Newtons andra lag
När en nettokraft knuffar på ett föremål accelererar föremålet — det går snabbare, långsammare eller byter riktning. Ju större kraften är, desto större blir accelerationen; ju massivare föremålet är, desto mindre blir accelerationen.
Formeln
F = m · a
- F — kraft (N): den sammanlagda knuffen eller dragnning som verkar på föremålet
- m — massa (kg): hur mycket materia föremålet innehåller — dess motstånd mot att accelereras
- a — acceleration (m/s²): hur snabbt föremålets hastighet ändras varje sekund
Genomräknat exempel
En 2 kg-vagn på ett friktionsfritt golv knuffas med en jämn kraft på 8 N. Hur snabbt ökar dess fart?
- m = 2 kg
- F = 8 N
- a = F / m
- a = 8 N / 2 kg
a = 4 m/s²
Testa dig själv
Samma knuff på 8 N verkar nu på en tyngre vagn på 4 kg. Vad är dess acceleration?
- 4 m/s²
- Rätt svar: 2 m/s²
- 32 m/s²
Rätt! Dubblad massa halverar accelerationen: 8 N ÷ 4 kg = 2 m/s².
För att ge den ursprungliga vagnen på 2 kg dubbel acceleration (8 m/s²) måste kraften vara…
- Rätt svar: 16 N
- 4 N
- 8 N
Exakt — accelerationen är proportionell mot kraften: F = 2 kg × 8 m/s² = 16 N.
Var du ser detta
En shoppingkärrra är lätt att trycka när den är tom och svår att trycka när den är full med livsmedel — samma kraft, mindre acceleration, för att massan ökade. En bils motor känns svagare när den drar en släpvagn av samma anledning: nettokraften förblir likartad, men den kombinerade massan är mycket större.
Vanliga misstag
En vanlig missuppfattning är att kraft behövs för att hålla något rörligt med konstant hastighet — kraft behövs bara för att ändra hastighet, och ett föremål i rörelse med noll nettokraft rör sig med samma hastighet för alltid. En annan är att behandla F = ma som «kraft orsakar hastighet» snarare än «kraft orsakar acceleration» — en stor kraft på en stor massa kan fortfarande producera en liten acceleration.
Hur det hänger ihop
Det här bygger direkt på fritt fall och projektilrörelse, där gravitationen redan accelererade föremål — Newtons andra lag förklarar denna acceleration som F = ma, med F som föremålets vikt. Det leder in i rörelsemängdens bevarande, vilket verkligen är Newtons andra och tredje lagar tillämpade på två föremål som skjuter på varandra samtidigt.