Newtons andre lov
Når en resultantkraft skyver på et objekt, akselererer objektet — det øker farten, senker den, eller endrer retning. Jo større kraften er, desto større er akselerasjonen; jo mer massivt objektet er, desto mindre er akselerasjonen.
Formelen
F = m · a
- F — kraft (N): det netto presset eller trekket som virker på objektet
- m — masse (kg): hvor mye stoff objektet har — dets motstand mot å akselereres
- a — akselerasjon (m/s²): hvor raskt objektets hastighet endres hvert sekund
Utarbeidet eksempel
En handlekurv på 2 kg på et friksjonsfritt gulv skyves med en jevn kraft på 8 N. Hvor raskt øker farten dens?
- m = 2 kg
- F = 8 N
- a = F / m
- a = 8 N / 2 kg
a = 4 m/s²
Test deg selv
Det samme presset på 8 N virker nå på en tyngre handlekurv på 4 kg. Hva er akselerasjonen dens?
- 4 m/s²
- Riktig svar: 2 m/s²
- 32 m/s²
Riktig! Dobling av massen halverer akselerasjonen: 8 N ÷ 4 kg = 2 m/s².
For å gi den opprinnelige handlekurven på 2 kg dobbelt så stor akselerasjon (8 m/s²), må kraften være…
- Riktig svar: 16 N
- 4 N
- 8 N
Nøyaktig — akselerasjonen er proporsjonal med kraften: F = 2 kg × 8 m/s² = 16 N.
Der du ser dette
En handlekurv er lett å skyve når den er tom og vanskelig å skyve når den er lastet med varer — samme kraft, mindre akselerasjon, fordi massen økte. En bilmotor føles svakere når den drar et tilhenger av samme grunn: resultantkraften forblir lik, men den kombinerte massen er mye større.
Vanlige feil
En vanlig misforståelse er at kraft trengs for å holde noe i bevegelse med konstant hastighet — en kraft trengs bare for å endre hastigheten, og et objekt i bevegelse med null resultantkraft fortsetter å bevege seg med samme fart for alltid. En annen er å behandle F = ma som «kraft forårsaker hastighet» i stedet for «kraft forårsaker akselerasjon» — en stor kraft på en stor masse kan fortsatt produsere en bitteliten akselerasjon.
Hvordan det henger sammen
Dette bygger direkte på fritt fall og prosjektilbevegelse, der tyngdekraften allerede akselererte objekter — Newtons andre lov forklarer den akselerasjonen som F = ma, med F som objektets tyngde. Det leder inn i bevarelse av bevegelsesmengde, som egentlig er Newtons andre og tredje lov anvendt på to objekter som skyver på hverandre samtidig.