Die Nettokraft ist definiert als die Summe aller auf ein Objekt einwirkenden Kräfte. Ein Beispiel? Wenn Sie einen Fußball treten, hebt der Ball ab und bewegt sich durch die Luft. In diesem Moment wirkt eine Nettokraft auf den Ball. Wenn der Ball zu Boden zurückkehrt und schließlich stoppt, wirkt auch eine Nettokraft auf den Ball.
Newtons zweites Gesetz besagt: "Wenn eine Nettokraft auf ein Objekt wirkt, muss dieses Objekt beschleunigen, dh seine Geschwindigkeit ändert sich von Sekunde zu Sekunde." Wenn Sie den Fußball zum ersten Mal treten, beschleunigt er, und wenn der Fußball zum Stillstand kommt, beschleunigt er ebenfalls.
Es können mehrere Kräfte auf ein Objekt wirken, und wenn alle diese Kräfte addiert werden, ist das Ergebnis das, was wir die auf das Objekt wirkende Nettokraft nennen.
Wenn sich die Nettokraft zu Null addiert, beschleunigt das Objekt nicht und bewegt sich daher mit einer konstanten Geschwindigkeit. Wenn die Nettokraft zu einem Wert ungleich Null addiert wird, beschleunigt das Objekt.
In der Natur sind alle Kräfte anderen Kräften wie Reibung oder entgegengesetzten Gravitationskräften entgegengesetzt. Kräfte können nur dann eine Beschleunigung erzeugen, wenn sie größer sind als die gesamten Gegenkräfte.
Wenn eine Kraft ein Objekt drückt, aber durch Reibung gekoppelt ist, beschleunigt das Objekt nicht. Wenn eine Kraft gegen die Schwerkraft drückt, aber geringer als die Schwerkraft auf ein Objekt ist, beschleunigt sie ebenfalls nicht.
Wenn beispielsweise einem 15-Newton-Druck auf ein Objekt eine 10-Newton-Reibungskraft entgegenwirkt, beschleunigt das Objekt, als würde es durch eine reibungslose 5-Newton-Nettokraft gedrückt.
Zweites Gesetz von Newton
Newtons erstes Bewegungsgesetz sagt das Verhalten von Objekten voraus, für die alle vorhandenen Kräfte ausgeglichen sind.
Das erste Gesetz (manchmal auch Trägheitsgesetz genannt) besagt, dass die Beschleunigung dieses Objekts 0 m / s / s beträgt, wenn die auf ein Objekt einwirkenden Kräfte ausgeglichen sind. Objekte im Gleichgewicht (der Zustand, in dem sich alle Kräfte ausgleichen) beschleunigen nicht.
Laut Newton beschleunigt ein Objekt nur, wenn eine Netto- oder unausgeglichene Kraft auf es wirkt. Das Vorhandensein einer unausgeglichenen Kraft beschleunigt ein Objekt und ändert seine Geschwindigkeit, seine Richtung oder seine Geschwindigkeit und Richtung.
Newtons zweites Bewegungsgesetz
Dieses Gesetz bezieht sich auf das Verhalten von Objekten, für die nicht alle vorhandenen Kräfte ausgeglichen sind. Das zweite Gesetz besagt, dass die Beschleunigung eines Objekts von zwei Variablen abhängt: der auf das Objekt einwirkenden Nettokraft und der Masse des Objekts.
Die Beschleunigung eines Objekts hängt direkt von der auf das Objekt wirkenden Nettokraft und umgekehrt von der Masse des Objekts ab. Wenn die auf ein Objekt wirkende Kraft zunimmt, nimmt die Beschleunigung des Objekts zu.
Wenn die Masse eines Objekts zunimmt, nimmt die Beschleunigung des Objekts ab. Newtons zweites Bewegungsgesetz kann formal wie folgt formuliert werden:
"Die Beschleunigung eines Objekts, die durch eine Nettokraft erzeugt wird, ist direkt proportional zur Größe der Nettokraft, in derselben Richtung wie die Nettokraft und umgekehrt proportional zur Masse des Objekts."
Diese verbale Aussage kann in Form einer Gleichung wie folgt ausgedrückt werden:
A = Fnet / m
Die obige Gleichung wird häufig in eine bekanntere Form umgeordnet, wie unten gezeigt. Die Nettokraft entspricht dem Produkt der Masse multipliziert mit der Beschleunigung.
Fnet = m • a
Der Schwerpunkt liegt immer auf der Nettokraft. Die Beschleunigung ist direkt proportional zur Nettokraft. Die Nettokraft entspricht der Masse mal der Beschleunigung.
Die Beschleunigung in die gleiche Richtung wie die Nettokraft ist eine Beschleunigung, die durch eine Nettokraft erzeugt wird. Es ist die Nettokraft, die mit der Beschleunigung zusammenhängt, die Nettokraft ist die Vektorsumme aller Kräfte.
Wenn alle auf ein Objekt einwirkenden Einzelkräfte bekannt sind, kann die Nettokraft bestimmt werden.
Gemäß der obigen Gleichung ist eine Krafteinheit gleich einer Masseneinheit multipliziert mit einer Beschleunigungseinheit.
Durch Ersetzen von Kraft, Masse und Beschleunigung durch Standardeinheiten in der obigen Gleichung kann die folgende Einheitsäquivalenz geschrieben werden.
1 Newton = 1 kg · m / s2
Die Definition der standardmäßigen metrischen Krafteinheit wird durch die obige Gleichung angegeben. Ein Newton ist definiert als die Kraft, die erforderlich ist, um eine Masse von 1 kg und eine Beschleunigung von 1 m / s / s zu ergeben.
Größe und Gleichung
Nach dem zweiten Newtonschen Gesetz muss beim Beschleunigen eines Objekts eine Nettokraft auf es wirken. Wenn umgekehrt eine Nettokraft auf ein Objekt wirkt, beschleunigt dieses Objekt.
Die Größe der auf ein Objekt wirkenden Nettokraft ist gleich der Masse des Objekts multipliziert mit der Beschleunigung des Objekts, wie in der folgenden Formel gezeigt:
Eine Nettokraft ist die verbleibende Kraft, die durch eine Beschleunigung eines Objekts erzeugt wird, wenn alle entgegengesetzten Kräfte aufgehoben wurden.
Gegenkräfte verringern den Effekt der Beschleunigung und verringern die Nettobeschleunigung, die auf ein Objekt wirkt.
Wenn die auf ein Objekt wirkende Nettokraft Null ist, beschleunigt das Objekt nicht und befindet sich in einem Zustand, den wir Gleichgewicht nennen.
Wenn sich ein Objekt im Gleichgewicht befindet, können zwei Dinge zutreffen: Entweder bewegt sich das Objekt überhaupt nicht oder das Objekt bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit. Die Formel für das Gleichgewicht ist unten gezeigt:
Beispiele
Betrachten wir eine hypothetische Situation im Weltraum. Sie machen einen Weltraumspaziergang und reparieren etwas an Ihrem Shuttle. Während er mit einem Schraubenschlüssel an dem Thema arbeitet, wird er wütend und wirft den Schraubenschlüssel weg. Was passiert?
Sobald der Schlüssel die Hand verlässt, bewegt er sich mit der gleichen Geschwindigkeit weiter, die er beim Loslassen gegeben hat. Dies ist ein Beispiel für eine Nettokraftsituation von Null. Der Schlüssel bewegt sich mit der gleichen Geschwindigkeit und beschleunigt nicht im Weltraum.
Wenn Sie denselben Schlüssel auf die Erde werfen, fällt der Schlüssel zu Boden und stoppt schließlich. Warum hat es aufgehört? Auf den Schlüssel wirkt eine Nettokraft, die ihn verlangsamt und zum Stillstand bringt.
Nehmen wir in einem anderen Beispiel an, Sie befinden sich auf einer Eisbahn. Nehmen Sie einen Hockey-Puck und schieben Sie ihn über das Eis.
Schließlich wird der Hockey-Puck langsamer und stoppt, selbst auf glattem, rutschigem Eis. Dies ist ein weiteres Beispiel für eine Situation mit einer Nettokraft ungleich Null.
Verweise
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