Kracht is een fysieke term die wordt gedefinieerd als een invloed die ervoor zorgt dat een object zijn snelheid of richting van beweging of rotatie verandert. Krachten kunnen objecten versnellen door te trekken of te duwen. De relatie tussen kracht, massa en versnelling werd gedefinieerd door Isaac Newton in de 2e wet van Newton, die stelt dat de kracht van een object het product is van zijn massa en versnelling. Als u wilt weten hoe u kracht moet meten, volgt u deze stappen.
Stap
Methode 1 van 2: Kracht meten
Stap 1. Begrijp de relatie tussen kracht, massa en versnelling
De kracht van een object is gewoon het product van zijn massa en zijn versnelling. Deze relatie kan worden gedefinieerd door de volgende formule: Kracht = massa x versnelling.
Hier zijn enkele andere dingen waarmee u rekening moet houden bij het meten van kracht:
- De standaardeenheid voor massa is de kilogram (kg).
- De standaardeenheid voor versnelling is m/s2.
- De standaardeenheid voor kracht is de newton (N). Newton is een afgeleide eenheid. 1N = 1 kg x 1 m/s2.
Stap 2. Meet de massa van het gegeven object
De massa van een object is de hoeveelheid materie die het bevat. De massa van een object verandert nooit, op welke planeet het ook is; terwijl het gewicht varieert afhankelijk van de zwaartekracht. Je massa op aarde en op de maan is hetzelfde. In het metrieke stelsel kan massa worden geschreven in gram of kilogram. Stel dat het object dat we gebruiken een vrachtwagen is met massa 1000 kg.
- Om de massa van een bepaald object te vinden, plaatst u het op een drievoudige of dubbele balans. Deze balans meet de massa in kilogram of gram.
- In het imperiale systeem kan massa worden uitgedrukt in pond (pond). Omdat kracht ook in deze eenheden kan worden uitgedrukt, werd de term "pondmassa" bedacht om het gebruik ervan te onderscheiden. Als u echter de massa van een object vindt, uitgedrukt in ponden, vermenigvuldigt u deze eenvoudig met 0,45 om de waarde in kilogrammen te vinden.
Stap 3. Meet de versnelling van het object
In de natuurkunde wordt versnelling gedefinieerd als de verandering in snelheid, die wordt gedefinieerd als de snelheid in een bepaalde richting, per tijdseenheid. Behalve versnellen kan versnelling ook worden gedefinieerd als vertragen of van richting veranderen. Net zoals snelheid kan worden gemeten met een snelheidsmeter, kan versnelling ook worden gemeten met een versnellingsmeter. Laat de versnelling van de vrachtwagen met massa 1000 kg is 3m/s2.
- In het metrieke stelsel wordt snelheid geschreven in centimeters per seconde of meter per seconde, en versnelling wordt geschreven in centimeters per seconde per seconde (centimeter per seconde kwadraat) of meter per seconde per seconde (meter per seconde kwadraat).
- In het imperiale systeem is een manier om snelheid uit te drukken voet per seconde. Dus versnelling kan ook worden uitgedrukt in eenheden van voet per seconde kwadraat.
Stap 4. Vermenigvuldig de massa van het object met zijn versnelling
Het resultaat is een stijlwaarde. Steek gewoon de verkregen getallen in de vergelijking en je weet de kracht van een object. Denk eraan om je antwoord in netwon (N) te schrijven.
- Kracht = massa x versnelling
- Kracht = 1000 kg x 3 m/s2
- Kracht = 3000N
Methode 2 van 2: Meer gecompliceerde concepten
Stap 1. Zoek de massa als je de kracht en versnelling kent
Als u de kracht en versnelling van een object kent, hoeft u alleen de waarden in dezelfde formule in te voeren om de massa van het object te vinden. Hier is hoe het te doen:
- Kracht = massa x versnelling
- 3N = Massa x 3m/s2
- Massa = 3N/3m/s2
- Massa = 1 kg
Stap 2. Zoek de versnelling als je de kracht en massa kent
Als u de kracht en massa van een object kent, hoeft u alleen de waarden in dezelfde formule in te voeren om de versnelling van het object te vinden. Hier is hoe het te doen:
- Kracht = massa x versnelling
- 10N = 2 kg x versnelling
- Versnelling = 10N/2kg
- Versnelling = 5m/s2
Stap 3. Zoek de versnelling van een object
Als je de kracht van een voorwerp wilt weten, kun je de versnelling ervan berekenen zolang je de massa kent. Het enige dat u hoeft te doen, is een formule gebruiken om de versnelling van een object te vinden. De formule is (Acceleratie = Eindsnelheid – Beginsnelheid)/Tijd.
- Voorbeeld: Een loper heeft een snelheid van 6 m/2 in 10 seconden. Wat is de versnelling?
- De eindsnelheid is 6 m/s. De beginsnelheid is 0 m/s. De tijd is 10 s.
- Versnelling = (6 m/s - 0 m/s)/10s = 6/10s = 0,6m/s2
Tips
- Massa kan ook worden geschreven in slakken, waarbij één slak gelijk is aan 32.174 pond massa. Eén slak is de hoeveelheid massa die kan worden versneld met 1 pond kracht door een versnelling van 1 voet per seconde kwadraat. Bij het vermenigvuldigen van de massa in naaktslakken met de versnelling in voet per seconde kwadraat, wordt de conversieconstante niet gebruikt.
- Dus een massa van 640 pond die versnelt met 5 voet per seconde kwadraat heeft een geschatte kracht van 640 keer 5 gedeeld door 32 of 100 pond kracht.
- Gewicht is de massa die wordt beïnvloed door de versnelling als gevolg van de zwaartekracht. Aan het aardoppervlak is de versnelling ongeveer 9,8 meter per seconde kwadraat (9,8065) of 32 voet per seconde kwadraat (32, 174). Dus in het metrische systeem is een massa van 100 kg gelijk aan 980 Newton en een massa van 100 gram is gelijk aan 980 dynes. In het Britse systeem kunnen massa en gewicht in dezelfde eenheden worden geschreven, zodat 100 pond massa 100 pond weegt (100 pond kracht). Omdat een veerbalans de zwaartekracht op een object meet, meet het eigenlijk het gewicht, niet de massa. (Bij dagelijks gebruik is er geen verschil, zolang de zwaartekracht maar op het aardoppervlak wordt uitgeoefend.)
- Deel het resultaat door de conversieconstante als u Engelse eenheden gebruikt. Zoals hierboven opgemerkt, kan het pond een eenheid van massa of kracht zijn in het Britse systeem; wanneer gebruikt als een eenheid van kracht, wordt het pond het pond van kracht genoemd. De conversieconstante is 32,174 pond-voet per pond kracht tweede kwadraat; 32, 174 is de waarde van de versnelling als gevolg van de zwaartekracht van de aarde in voet per seconde in het kwadraat. (Om de wiskunde te vereenvoudigen, ronden we de waarde af op 32.)
- Merk op dat de relatie tussen kracht, massa en versnelling betekent dat een object met een kleine massa en een grote versnelling dezelfde kracht kan hebben als een object met een grote massa en een kleine versnelling.
- Een massa van 150 kilogram met een versnelling van 10 meter per seconde kwadraat heeft een kracht van 150 keer 10, oftewel 1500 kilogram meter per seconde kwadraat. (Een kilogram meter per seconde kwadraat wordt een newton genoemd.)
- Stijlen kunnen speciale namen hebben, afhankelijk van hun effect op een object. De kracht die ervoor zorgt dat een object versnelt, wordt een duw genoemd, terwijl de kracht die ervoor zorgt dat een object vertraagt, een trekkracht is. De kracht die de draairichting van een om zijn as roterend object verandert, wordt koppel genoemd.
- Een massa van 20 gram met een versnelling van 5 cm per seconde kwadraat heeft een kracht van 20 keer 5, oftewel 100 gram centimeter per seconde kwadraat. (Eén gram centimeter per seconde kwadraat wordt een dyne genoemd.)
