Força é um termo físico definido como uma influência que faz com que um objeto mude sua velocidade ou direção de movimento ou rotação. As forças podem acelerar objetos puxando ou empurrando. A relação entre força, massa e aceleração foi definida por Isaac Newton na 2ª lei de Newton, que afirma que a força de um objeto é o produto de sua massa e aceleração. Se você quiser saber como medir a força, basta seguir estes passos.
Etapa
Método 1 de 2: força de medição
Etapa 1. Compreenda a relação entre força, massa e aceleração
A força de um objeto é simplesmente o produto de sua massa e sua aceleração. Essa relação pode ser definida pela seguinte fórmula: Força = Massa x Aceleração.
Aqui estão algumas outras coisas a serem consideradas ao medir a força:
- A unidade padrão de massa é o quilograma (kg).
- A unidade padrão para aceleração é m / s2.
- A unidade padrão para força é o newton (N). Newton é uma unidade derivada. 1N = 1 kg x 1 m / s2.
Etapa 2. Meça a massa de um determinado objeto
A massa de um objeto é a quantidade de matéria contida nele. A massa de um objeto nunca muda, não importa em que planeta esteja; enquanto o peso varia dependendo da atração gravitacional. Sua massa na Terra e na Lua é a mesma. No sistema métrico, a massa pode ser escrita em gramas ou quilogramas. Suponha que o objeto que usamos seja um caminhão com massa 1000 kgs.
- Para encontrar a massa de um determinado objeto, coloque-o em uma balança tripla ou dupla. Esta balança medirá a massa em quilogramas ou gramas.
- No sistema Imperial, a massa pode ser expressa em libras (libras). Como a força também pode ser expressa nessas unidades, o termo "libra-massa" foi cunhado para distinguir seu uso. No entanto, se você encontrar a massa de um objeto expressa em libras, basta multiplicá-la por 0,45 para encontrar o valor em quilogramas.
Etapa 3. Meça a aceleração do objeto
Em física, a aceleração é definida como a mudança na velocidade, que é definida como a velocidade em uma determinada direção, por unidade de tempo. Além de ser acelerada, a aceleração também pode ser definida como desaceleração ou mudança de direção. Assim como a velocidade pode ser medida com um velocímetro, a aceleração também pode ser medida com um acelerômetro. Deixe a aceleração do caminhão com massa 1000 kg é 3m / s2.
- No sistema métrico, a velocidade é escrita em centímetros por segundo ou metros por segundo, e a aceleração é escrita em centímetros por segundo por segundo (centímetros por segundo ao quadrado) ou metros por segundo por segundo (metros por segundo ao quadrado).
- No sistema Imperial, uma forma de expressar a velocidade é em pés por segundo. Portanto, a aceleração também pode ser expressa em unidades de pés por segundo ao quadrado.
Etapa 4. Multiplique a massa do objeto por sua aceleração
O resultado é um valor de estilo. Basta inserir os números que foram obtidos na equação e você saberá a força de um objeto. Lembre-se de escrever sua resposta em rede (N).
- Força = Massa x Aceleração
- Força = 1000 kg x 3m / s2
- Força = 3000N
Método 2 de 2: conceitos mais complicados
Etapa 1. Encontre a massa se você conhece a força e a aceleração
Se você conhece a força e a aceleração de um objeto, basta inserir os valores na mesma fórmula para encontrar a massa do objeto. Veja como fazer:
- Força = Massa x Aceleração
- 3N = Massa x 3m / s2
- Massa = 3N / 3m / s2
- Massa = 1 kg
Etapa 2. Encontre a aceleração se você souber a força e a massa
Se você conhece a força e a massa de um objeto, basta inserir os valores na mesma fórmula para encontrar a aceleração do objeto. Veja como fazer:
- Força = Massa x Aceleração
- 10N = 2 kg x aceleração
- Aceleração = 10N / 2kg
- Aceleração = 5m / s2
Etapa 3. Encontre a aceleração de um objeto
Se você quiser saber a força de um objeto, pode calcular sua aceleração desde que conheça sua massa. Tudo que você precisa fazer é usar uma fórmula para encontrar a aceleração de um objeto. A fórmula é (Aceleração = Velocidade Final - Velocidade Inicial) / Tempo.
- Exemplo: um corredor atinge uma velocidade de 6 m / 2 em 10 segundos. Qual é a aceleração?
- A velocidade final é de 6 m / s. Sua velocidade inicial é de 0 m / s. O tempo é 10 s.
- Aceleração = (6 m / s - 0 m / s) / 10s = 6 / 10s = 0,6m / s2
Pontas
- A massa também pode ser escrita em lesmas, com uma lesma igual a 32.174 libras de massa. Uma escória é a quantidade de massa que pode ser acelerada por 1 libra de força por uma aceleração de 1 pé por segundo ao quadrado. Ao multiplicar a massa em pacotes pela aceleração em pés por segundo ao quadrado, a constante de conversão não é usada.
- Assim, uma massa de 640 libras acelerando a 5 pés por segundo ao quadrado tem uma força aproximada de 640 vezes 5 dividida por 32 ou 100 libras de força.
- Peso é a massa afetada pela aceleração da gravidade. Na superfície da Terra, a aceleração é de cerca de 9,8 metros por segundo ao quadrado (9,8065) ou 32 pés por segundo ao quadrado (32, 174). Assim, no sistema métrico, uma massa de 100 kg é equivalente a 980 newtons, e uma massa de 100 gramas é equivalente a 980 dines. No sistema britânico, massa e peso podem ser escritos nas mesmas unidades, de modo que 100 libras de massa pesam 100 libras (100 libras de força). Como uma balança de mola mede a força da gravidade sobre um objeto, ela realmente mede o peso, não a massa. (No uso diário, não há diferença, desde que a gravidade seja aplicada à superfície da Terra.)
- Divida o resultado pela constante de conversão se estiver usando unidades inglesas. Conforme observado acima, a libra pode ser uma unidade de massa ou força no sistema britânico; quando usado como uma unidade de força, a libra é chamada libra de força. A constante de conversão é 32,174 libra-pés por libra de força de segundo quadrado; 32, 174 é o valor da aceleração devido à gravidade da Terra em pés por segundo ao quadrado. (Para simplificar a matemática, arredondaremos o valor para 32.)
- Observe que a relação entre força, massa e aceleração significa que um objeto com uma pequena massa e uma grande aceleração pode ter a mesma força que um objeto com uma grande massa e uma pequena aceleração.
- Uma massa de 150 quilogramas com uma aceleração de 10 metros por segundo ao quadrado tem uma força de 150 vezes 10, ou 1.500 quilogramas metros por segundo ao quadrado. (Um quilograma metro por segundo ao quadrado é chamado de newton.)
- Os estilos podem ter nomes especiais, dependendo de seu efeito em um objeto. A força que faz com que um objeto acelere é chamada de empurrão, enquanto a força que faz com que um objeto desacelere é uma puxada. A força que muda a direção de rotação de um objeto girando em torno de seu eixo é chamada de torque.
- Uma massa de 20 gramas com uma aceleração de 5 cm por segundo ao quadrado tem uma força de 20 vezes 5, ou 100 gramas centímetros por segundo ao quadrado. (Um centímetro de grama por segundo ao quadrado é chamado de dine.)
