De nettokracht wordt gedefinieerd als de som van alle krachten die op een object inwerken. Een voorbeeld? Wanneer je een voetbal schopt, stijgt de bal op en beweegt hij door de lucht. Op dat moment werkt er een netto kracht op de bal. Wanneer de bal naar de grond begint terug te keren en uiteindelijk stopt, werkt er ook een netto kracht op de bal.
De tweede wet van Newton zegt dat "wanneer een netto kracht op een object inwerkt, dat object moet versnellen, dat wil zeggen, zijn snelheid verandert van seconde in seconde". Wanneer je de voetbal voor het eerst schopt, versnelt hij, en wanneer de voetbal begint te remmen tot stilstand, accelereert hij ook.
Er kunnen verschillende krachten op een object inwerken, en wanneer al die krachten bij elkaar worden opgeteld, is het resultaat wat we de nettokracht noemen die op het object inwerkt.
Als de nettokracht bij nul wordt opgeteld, versnelt het object niet, daarom beweegt het met een constante snelheid. Als de nettokracht wordt opgeteld bij een waarde die niet nul is, versnelt het object.
In de natuur zijn alle krachten bestand tegen andere krachten, zoals wrijving of tegengestelde zwaartekrachten. Krachten kunnen alleen versnelling produceren als ze groter zijn dan de totale tegenkrachten.
Als een kracht een object duwt, maar door wrijving wordt gekoppeld, versnelt het object niet. Evenzo, als een kracht tegen de zwaartekracht in drukt maar minder is dan de zwaartekracht op een object, versnelt deze niet.
Als bijvoorbeeld een duw van 15 Newton op een object wordt tegengewerkt door een wrijvingskracht van 10 Newton, versnelt het object alsof het wordt geduwd door een wrijvingsloze nettokracht van 5 Newton.
Tweede wet van Newton
Newtons eerste bewegingswet voorspelt het gedrag van objecten waarvoor alle bestaande krachten in evenwicht zijn.
De eerste wet (soms de traagheidswet genoemd) stelt dat als de krachten die op een object inwerken in evenwicht zijn, de versnelling van dat object 0 m / s / s zal zijn. Objecten in evenwicht (de toestand waarin alle krachten in evenwicht zijn) zullen niet versnellen.
Volgens Newton zal een object alleen versnellen als er een netto of ongebalanceerde kracht op inwerkt. De aanwezigheid van een ongebalanceerde kracht zal een object versnellen, de snelheid, de richting of de snelheid en richting veranderen.
Newton's tweede bewegingswet
Deze wet verwijst naar het gedrag van objecten waarvoor niet alle bestaande krachten in evenwicht zijn. De tweede wet stelt dat de versnelling van een object afhangt van twee variabelen: de netto kracht die op het object inwerkt en de massa van het object.
De versnelling van een object hangt rechtstreeks af van de netto kracht die op het object inwerkt, en omgekeerd van de massa van het object. Naarmate de kracht die op een object inwerkt, toeneemt, neemt de versnelling van het object toe.
Naarmate de massa van een object toeneemt, neemt de versnelling van het object af. De tweede bewegingswet van Newton kan formeel als volgt worden geformuleerd:
"De versnelling van een object geproduceerd door een netto kracht is recht evenredig met de grootte van de netto kracht, in dezelfde richting als de netto kracht en omgekeerd evenredig met de massa van het object."
Deze verbale verklaring kan als volgt in de vorm van een vergelijking worden uitgedrukt:
A = Fnet / m
De bovenstaande vergelijking wordt vaak herschikt tot een meer bekende vorm, zoals hieronder wordt weergegeven. De nettokracht wordt gelijkgesteld aan het product van de massa vermenigvuldigd met de versnelling.
Fnet = m • een
De nadruk ligt altijd op netto kracht. Versnelling is recht evenredig met de nettokracht. Nettokracht is gelijk aan massa maal versnelling.
Versnelling in dezelfde richting als de nettokracht is een versnelling die wordt geproduceerd door een nettokracht. Het is de netto kracht die gerelateerd is aan de versnelling, de netto kracht is de vectorsom van alle krachten.
Als alle individuele krachten die op een object inwerken bekend zijn, kan de netto kracht worden bepaald.
Volgens de bovenstaande vergelijking is een krachteenheid gelijk aan een eenheid van massa vermenigvuldigd met een eenheid van versnelling.
Door kracht, massa en versnelling in de bovenstaande vergelijking te vervangen door standaard metrische eenheden, kan de volgende eenheidsequivalentie worden geschreven.
1 Newton = 1 kg • m / s2
De definitie van de standaard metrische krachteenheid wordt aangegeven door de bovenstaande vergelijking. Een Newton wordt gedefinieerd als de hoeveelheid kracht die nodig is om een massa van 1 kg en een versnelling van 1 m / s / s te geven.
Omvang en vergelijking
Volgens de tweede wet van Newton, wanneer een object wordt versneld, moet er een netto kracht op inwerken. Omgekeerd, als een netto kracht op een object inwerkt, zal dat object versnellen.
De grootte van de netto kracht die op een object inwerkt, is gelijk aan de massa van het object vermenigvuldigd met de versnelling van het object zoals weergegeven in de volgende formule:
Een netto kracht is de resterende kracht die wordt geproduceerd door een versnelling van een object wanneer alle tegengestelde krachten zijn opgeheven.
Tegengestelde krachten verminderen het effect van versnelling, waardoor de nettokracht van versnelling die op een object inwerkt, afneemt.
Als de netto kracht die op een object inwerkt nul is, versnelt het object niet en bevindt het zich in een toestand die we evenwicht noemen.
Wanneer een object in evenwicht is, kunnen twee dingen waar zijn: het object beweegt helemaal niet of het object beweegt met een constante snelheid. De formule voor evenwicht wordt hieronder weergegeven:
Voorbeelden
Laten we eens kijken naar een hypothetische situatie in de ruimte. Je doet een ruimtewandeling en repareert iets aan je shuttle. Terwijl hij met een moersleutel aan het onderwerp werkt, wordt hij boos en gooit hij de moersleutel weg. Wat gebeurt er?
Zodra de sleutel de hand verlaat, blijft hij bewegen met dezelfde snelheid als toen je hem losliet. Dit is een voorbeeld van een situatie van nul netto kracht. De sleutel beweegt met dezelfde snelheid en zal niet versnellen in de ruimte.
Als je dezelfde sleutel op aarde gooit, zal de sleutel op de grond vallen en uiteindelijk stoppen. Waarom is het gestopt? Er werkt een netto kracht op de sleutel, waardoor deze vertraagt en stopt.
Laten we in een ander voorbeeld zeggen dat u zich op een ijsbaan bevindt. Pak een hockeypuck en schuif deze over het ijs.
Uiteindelijk zal de hockeypuck vertragen en stoppen, zelfs op glad, glad ijs. Dit is een ander voorbeeld van een situatie met een netto kracht van niet nul.
Referenties
- The Physics Classroom,. (2016). Tweede wet van Newton. 11-2-2017, van physicsclassroom.com Website: physicsclassroom.com.
- Cárdenas, R. (2014). Wat is netto kracht? - Definitie, omvang en vergelijkingen. 11-2-2017, van http://study.com Website: study.com.
- IAC Publishing, LLC. (2017). Wat is netto kracht? 11-2-2017, van Reference.com Website: reference.com.
- Netto kracht. (nd) Webster's Revised Unabridged Dictionary. (1913). Op 11 februari 2017 opgehaald van thefreedictionary.com.
- Pearson, A. (2008). Kracht en beweging Hoofdstuk 5. Kracht en beweging. 2-11-2017, van de Pearson Education Inc-website: physics.gsu.edu.