Kraft er et fysisk begrep definert som en påvirkning som får et objekt til å endre hastigheten eller bevegelsesretningen eller rotasjonen. Krefter kan akselerere gjenstander ved å trekke eller skyve. Forholdet mellom kraft, masse og akselerasjon ble definert av Isaac Newton i Newtons andre lov, som sier at kraften til et objekt er produktet av dets masse og akselerasjon. Hvis du vil vite hvordan du måler kraft, følger du bare disse trinnene.
Steg
Metode 1 av 2: Målekraft
Trinn 1. Forstå forholdet mellom kraft, masse og akselerasjon
Kraften til et objekt er ganske enkelt produktet av massen og akselerasjonen. Dette forholdet kan defineres med følgende formel: Kraft = masse x akselerasjon.
Her er noen andre ting du bør vurdere når du måler kraft:
- Standardenheten for masse er kilogram (kg).
- Standardenheten for akselerasjon er m/s2.
- Standardenheten for kraft er newton (N). Newton er en avledet enhet. 1N = 1 kg x 1m/s2.
Trinn 2. Mål massen til det gitte objektet
Massen til et objekt er mengden materie som er inneholdt i det. Massen til et objekt endres aldri, uansett hvilken planet det er på; mens vekten varierer avhengig av gravitasjonsattraksjonen. Massen din på jorden og på månen er den samme. I det metriske systemet kan masse skrives i gram eller kilo. Anta at objektet vi bruker er en lastebil med masse 1000 kg.
- For å finne massen til et gitt objekt, plasser den på en trippelbalanse eller dobbel balanse. Denne balansen måler masse i kilo eller gram.
- I det keiserlige systemet kan masse uttrykkes i pund (pund). Siden kraft også kan uttrykkes i disse enhetene, ble begrepet "pundmasse" laget for å skille bruken av det. Men hvis du finner massen til et objekt uttrykt i pounds, multipliserer du det bare med 0,45 for å finne verdien i kilo.
Trinn 3. Mål objektets akselerasjon
I fysikk er akselerasjon definert som endringen i hastighet, som er definert som hastigheten i en gitt retning, per tidsenhet. Bortsett fra å bli akselerert, kan akselerasjon også defineres som å bremse eller endre retning. Akkurat som hastighet kan måles med et speedometer, kan akselerasjon også måles med et akselerometer. La akselerasjonen av lastebilen med masse 1000 kg er 3m/s2.
- I det metriske systemet skrives hastighet i centimeter per sekund eller meter per sekund, og akselerasjon skrives i centimeter per sekund per sekund (centimeter per sekund i kvadrat) eller meter per sekund per sekund (meter per sekund i kvadrat).
- I det keiserlige systemet er en måte å uttrykke hastighet på fot per sekund. Så akselerasjon kan også uttrykkes i fotenheter per sekund i kvadrat.
Trinn 4. Multipliser objektets masse med akselerasjonen
Resultatet er en stilverdi. Bare koble tallene som er oppnådd til ligningen, og du vil kjenne kraften til et objekt. Husk å skrive svaret ditt i netwon (N).
- Kraft = masse x akselerasjon
- Kraft = 1000 kg x 3m/s2
- Kraft = 3000N
Metode 2 av 2: Mer kompliserte konsepter
Trinn 1. Finn massen hvis du kjenner kraften og akselerasjonen
Hvis du kjenner kraften og akselerasjonen til et objekt, er det bare å koble verdiene til den samme formelen for å finne objektets masse. Slik gjør du det:
- Kraft = masse x akselerasjon
- 3N = Masse x 3m/s2
- Masse = 3N/3m/s2
- Vekt = 1 kg
Trinn 2. Finn akselerasjonen hvis du kjenner kraften og massen
Hvis du kjenner kraften og massen til et objekt, er det bare å koble verdiene til den samme formelen for å finne objektets akselerasjon. Slik gjør du det:
- Kraft = masse x akselerasjon
- 10N = 2 kg x Akselerasjon
- Akselerasjon = 10N/2kg
- Akselerasjon = 5m/s2
Trinn 3. Finn akselerasjonen til et objekt
Hvis du vil vite kraften til et objekt, kan du beregne akselerasjonen så lenge du kjenner dens masse. Alt du trenger å gjøre er å bruke en formel for å finne akselerasjonen til et objekt. Formelen er (Akselerasjon = Slutthastighet - Starthastighet)/Tid.
- Eksempel: En løper har en hastighet på 6 m/2 på 10 sekunder. Hva er akselerasjonen?
- Sluttfarten er 6 m/s. Den opprinnelige hastigheten er 0 m/s. Tiden er 10 s.
- Akselerasjon = (6 m/s - 0 m/s)/10s = 6/10s = 0,6 m/s2
Tips
- Masse kan også skrives i snegler, med en slug lik 32,174 pund masse. Ett slagg er mengden masse som kan akselereres med 1 pund kraft med en akselerasjon på 1 fot per sekund i kvadrat. Når du multipliserer massen i snegler med akselerasjonen i fot per sekund i kvadrat, brukes ikke konverteringskonstanten.
- Således har en masse på 640 pund som akselererer med 5 fot per sekund i kvadrat en omtrentlig kraft på 640 ganger 5 dividert med 32 eller 100 pund kraft.
- Vekt er massen som påvirkes av akselerasjonen på grunn av tyngdekraften. På jordens overflate er akselerasjonen omtrent 9,8 meter per sekund i kvadrat (9,8065) eller 32 fot per sekund i kvadrat (32, 174). I det metriske systemet tilsvarer således en masse på 100 kg 980 newton, og en masse på 100 gram tilsvarer 980 dyner. I det britiske systemet kan masse og vekt skrives i de samme enhetene, slik at 100 kilo masse veier 100 kilo kraft. Siden en fjærbalanse måler tyngdekraften på et objekt, måler den faktisk vekt, ikke masse. (I daglig bruk er det ingen forskjell, så lenge tyngdekraften påføres jordens overflate.)
- Del resultatet med konverteringskonstanten hvis du bruker engelske enheter. Som nevnt ovenfor kan pundet være en masse- eller kraftenhet i det britiske systemet; når det brukes som en kraftenhet, kalles pundet pund av kraft. Konverteringskonstanten er 32,177 pund-fot per pund kraft sekund-kvadrat; 32, 174 er verdien av akselerasjonen på grunn av jordas tyngdekraft i fot per sekund i kvadrat. (For å forenkle regningen avrunder vi verdien til 32.)
- Legg merke til at forholdet mellom kraft, masse og akselerasjon betyr at et objekt med liten masse og stor akselerasjon kan ha samme kraft som et objekt med stor masse og liten akselerasjon.
- En masse på 150 kilo med en akselerasjon på 10 meter per sekund i kvadrat har en kraft på 150 ganger 10, eller 1500 kilogram meter per sekund i kvadrat. (En kilogram meter per sekund i kvadrat kalles en newton.)
- Stiler kan ha spesielle navn avhengig av effekten på et objekt. Kraften som får et objekt til å akselerere kalles et trykk, mens kraften som får et objekt til å bremse er et trekk. Kraften som endrer rotasjonsretningen til et objekt som roterer rundt aksen kalles dreiemoment.
- En masse på 20 gram med en akselerasjon på 5 cm per sekund i kvadrat har en kraft på 20 ganger 5, eller 100 gram centimeter per sekund i kvadrat. (Ett gram centimeter per sekund i kvadrat kalles en dyne.)
