Jõud on füüsiline mõiste, mis on määratletud kui mõju, mis paneb objekti muutma oma kiirust või liikumissuunda või pöörlemist. Jõud võivad objekte kiirendada tõmmates või lükates. Jõu, massi ja kiirenduse vahelise suhte määratles Isaac Newton Newtoni 2. seaduses, mis ütleb, et objekti jõud on selle massi ja kiirenduse korrutis. Kui soovite teada, kuidas jõudu mõõta, järgige neid samme.
Samm
Meetod 1: 2: jõu mõõtmine
Samm 1. Mõista jõu, massi ja kiirenduse vahelist seost
Objekti jõud on lihtsalt selle massi ja kiirenduse korrutis. Seda suhet saab määratleda järgmise valemi abil: Jõud = mass x kiirendus.
Siin on veel mõned asjad, mida jõu mõõtmisel arvestada:
- Massi standardühik on kilogramm (kg).
- Kiirenduse standardühik on m/s2.
- Jõu standardühik on njuuton (N). Newton on tuletatud ühik. 1 N = 1 kg x 1 m/s2.
Samm 2. Mõõda antud objekti mass
Objekti mass on selles sisalduva aine hulk. Objekti mass ei muutu kunagi, olenemata sellest, millisel planeedil see asub; samas kui kaal varieerub sõltuvalt gravitatsioonilisest külgetõmbejõust. Teie mass Maal ja Kuul on sama. Meetermõõdustikus saab massi kirjutada grammides või kilogrammides. Oletame, et kasutatav objekt on massiga veoauto 1000 kg.
- Antud objekti massi leidmiseks asetage see kolmekordsele või topeltkaalule. See kaal mõõdab massi kilogrammides või grammides.
- Keiserlikus süsteemis saab massi väljendada naelades. Kuna nendes ühikutes saab väljendada ka jõudu, võeti selle kasutamise eristamiseks kasutusele mõiste "nael-mass". Kui aga leiate objekti massi, väljendatuna naelades, korrutage see lihtsalt 0,45 -ga, et leida väärtus kilogrammides.
Samm 3. Mõõda objekti kiirendus
Füüsikas on kiirendus määratletud kui kiiruse muutus, mis on määratletud kui kiirus antud suunas ajaühiku kohta. Lisaks kiirendamisele võib kiirendust määratleda ka aeglustavana või suuna muutmisena. Nii nagu kiirust saab mõõta spidomeetriga, saab kiirendust mõõta ka kiirendusmõõturiga. Laske tõstuki kiirendada massiga 1000 kg on 3m/s2.
- Meetrisüsteemis kirjutatakse kiirus sentimeetrites sekundis või meetrit sekundis ja kiirendus sentimeetrit sekundis sekundis (sentimeetrit sekundis ruudus) või meetrit sekundis sekundis (meetrit sekundis ruudus).
- Keiserlikus süsteemis on üks viis kiiruse väljendamiseks jalad sekundis. Seega saab kiirendust väljendada ka jalaühikutes ruudus sekundis.
Samm 4. Korrutage objekti mass selle kiirendusega
Tulemuseks on stiiliväärtus. Lihtsalt ühendage saadud arvud võrrandisse ja saate teada objekti jõu. Ärge unustage kirjutada oma vastus võrku (N).
- Jõud = mass x kiirendus
- Jõud = 1000 kg x 3m/s2
- Jõud = 3000N
Meetod 2/2: keerulisemad mõisted
Samm 1. Leidke mass, kui teate jõudu ja kiirendust
Kui teate objekti jõudu ja kiirendust, ühendage objekti massi leidmiseks lihtsalt väärtused samasse valemisse. Seda saate teha järgmiselt.
- Jõud = mass x kiirendus
- 3N = mass x 3 m/s2
- Mass = 3N/3m/s2
- Mass = 1 kg
Samm 2. Leidke kiirendus, kui teate jõudu ja massi
Kui teate objekti jõudu ja massi, ühendage objekti kiirenduse leidmiseks lihtsalt väärtused samasse valemisse. Seda saate teha järgmiselt.
- Jõud = mass x kiirendus
- 10N = 2 kg x kiirendus
- Kiirendus = 10 N/2 kg
- Kiirendus = 5 m/s2
Samm 3. Leidke objekti kiirendus
Kui soovite teada objekti jõudu, saate selle kiirendust arvutada, kui teate selle massi. Piisab, kui kasutada objekti kiirenduse leidmiseks valemit. Valem on (Kiirendus = lõppkiirus - algkiirus)/aeg.
- Näide: Jooksja kiirus on 6 m/2 10 sekundiga. Mis on kiirendus?
- Lõplik kiirus on 6 m/s. Selle algkiirus on 0 m/s. Aeg on 10 s.
- Kiirendus = (6 m/s - 0 m/s)/10 s = 6/10 s = 0,6 m/s2
Näpunäiteid
- Massi võib kirjutada ka nälkjates, kusjuures üks nälkjas on võrdne 32 174 naela massiga. Üks räbu on mass, mida saab kiirendada 1 naela jõuga, kiirendades 1 jala sekundis ruudus. Kui nälkjate mass korrutatakse kiirendusega jalgades sekundis ruudus, siis konversioonikonstanti ei kasutata.
- Seega on 640 naela mass, mis kiirendab 5 jalga sekundis ruudus, ligikaudne jõud 640 korda 5 jagatuna 32 või 100 naela jõuga.
- Kaal on mass, mida mõjutab raskusjõust tingitud kiirendus. Maa pinnal on kiirendus umbes 9,8 meetrit ruudus sekundis (9,8065) või 32 jalga sekundis (32, 174). Seega on meetrisüsteemis 100 kg mass võrdne 980 njuutoniga ja 100 grammi mass 980 dyne'iga. Briti süsteemis saab massi ja kaalu kirjutada samades ühikutes, nii et 100 naela massi kaalub 100 naela (100 naela jõudu). Kuna vedrutasakaal mõõdab objekti raskusjõudu, mõõdab see tegelikult kaalu, mitte massi. (Igapäevases kasutuses pole vahet, kui Maa pinnale rakendatakse gravitatsiooni.)
- Kui kasutate inglise ühikuid, jagage tulemus konversioonikonstandiga. Nagu eespool märgitud, võib nael olla Briti süsteemis massi- või jõuühik; kui seda kasutatakse jõuühikuna, nimetatakse naela jõu naelaks. Teisenduskonstant on 32,174 naela jalga teise jõu ruudu jõu kohta; 32, 174 on Maa gravitatsioonist tingitud kiirenduse väärtus jalgades sekundis ruudus. (Matemaatika lihtsustamiseks ümardame selle väärtuse 32 -ni.)
- Pange tähele, et jõu, massi ja kiirenduse suhe tähendab, et väikese massi ja suure kiirendusega objektil võib olla sama jõud kui suure massi ja väikese kiirendusega objektil.
- 150 -kilogrammise massi kiirendusega 10 meetrit sekundis on ruutjõud 150 korda 10 ehk 1500 kilogrammi meetrit ruudus. (Üks kilogramm meetrit ruudus sekundis nimetatakse njuutoniks.)
- Stiilidel võib olla erinimed sõltuvalt nende mõjust objektile. Jõudu, mis põhjustab objekti kiirendamist, nimetatakse tõukeks, samas kui jõudu, mis põhjustab objekti aeglustumist, on tõmme. Jõudu, mis muudab ümber oma telje pöörleva objekti pöörlemissuunda, nimetatakse pöördemomendiks.
- 20 grammi massi kiirendusega 5 cm sekundis ruudus on jõud 20 korda 5 ehk 100 grammi sentimeetrit ruudus. (Üks gramm sentimeetrit ruudus sekundis nimetatakse düneks.)
