뉴턴 제 2 법칙 - 개념, 공식, 실험 및 예
뉴턴의 제2법칙이 무엇인지, 그 공식은 무엇인지, 일상생활에서 어떤 실험이나 예를 통해 관찰할 수 있는지 설명합니다.
뉴턴의 제2법칙은 힘, 질량 및 가속도와 관련이 있습니다.
뉴턴의 제2법칙은 무엇인가?
뉴턴의 제2법칙 또는 역학 의 기본 원리는 갈릴레오 갈릴레이와 르네 데카르트의 이전 연구를 바탕으로 영국의 과학자 아이작 뉴턴 경(1642-1727)이 만든 이론적 가정 중 두 번째 라고 합니다 .
그의 관성의 법칙 과 마찬가지로 이 법칙도 1684년 현대 물리학 연구의 기본 저서 중 하나인 자연 철학의 수학적 원리 에서 출판되었습니다 . 이 법칙은 라틴어로 과학자의 말로 표현됩니다.
“ Mutationem motus Proportionalem esse vi motrici impressæ, & fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur ”
의미:
" 운동 변화는 가해지는 추진력에 정비례하며 해당 힘이 인쇄되는 직선을 따라 발생합니다 ."
이는 주어진 신체가 경험하는 가속도가 신체에 가해지는 힘 에 비례하며 , 일정할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있음 을 의미합니다 . 이 두 번째 법칙이 제안하는 것의 본질은 힘이 움직임과 속도의 변화의 원인이라는 이해와 관련이 있습니다 .
참고 항목: 뉴턴의 3가지 법칙은 무엇입니까?
뉴턴의 제2법칙 공식
뉴턴의 제2법칙 공식을 사용하여 힘, 질량 또는 가속도를 계산할 수 있습니다.
이 뉴턴 원리의 기본 공식은 다음과 같습니다.
F = 엄마
F는 힘이다.
m은 신체의 질량입니다.
a는 가속도이다.
따라서 물체의 가속도는 a = τF/m 공식을 적용하여 계산할 수 있습니다 . 단, τF는 물체에 가해지는 순 힘입니다. 이는 물체에 가해지는 힘이 두 배가 되면 가속도도 두 배가 된다는 것을 의미합니다 . 반면에 물체의 질량이 두 배가 되면 가속도는 절반이 됩니다.
뉴턴의 제2법칙 실험
뉴턴의 제2법칙을 입증하는 간단한 실험에는 방망이와 여러 개의 공만 포함됩니다. 후자는 연단에서 지지되고 움직이지 않아야 하며 동일한 힘으로 방망이를 칠 것입니다.
공은 대략적인 무게에 따라 분류되며, 동일한 힘이 가해졌을 때 각 공의 질량에 따라 가속도가 어떻게 더 크거나 작아지는지 확인할 수 있습니다.
또 다른 가능한 실험에는 질량이 다른 동일한 공이 포함되며, 이 경우 중력만 작용하는 방식 으로 직선(자유 낙하)으로 떨어집니다 . 후자는 일정한 힘이므로 질량의 차이는 일부 사람들이 더 큰 가속도에 도달하는 유일한 기준이므로 먼저 땅에 닿게 됩니다 .
뉴턴의 제2법칙의 예
더 큰 질량의 물체를 움직이려면 더 큰 힘이 필요합니다.
이 뉴턴의 제2법칙을 적용한 간단한 예는 무거운 물체를 밀 때 발생합니다 . 정지한 물체, 즉 가속도가 0인 상태에서 관성을 극복 하고 특정 가속도를 제공하는 힘을 물체에 가하여 물체를 움직이게 할 수 있습니다.
만약 물체가 극도로 무겁거나 거대하다면, 즉 질량이 크다면, 우리는 그 물체의 움직임을 증가시키기 위해 더 큰 힘을 가해야 합니다.
또 다른 가능한 예는 엔진이 주는 힘 덕분에 속도를 가속화하는 자동차 입니다 . 엔진의 작용으로 가해지는 힘이 클수록 자동차의 속도는 더 빨라집니다. 즉, 가속력도 더 커집니다. 예를 들어 트럭과 같이 더 큰 자동차는 더 가벼운 자동차보다 동일한 가속도를 달성하기 위해 더 많은 힘이 필요합니다.
뉴턴의 다른 법칙
뉴턴의 제2법칙 외에도 과학자는 다음과 같은 두 가지 기본 원칙을 제안했습니다.
관성의 법칙 . “모든 물체는 힘에 의해 상태가 바뀌지 않는 한 정지 상태나 균일한 직선 운동을 유지합니다.” 이는 움직이거나 정지해 있는 물체가 어떤 유형의 힘이 가해지지 않는 한 상태를 변경하지 않는다는 것을 의미합니다.
작용과 반작용의 법칙 . “모든 행동에는 동일한 반응이 있지만 방향은 반대입니다. 이는 두 물체의 상호 작용이 항상 동일하고 반대 방향을 향한다는 것을 의미합니다.” 이는 물체에 가해지는 각 힘이 반대 방향 으로 동일한 강도로 가해지는 유사한 힘과 반대된다는 것을 의미합니다.
계속하기: 만유인력의 법칙
