Ņūtona otrais likums

Kad rezultējošais spēks grūž ķermeni, ķermenis paātrinās — tas paātrinās, palēninās vai maina virzienu. Lielāks spēks, lielāks paātrinājums; masīvāks ķermenis, mazāks paātrinājums.

Formula

F = m · a

  • F — spēks (N): neto grūdiens vai vilkšana, kas darbojas uz ķermeni
  • m — masa (kg): cik daudz vielas ķermenim ir — tā pretestība paātrināšanai
  • a — paātrinājums (m/s²): cik ātri ķermeņa ātrums mainās katru sekundi

Izrēķināts piemērs

2 kg ratiņi uz berzes brīvas grīdas tiek grūsti ar pastāvīgu 8 N spēku. Cik ātri tie paātrinās?

  • m = 2 kg
  • F = 8 N
  1. a = F / m
  2. a = 8 N / 2 kg

a = 4 m/s²

Pārbaudi sevi

Tas pats 8 N grūdiens tagad darbojas uz smagākiem 4 kg ratiņiem. Kāds ir to paātrinājums?
  • 4 m/s²
  • Pareizā atbilde: 2 m/s²
  • 32 m/s²

Pareizi! Masas dubultošana halvē paātrinājumu: 8 N ÷ 4 kg = 2 m/s².

Lai dotu sākotnējiem 2 kg ratiņiem divas reizes lielāku paātrinājumu (8 m/s²), spēkam jābūt…
  • Pareizā atbilde: 16 N
  • 4 N
  • 8 N

Tieši tā — paātrinājums ir proporcionāls spēkam: F = 2 kg × 8 m/s² = 16 N.

Kur tu to redzi

Iepirkumu ratiņi ir viegli grūžami, kad tukši, un grūti, kad piekrauti ar pārtiku — tas pats spēks, mazāk paātrinājuma, tāpēc ka masa palielinājās. Auto dzinējs jūtas vājāks velkot piekabi tam pašam iemeslam: rezultējošais spēks paliek līdzīgs, bet kopējā masa ir daudz lielāka.

Biežākās kļūdas

Izplatīts maldoms ir tas, ka spēks vajadzīgs, lai noturētu kaut ko kustam ar nemainīgu ātrumu — spēks vajadzīgs tikai ātruma maiņai, un kustībā esošs ķermenis ar nulles rezultējošo spēku kustas ar to pašu ātrumu mūžīgi. Cits ir izturēties pret F = ma kā „spēks rada ātrumu”, nevis „spēks rada paātrinājumu” — liels spēks uz lielu masu var joprojām radīt sīku paātrinājumu.

Kā tas savienojas

Šis tieši balstās uz brīvo kritienu un izsviesta ķermeņa kustību, kur gravitācija jau paātrināja ķermeņus — Ņūtona otrais likums izskaidro šo paātrinājumu kā F = ma, ar F esot ķermeņa svaram. Tas ved uz kustības daudzuma saglabāšanos, kas patiesībā ir Ņūtona otrais un trešais likumi, pielietoti diviem ķermeņiem, kas grūž viens otru uzreiz.

Izmēģini interaktīvo simulāciju

Saistītie jēdzieni