قانون دوم نیوتن میگوید برآیند نیروهای وارد بر جسم برابر حاصلضرب جرم جسم در شتاب آن است: ΣF = ma.
مفهوم برآیند نیرو
ممکن است چند نیرو همزمان به جسم وارد شوند. برای یافتن برآیند، جهت نیروها را در نظر میگیریم. نیروهای همجهت جمع و نیروهای خلاف جهت از هم کم میشوند.
مثال: حرکت جعبه روی سطح افقی
جعبهای با جرم ۵ کیلوگرم روی سطح افقی قرار دارد. نیروی ۳۰ نیوتن به سمت راست و نیروی اصطکاک ۱۰ نیوتن به سمت چپ وارد میشود.
- محور حرکت: راست را مثبت میگیریم.
- برآیند افقی:
۳۰ - ۱۰ = ۲۰ N. - استفاده از قانون دوم:
۲۰ = ۵a. - شتاب:
a = ۴ m/s².
چرا نیروهای عمودی حذف شدند؟
وزن جسم رو به پایین و نیروی عمودی سطح رو به بالا است. چون جسم در راستای عمودی شتاب ندارد، این دو نیرو همدیگر را خنثی میکنند.
نمودار جسم آزاد
پیش از نوشتن معادله، جسم را بهصورت یک نقطه یا مستطیل ساده رسم و تمام نیروها را با پیکان مشخص کنید. این کار از فراموش شدن اصطکاک، وزن یا نیروی سطح جلوگیری میکند.
نکته کلیدی: رابطه
F=ma برای یک نیروی تنها نیست؛ باید برآیند تمام نیروها در هر راستا را وارد معادله کنید.