Kuvvet, Kütle ve İvme Hesaplama (F = m × a)

Newton'un ikinci kanunu

Bir cisme etkiyen net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir: F = m × a. Kuvvet newton (N), kütle kilogram (kg), ivme metre bölü saniye kare (m/s²) ile ölçülür. 1 newton, 1 kilogramlık kütleye 1 m/s² ivme veren kuvvettir.

Aynı bağıntıdan ivme a = F / m, kütle m = F / a olarak bulunur. Araç üç büyüklükten ikisini alır, üçüncüsünü adım adım çözer.

Net kuvvet ne demek?

Formüldeki F tek bir kuvvet değil, cisme etkiyen bütün kuvvetlerin toplamıdır. Bir arabayı motor 4000 N ile itiyor, sürtünme ve hava direnci 1000 N ile geri çekiyorsa net kuvvet 3000 N olur ve ivmeyi bu değer belirler.

Örnek

1200 kg kütleli bir otomobili 2.5 m/s² ivmeyle hızlandırmak için gereken net kuvvet 1200 × 2.5 = 3000 N olur. Bu, yaklaşık 306 kilogram kuvvete eşittir.

Kütle ile ağırlık aynı şey değildir

Kütle cismin madde miktarıdır ve her yerde aynıdır. Ağırlık ise yer çekiminin cisme uyguladığı kuvvettir: G = m × g. Yeryüzünde g yaklaşık 9.81 m/s² olduğundan 5 kg kütleli bir cismin ağırlığı 49 N eder.

Sınırlar

Kanun, kütlesi sabit cisimler ve gündelik hızlar için geçerlidir. Kuvvetler farklı yönlerdeyse önce bileşenlerine ayırıp net kuvveti bulmak gerekir.