'accelera: va més de pressa, més a poc a poc o canvia de direcció. Com més gran la força, més gran l'acceleració; com més massiu l'objecte, més petita l'acceleració.
La fórmula
F = m · a
- F — força (N): l'empenta o estirada resultant que actua sobre l'objecte
- m — massa (kg): quanta matèria té l'objecte: la seva resistència a ser accelerat
- a — acceleració (m/s²): com de ràpid canvia la velocitat de l'objecte cada segon
Exemple resolt
Un carro de 2 kg en un terra sense fricció és empès amb una força constant de 8 N. Com d'accelera?
- m = 2 kg
- F = 8 N
- a = F / m
- a = 8 N / 2 kg
a = 4 m/s²
Posa't a prova
La mateixa empenta de 8 N actua ara sobre un carro més pesant de 4 kg. Quina és la seva acceleració?
- 4 m/s²
- Resposta correcta: 2 m/s²
- 32 m/s²
Correcte! Doblar la massa divideix per dos l'acceleració: 8 N ÷ 4 kg = 2 m/s².
Per donar al carro original de 2 kg el doble d'acceleració (8 m/s²), la força ha de ser…
- Resposta correcta: 16 N
- 4 N
- 8 N
Exacte: l'acceleració és proporcional a la força: F = 2 kg × 8 m/s² = 16 N.
On ho veus
Un carro de la compra és fàcil d'empènyer buit i dur d'empènyer ple de queviures: mateixa força, menys acceleració, perquè la massa ha augmentat. El motor d'un cotxe se sent més feble arrossegant un remolc per la mateixa raó: la força resultant queda semblant, però la massa combinada és molt més gran.
Errors freqüents
Un error comú és pensar que cal força per mantenir alguna cosa movent-se a velocitat constant: només cal força per CANVIAR la velocitat, i un objecte en moviment amb força resultant zero es mou a la mateixa velocitat per sempre. Un altre és tractar F = ma com «la força causa la velocitat» en lloc de «la força causa l'acceleració»: una força gran sobre una massa gran pot produir una acceleració minúscula.
Com s'connecta
Això es construeix directament sobre la caiguda lliure i el tir parabòlic, on la gravetat ja accelerava objectes: la segona llei de Newton explica aquella acceleració com F = ma, amb F sent el pes de l'objecte. Porta a la conservació de la quantitat de moviment, que és realment la segona i la tercera llei de Newton aplicades a dos objectes empenyent-se alhora.