قانون دوم نیوتن
وقتی نیروی خالصی به جسمی می‌خورد، جسم شتاب می‌گیرد — تند می‌شود، کند می‌شود یا جهتش را عوض می‌کند. نیروی بزرگ‌تر، شتاب بزرگ‌تر؛ جسم پرجرم‌تر، شتاب کوچک‌تر.
فرمول
F = m · a
- F — نیرو (N): هل یا کششِ خالص وارد بر جسم
- m — جرم (kg): جسم چقدر ماده دارد — مقاومتش در برابر شتاب‌گرفتن
- a — شتاب (m/s²): سرعت جسم هر ثانیه چقدر تغییر می‌کند
مثال حل‌شده
ارابهٔ 2 کیلوگرمی روی کفِ بدون اصطکاک با نیروی ثابت 8 N هل داده می‌شود. چقدر سریع تند می‌شود؟
- m = 2 kg
- F = 8 N
- a = F / m
- a = 8 N / 2 kg
a = 4 m/s²
خودتان را بیازمایید
همان هلِ 8 N حالا بر ارابهٔ سنگین‌تر 4 کیلوگرمی اثر می‌کند. شتابش چند است؟
- 4 m/s²
- پاسخ درست: 2 m/s²
- 32 m/s²
درست است! دوبرابرکردن جرم شتاب را نصف می‌کند: 8 N ÷ 4 kg = 2 m/s².
برای دادن دو برابر شتاب به همان ارابهٔ 2 کیلوگرمی (8 m/s²)، نیرو باید…
- پاسخ درست: 16 N
- 4 N
- 8 N
درست است — شتاب با نیرو متناسب است: F = 2 kg × 8 m/s² = 16 N.
کجا آن را می‌بینید
سبد خرید وقتی خالی است آسان و وقتی پر از خوراکی است سخت رانده می‌شود — نیروی یکسان، شتاب کمتر، چون جرم افزایش یافته است. موتور خودرو برای همین دلیل هنگام کشیدن تریلر ضعیف‌تر حس می‌شود: نیروی خالص همان می‌ماند، اما جرم مجموع بسیار بزرگ‌تر است.
اشتباهات رایج
یک تصور نادرست رایج این است که برای ادامهٔ حرکت چیزی با تندی ثابت به نیرو نیاز است — نیرو فقط برای تغییر تندی لازم است و جسمی در حرکت با نیروی خالص صفر برای همیشه با همان تندی حرکت می‌کند. خطای دیگر، خواندن F = ma به‌صورت «نیرو باعث تندی می‌شود» به‌جای «نیرو باعث شتاب می‌شود» است — نیروی بزرگ بر جرم بزرگ همچنان می‌تواند شتاب کوچکی بسازد.
چگونه ارتباط دارد
این مستقیماً بر سقوط آزاد و حرکت پرتابه بنا شده است، جایی که گرانش از قبل اجسام را شتاب می‌داد — قانون دوم نیوتن همان شتاب را به‌صورت F = ma توضیح می‌دهد که F وزن جسم است. و به پایستگی تکانه می‌رسد که در حقیقت قانون دوم و سوم نیوتن، اعمال‌شده بر دو جسمی است که هم‌زمان به هم فشار می‌آورند.