A doua lege a lui Newton
Când o forță rezultantă împinge un obiect, obiectul accelerează — se grăbește, încetinește sau își schimbă direcția. Cu cât forța e mai mare, cu atât accelerația e mai mare; cu cât obiectul e mai masiv, cu atât accelerația e mai mică.
Formula
F = m · a
- F — forța (N): împingerea sau tragerea rezultantă care acționează asupra obiectului
- m — masa (kg): câtă materie are obiectul — rezistența lui la a fi accelerat
- a — accelerația (m/s²): cât de repede se schimbă viteza obiectului în fiecare secundă
Exemplu rezolvat
Un cărucior de 2 kg pe un podea fără frecare este împins cu o forță constantă de 8 N. Cât de repede se grăbește?
- m = 2 kg
- F = 8 N
- a = F / m
- a = 8 N / 2 kg
a = 4 m/s²
Testează-te
Aceeași împingere de 8 N acționează acum pe un cărucior mai greu de 4 kg. Care este accelerația lui?
- 4 m/s²
- Răspuns corect: 2 m/s²
- 32 m/s²
Corect! Dublarea masei înjumătățește accelerația: 8 N ÷ 4 kg = 2 m/s².
Pentru a da căruciorului original de 2 kg dublul accelerației (8 m/s²), forța trebuie să fie…
- Răspuns corect: 16 N
- 4 N
- 8 N
Exact — accelerația este proporțională cu forța: F = 2 kg × 8 m/s² = 16 N.
Unde vezi asta
Un cărucior de cumpărături este ușor de împins gol și greu de împins încărcat cu alimente — aceeași forță, mai puțină accelerație, pentru că masa a crescut. Motorul unei mașini pare mai slab când trage o remorcă din același motiv: forța netă rămâne similară, dar masa combinată este mult mai mare.
Greșeli frecvente
O concepție greșită comună este că e nevoie de forță pentru a menține ceva în mișcare la viteză constantă — o forță este necesară doar pentru a schimba viteza, iar un obiect în mișcare cu forță netă zero continuă să se miște cu aceeași viteză la nesfârșit. O alta este tratarea lui F = ma ca „forța cauzează viteza” în loc de „forța cauzează accelerația” — o forță mare pe o masă mare poate produce totuși o accelerație minusculă.
Cum se leagă
Aceasta se bazează direct pe căderea liberă și mișcarea proiectilelor, unde gravitația accelera deja obiectele — legea a doua a lui Newton explică acea accelerație ca F = ma, cu F fiind greutatea obiectului. Duce mai departe la conservarea impulsului, care este de fapt legile a doua și a treia ale lui Newton aplicate la două obiecte care se împing unul pe altul simultan.