Come si calcola il modulo di una forza

Di Redazione Studenti.

Cos'è il modulo di una forza? E come si calcola? La guida di fisica che ti illustra il calcolo dell'accelerazione e l'applicazione della prima legge di Newton

Come si calcola il modulo di una forza: introduzione

Come si calcola il modulo di una forza
Come si calcola il modulo di una forza — Fonte: getty-images

Una forza che agisce su un oggetto può causarne l'accelerazione. La relazione tra forza, massaaccelerazione è data dall'equazione: forza = massa × accelerazione.

La distanza di arresto di un auto dipende da due fattori: distanza di pensiero e spazio di frenata. In condizioni di guida normali, la distanza di pensiero e di frenata dipende dalla velocità della vettura. A seguire sarà illustrato come si calcola il modulo di una forza.

Occorrente

Calcolare l'accelerazione

Un oggetto può avere diverse forze che agiscono su di esso, che possono avere diversi punti di forza e direzioni ma possono essere sommati per dare la forza risultante. Questa è una singola forza che ha lo stesso effetto sull'oggetto di tutte le singole forze che agiscono insieme.

Se la forza risultante è zero, un oggetto in movimento rimarrà alla stessa velocità. Se la forza risultante non è zero, un oggetto in movimento accelererà o rallenterà, a seconda della direzione della forza risultante: accelererà se la forza risultante è nella stessa direzione in cui si muove l'oggetto, mentre rallenterà se la forza risultante è nella direzione opposta.

Si noti che l'oggetto potrebbe anche cambiare direzione, ad esempio quando la forza risultante agisce ad angolo.  Ecco un'equazione che riguarda l'accelerazione alla forza e alla massa: Forza = massa × accelerazione.

Applicare la prima legge di Newton

La forza è misurata in Newton (N); la massa è misurata in chilogrammi (kg) e l'accelerazione è misurata in metro al secondo quadrato (m/s²).

Ad esempio, la forza necessaria per accelerare una massa di 10 kg di 5 m/s² è 10 × 5 = 50N. La stessa forza potrebbe accelerare una massa di 1 kg di 50 m/s² o una massa di 100 kg di 0,5 m/s².

La prima legge del moto di Newton predice il comportamento degli oggetti per cui tutte le forze esistenti sono bilanciate. La prima legge afferma che gli oggetti con forze equilibrate che agiscono su di essi rimarranno a riposo, o in costante movimento. Newton ha scoperto che gli oggetti continueranno a fare ciò che stanno facendo fino a quando una rete, o forza, non bilanciata agirà sull'oggetto.

Da ciò possiamo determinare che: le forze agiscono sugli oggetti. Possiamo anche determinare che le forze che agiscono su un oggetto possono cambiare: la forma dell'oggetto, la velocità e la direzione in cui si muove.

Calcolare l'energia guadagnata

La direzione dell'accelerazione dell'oggetto è la stessa della direzione della forza squilibrata, la grandezza dell'accelerazione dell'oggetto varia in proporzione diretta con la dimensione della forza squilibrata. Il lavoro svolto da una forza F che si muove attraverso una distanza d è dato da: W = Fd.

Se la forza sta superando le forze di attrito, tutto o parte del lavoro svolto dalla forza viene convertita in energia termica. Il lavoro svolto dalla forza può anche essere convertito in energia cinetica o in energia potenziale dell'oggetto. Quando il lavoro viene convertito in diverse forme di energia, possiamo utilizzare la relazione lavorativa per calcolare l'energia guadagnata o persa e le relazioni energetiche per calcolare il lavoro svolto.

Consigli

Non dimenticare mai:

  • Si noti che l'oggetto potrebbe anche cambiare direzione, ad esempio quando la forza risultante agisce ad angolo.

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