Druhý Newtonov zákon
Keď výslednica síl tlačí na objekt, objekt mení svoju rýchlosť — zrýchľuje, spomaľuje alebo mení smer. Väčšia sila znamená väčšie zrýchlenie; hmotnejší objekt znamená menšie zrýchlenie.
Vzorec
F = m · a
- F — sila (N): čistý dotyk alebo ťah pôsobiaci na objekt
- m — hmotnosť (kg): koľko hmoty objekt má — jeho odpor voči zrýchľovaniu
- a — zrýchlenie (m/s²): ako rýchlo sa rýchlosť objektu mení každú sekundu
Riešený príklad
Vozík 2 kg na podlahe bez trenia je tlačený stálou silou 8 N. Ako rýchlo sa zrýchľuje?
- m = 2 kg
- F = 8 N
- a = F / m
- a = 8 N / 2 kg
a = 4 m/s²
Skontroluj sa
Ten istý dotlač 8 N teraz pôsobí na ťažší vozík 4 kg. Aké je jeho zrýchlenie?
- 4 m/s²
- Správna odpoveď: 2 m/s²
- 32 m/s²
Správne! Zdvojnásobenie hmotnosti prepolovuje zrýchlenie: 8 N ÷ 4 kg = 2 m/s².
Na dávanie pôvodnému vozičku 2 kg dvojnásobné zrýchlenie (8 m/s²) musí byť sila…
- Správna odpoveď: 16 N
- 4 N
- 8 N
Presne — zrýchlenie je úmerné sile: F = 2 kg × 8 m/s² = 16 N.
Kde to vidíš
Nákupný vozík je ľahké tlačiť, keď je prázdny, a ťažké, keď je naložený potravinami — tá istá sila, menej zrýchlenia, pretože hmotnosť sa zvýšila. Motor auta sa cíti slabší pri ťahaní prívesu z toho istého dôvodu: výslednica síl zostáva podobná, ale kombinovaná hmotnosť je oveľa väčšia.
Časté chyby
Bežnou mylnou predstavou je, že sila je potrebná na udržanie niečoho v pohybe konštantnou rýchlosťou — sila je potrebná len na zmenu rýchlosti a objekt v pohybe s nulovou výslednicou síl sa hýbe rovnakou rýchlosťou navždy. Ďalšou je zaobchádzanie s F = ma ako „sila spôsobuje rýchlosť“ namiesto „sila spôsobuje zrýchlenie“ — veľká sila na veľkú hmotnosť môže stále produkovať drobné zrýchlenie.
Ako to súvisí
To priamo nadväzuje na voľný pád a šikmý vrh, kde gravitácia už zrýchľovala objekty — druhý Newtonov zákon vysvetľuje to zrýchlenie ako F = ma, kde F je tiaž objektu. Vedie do zachovania hybnosti, ktoré je v skutočnosti druhý a tretí Newtonov zákon aplikované na dva objekty tlačiace navzájom naraz.