న్యూటన్ రెండో నియమం
నికర బలం ఒక వస్తువుపై నెట్టినప్పుడు, ఆ వస్తువు త్వరణం పొందుతుంది — వేగం పెరుగుతుంది, తగ్గుతుంది, లేదా దిశ మారుతుంది. బలం ఎంత పెద్దదో, త్వరణం అంత పెద్దది; వస్తువు ద్రవ్యరాశి ఎంత ఎక్కువో, త్వరణం అంత తక్కువ.
సూత్రం
F = m · a
- F — బలం (N): వస్తువుపై పనిచేసే నికర నెట్టడం లేదా లాగడం
- m — ద్రవ్యరాశి (kg): వస్తువులో ఎంత పదార్థం ఉంది — త్వరణం పొందకుండా చేసే ప్రతిఘటన
- a — త్వరణం (m/s²): వస్తువు వేగం ప్రతి సెకనూ ఎంత త్వరగా మారుతుంది
సాల్వ్ చేసిన ఉదాహరణ
ఘర్షణ లేని నేలపై ఉన్న 2 kg బండ్ని స్థిరంగా 8 N బలంతో నెట్టారు. అది ఎంత త్వరగా వేగం పెంచుకుంటుంది?
- m = 2 kg
- F = 8 N
- a = F / m
- a = 8 N / 2 kg
a = 4 m/s²
మీను మీరు పరీక్షించుకోండి
అదే 8 N నెట్టడం ఇప్పుడు బరువైన 4 kg బండిపై పనిచేస్తోంది. దాని త్వరణం ఎంత?
- 4 m/s²
- సరైన సమాధానం: 2 m/s²
- 32 m/s²
సరిగ్గా చెప్పారు! ద్రవ్యరాశి రెట్టింపు అయితే త్వరణం సగమవుతుంది: 8 N ÷ 4 kg = 2 m/s².
అసలు 2 kg బండికి రెట్టింపు త్వరణం (8 m/s²) ఇవ్వాలంటే, బలం ఉండాలి…
- సరైన సమాధానం: 16 N
- 4 N
- 8 N
ఖచ్చితంగా — త్వరణం బలానికి అనుపాతంలో ఉంటుంది: F = 2 kg × 8 m/s² = 16 N.
ఇక్కడ ఇది ఎక్కడ కనిపిస్తుంది
షాపింగ్ బండి ఖాళీగా ఉన్నప్పుడు నెట్టడం సులభం, కిరాణా సామానుతో నిండి ఉన్నప్పుడు కష్టం — అదే బలం, తక్కువ త్వరణం, ఎందుకంటే ద్రవ్యరాశి పెరిగింది. అదే కారణానికి ట్రైలర్ లాగే కారు ఇంజన్ బలహీనంగా అనిపిస్తుంది: నికర బలం దాదాపు ఒకటే ఉన్నా, మొత్తం ద్రవ్యరాశి చాలా ఎక్కువ.
సాధారణ తప్పులు
ఒక సాధారణ తప్పు అభిప్రాయం — ఏదైనా స్థిర వేగంతో కదులుతూ ఉండటానికి బలం అవసరమని — బలం వేగాన్ని మార్చడానికి మాత్రమే అవసరం, నికర బలం సున్నా అయితే కదలికలో ఉన్న వస్తువు ఎప్పటికీ అదే వేగంతో కదులుతూ ఉంటుంది. మరొకటి — F = ma ను 'బలం వేగాన్ని కలుగుజేస్తుంది' కాక 'బలం త్వరణాన్ని కలుగుజేస్తుంది' అని చూడడం — పెద్ద ద్రవ్యరాశిపై పెద్ద బలం కూడా చిన్న త్వరణాన్నే ఇవ్వగలదు.
ఇది ఎలా అనుసంధానమవుతుంది
ఇది స్వేచ్ఛా పతనం, ప్రక్షేపక చలనంపై నేరుగా నిర్మాణం — అక్కడ గురుత్వాకర్షణ ఇప్పటికే వస్తువులను త్వరణం చేస్తోంది — న్యూటన్ రెండో నియమం ఆ త్వరణాన్ని F = ma గా వివరిస్తుంది, F ఆ వస్తువు బరువు. ఇది ద్రవ్యవేగ సంరక్షణకు దారి తీస్తుంది — అది నిజానికి ఒకేసారి ఒకదానితో ఒకటి నెట్టుకునే రెండు వస్తువులకు వర్తించిన న్యూటన్ రెండో, మూడో నియమాలే.