Newtons anden lov
Når en nettokraft skubber til et objekt, accelererer objektet — det øger farten, sænker farten eller skifter retning. Jo større kraften er, jo større er accelerationen; jo mere massivt objektet er, jo mindre er accelerationen.
Formlen
F = m · a
- F — kraft (N): det samlede skub eller træk, der virker på objektet
- m — masse (kg): hvor meget stof objektet indeholder — dets modstand mod at blive accelereret
- a — acceleration (m/s²): hvor hurtigt objektets hastighed ændrer sig hvert sekund
Udregnet eksempel
En 2 kg-vogn på et friktionsløst gulv skubbes med en konstant kraft på 8 N. Hvor hurtigt øger den farten?
- m = 2 kg
- F = 8 N
- a = F / m
- a = 8 N / 2 kg
a = 4 m/s²
Test dig selv
Det samme 8 N-skub virker nu på en tungere 4 kg-vogn. Hvad er dens acceleration?
- 4 m/s²
- Korrekt svar: 2 m/s²
- 32 m/s²
Rigtigt! En fordobling af massen halverer accelerationen: 8 N ÷ 4 kg = 2 m/s².
For at give den oprindelige 2 kg-vogn dobbelt så stor acceleration (8 m/s²) skal kraften være…
- Korrekt svar: 16 N
- 4 N
- 8 N
Præcis — accelerationen er proportional med kraften: F = 2 kg × 8 m/s² = 16 N.
Hvor du ser det
En indkøbskurv er nem at skubbe, når den er tom, og svær at skubbe, når den er fuld af dagligvarer — samme kraft, mindre acceleration, fordi massen er øget. En bils motor føles svagere, når den trækker en trailer af samme grund: nettokraften forbliver lignende, men den kombinerede masse er meget større.
Almindelige fejl
En almindelig misforståelse er, at kraft er nødvendig for at holde noget i bevægelse med konstant hastighed — kraft er kun nødvendig for at ændre hastighed, og et objekt i bevægelse med nul nettokraft forbliver i bevægelse med samme fart for evigt. En anden er at behandle F = ma som "kraft forårsager hastighed" i stedet for "kraft forårsager acceleration" — en stor kraft på en stor masse kan stadig producere en lille acceleration.
Sådan hænger det sammen
Dette bygger direkte på frit fald og projektilbevægelse, hvor tyngdekraften allerede accelererede objekter — Newtons anden lov forklarer denne acceleration som F = ma, hvor F er objektets vægt. Det fører til bevarelse af momentum, som er Newtons anden og tredje lov anvendt på to objekter, der skubber mod hinanden på én gang.