Alla fine del 1600, Sir Isaac Newton pubblicò "Principia Mathematica", un libro che collegava i mondi della matematica e della fisica. Tra le altre idee importanti, ha descritto la seconda legge del movimento - quella forza è uguale all'accelerazione dei tempi di massa o f = ma. Anche se a prima vista sembra semplice, la legge ha diverse importanti implicazioni, incluso il modo in cui gli oggetti si muovono sulla Terra e nello spazio. Leggi fondamentali come questa hanno permesso agli scienziati di investigare accuratamente la natura e gli ingegneri di costruire macchine che funzionano.

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

La forza è uguale all'accelerazione di massa o f = ma.

Significato della forza

La forza è una quantità fisica di cui si ha a che fare nella vita di tutti i giorni. Ci vuole forza per aprire una porta, sollevare un bambino o rompere un uovo. È un tiro o una spinta esercitata da un oggetto su un altro; gli oggetti possono essere qualsiasi cosa, da protoni ed elettroni fino ai pianeti e alle galassie. L'attrazione può derivare dal contatto diretto o, in caso di gravità, elettricità e magnetismo, da una certa distanza. Gli scienziati misurano la forza in unità chiamate newton, dove un newton è la forza necessaria per accelerare una massa di 1 chilogrammo al metro quadrato al secondo.

Significato dell'accelerazione

Quando un disco da hockey scivola attraverso il ghiaccio, lo fa a una velocità abbastanza costante fino a quando non colpisce l'obiettivo o il bastone di un giocatore. Sebbene si stia muovendo, non sta accelerando. L'accelerazione arriva solo da un cambio di velocità. Quando un oggetto guadagna velocità, la sua accelerazione è positiva; quando la velocità è persa, l'accelerazione è negativa. Misurate la velocità in unità di distanza divise per il tempo, ad esempio miglia all'ora o metri al secondo. L'accelerazione è il cambio di velocità diviso per il tempo che la velocità impiega a cambiare, quindi è metri al secondo al secondo, o metri al secondo al quadrato.

Significato della massa

La massa di un l'oggetto è una misura di quanta materia contenga. Una palla di gomma ha meno massa di una palla di piombo della stessa dimensione perché ha meno materia in essa, meno atomi e meno protoni, neutroni ed elettroni che costituiscono gli atomi. La messa resiste anche allo sforzo di spingerlo o tirarlo; una palla da ping-pong è facile da prendere e lanciare; un camion della spazzatura non lo è. Il camion è più massiccio della pallina da ping-pong di molte migliaia di volte. L'unità standard per la massa è il chilogrammo, circa 2,2 libbre.

Scalari e vettori

La massa è un tipo semplice di quantità. Puoi avere grandi masse, piccole masse e masse intermedie. Questo è tutto. Gli scienziati chiamano semplici quantità scalari perché un numero lo descriverà. La forza e l'accelerazione, tuttavia, sono più complicate. Hanno sia una dimensione che una direzione. Un meteorologo televisivo, ad esempio, parla di un vento proveniente da ovest a 20 miglia all'ora. Questo è il vettore di velocità (velocità) del vento. Per descrivere completamente una forza o un'accelerazione, hai bisogno sia della quantità che della direzione. Ad esempio, in un giorno nevoso, tiri la slitta di un bambino in avanti con una forza di 50 newton, e accelera nella stessa direzione a 0,5 metri al secondo al quadrato.

Significato di Forza, Messa e Accelerazione

La seconda legge del moto di Newton sembra abbastanza semplice: spingere su un oggetto di una certa massa e accelera in base alla quantità di forza e massa. Una piccola forza con una grande massa risulta in una lenta accelerazione e una grande forza con una piccola massa dà un'accelerazione rapida. Cosa succede quando non c'è forza? Una forza pari a zero su qualsiasi massa dà zero accelerazione. Se l'oggetto è fermo, rimane immobile; se si muove, continua a muoversi alla stessa velocità e direzione. Tieni presente che diverse forze possono essere coinvolte contemporaneamente. Ad esempio, si lega una corda attorno a un masso e si tira con tutta la forza. Ci sono forza e massa, ma il masso non si muove, quindi l'accelerazione è zero. La forza di attrito tra il masso e il terreno annulla la forza della tua attrazione. Hai bisogno di una forza molto più grande, come da un trattore, per spostare il masso.