Newtoni teine seadus
Kui resultantjõud lükkab keha, kiireneb keha — ta kiireneb, aeglustub või muudab suunda. Mida suurem jõud, seda suurem kiirendus; mida massiivsem keha, seda väiksem kiirendus.
Valem
F = m · a
- F — jõud (N): kehale mõjuv tulev tõuge või tõmme
- m — mass (kg): kui palju ainet kehal on — tema vastupanu kiirendamisele
- a — kiirendus (m/s²): kui kiiresti keha kiirus igal sekundil muutub
Lahendatud näide
2 kg vankrit hõõrdumata põrandal lükatakse ühtlase 8 N jõuga. Kui kiiresti ta kiireneb?
- m = 2 kg
- F = 8 N
- a = F / m
- a = 8 N / 2 kg
a = 4 m/s²
Kontrolli end
Sama 8 N tõuge mõjub nüüd raskemale 4 kg vankrile. Missugune on tema kiirendus?
- 4 m/s²
- Õige vastus: 2 m/s²
- 32 m/s²
Õigesti! Massi kahekordistamine poolendab kiirenduse: 8 N ÷ 4 kg = 2 m/s².
Et anda algsel 2 kg vankril kaks korda suurem kiirendus (8 m/s²), peab jõud olema…
- Õige vastus: 16 N
- 4 N
- 8 N
Täpselt — kiirendus on jõuga võrdeline: F = 2 kg × 8 m/s² = 16 N.
Kus sa seda näed
Ostukäru on kerge lükata, kui ta on tühi, ja raske lükata, kui ta on täis toidukaupu — sama jõud, vähem kiirendust, sest mass kasvas. Auto mootor tunneb nõrgemalt haagist vedades sama põhjust: resultantjõud jääb sarnaseks, aga kombineeritud mass on palju suurem.
Tüüpilised vead
Levinud eksiarvamus on, et jõudu on vaja, et hoida midagi liikumas konstantse kiirusega — jõudu on vaja ainult kiiruse muutmiseks, ja liikuv keha null resultantjõuga liigub sama kiirusega igavesti. Teine on käsitseda F = ma kui „jõud põhjustab kiiruse“ pigem kui „jõud põhjustab kiirenduse“ — suur jõud suurel massil saab ikka anda tillukese kiirenduse.
Kuidas see seondub
See ehitab otseselt edasi vaba langemise ja heitkehade liikumise peale, kus gravitatsioon juba kiirendas kehasid — Newtoni teine seadus selgitab seda kiirendust kui F = ma, kus F on keha raskus. See viib impulsi jäävusse, mis on tegelikult Newtoni teine ja kolmas seadus rakendatuna kahele kehale, kes korraga üksteist lükkavad.