Hoe kracht te meten

Kracht is een fysische term die wordt gedefinieerd als een invloed die in staat is om de hoeveelheid beweging of de vorm van materialen te wijzigen. Een kracht kan voorwerpen versnellen door ze te duwen of te trekken. De relatie tussen kracht, massa en versnelling werd gedefinieerd door Isaac Newton in zijn tweede bewegingswet, waarin staat dat de kracht van een voorwerp het product is van zijn massa door zijn versnelling. Volg deze stappen als u wilt leren hoe u kracht kunt meten.

Inhoud

Stappen

Methode 1meet sterkte
Methode 2geavanceerde concepten

Tips
Dingen die je nodig hebt

stappen

Methode 1
Meet sterkte

Begrijp de relatie tussen kracht, massa en versnelling. De kracht van een object is eenvoudigweg het product van zijn massa door zijn versnelling. Deze relatie kan worden gedefinieerd met de volgende formule: Force = Massa x Versnelling. Hier zijn enkele andere dingen om in gedachten te houden bij het meten van kracht:

De standaardmaateenheid voor de massa is de kilogram (kg).
De standaardmaateenheid voor versnelling is de meter per seconde in het kwadraat (m / s).
De standaardmaateenheid voor kracht is de newton (N). De Newton is een standaard afgeleide eenheid. 1 N = 1 kg x 1 m / s.

Meet de massa van een bepaald object. De massa van een object is de hoeveelheid materie die het bevat. De massa van een object verandert nooit, ongeacht op welke planeet het is - terwijl het gewicht fluctueert afhankelijk van de zwaartekracht, is de massa hetzelfde op aarde of op de maan. In het metrieke stelsel kan de massa worden uitgedrukt in grammen of kilogrammen. Laten we zeggen dat het object waarmee we werken een vrachtwagen is 1000 kg.

Als u de massa van een bepaald object wilt berekenen, plaatst u deze op een schaal of schaal. Hiermee wordt de massa in gram of kilogram gemarkeerd.

In het Engelse systeem kan de massa in ponden worden uitgedrukt. Omdat geweld ook in ponden kan worden uitgedrukt, is de term bedacht "pondmassa" (pondmassa) om het gebruik ervan te onderscheiden. Als u echter de massa van een object in het Engelse systeem vindt, is het beter om het in het metrische systeem om te zetten. Als u de massa van een object in ponden kent, vermenigvuldigt u het eenvoudig met 0,45 om de massa in kilogrammen te krijgen.

Meet de versnelling van het object. In de natuurkunde wordt versnelling gedefinieerd als een snelheidsverandering, die op zijn beurt wordt gedefinieerd als de variatie in positie van een object als een functie van de tijd. Naast de gebruikelijke definitie van versnelling als snelheidsverhoging, betekent dit ook dat de snelheid wordt verlaagd of de richting van het object wordt gewijzigd. Net zoals snelheid kan worden gemeten met een snelheidsmeter, wordt de versnelling gemeten met een versnellingsmeter. Laten we zeggen dat de versnelling van de truck 1000 kg waarmee we werken is van 3 m / s.

In het metrische systeem wordt de snelheid uitgedrukt in centimeters per seconde of in meters per seconde, en wordt de versnelling uitgedrukt in centimeters per seconde per seconde (centimeter per seconde in het kwadraat), of meter per seconde per seconde (in vierkante meters per seconde) .

In het Engelse systeem is één manier om snelheid uit te drukken in feet per seconde, dus versnelling kan worden uitgedrukt in feet per seconde in het kwadraat.

Vermenigvuldigt de massa van het object door zijn versnelling. Dit is de waarde van kracht. Plaats eenvoudig de bekende nummers in de vergelijking en u zult de sterkte van het object kennen. Vergeet niet om uw antwoord in néwtones te geven.

Force = Massa x Versnelling

Kracht = 1000 kg x 3 m / s

Kracht = 3000 N

Methode 2
Geavanceerde concepten

Bereken de massa met kennis van de kracht en versnelling. Als je de kracht en versnelling van een object kent, plaats je het eenvoudig in dezelfde formule om de massa te berekenen. Hier is hoe het te doen:

Force = Massa x Versnelling
3N = Massa x 3 m / s
Massa = 3N / 3m / s
Massa = 1 kg

Bereken de versnelling met de kracht en de massa. Als je de kracht en massa van een object kent, plaats je ze eenvoudig in dezelfde formule om de massa van het object te ontdekken. Hier is hoe het te doen:

Force = Massa x Versnelling

10N = 2 kg x Versnelling

Versnelling = 10N / 2kg

Acceleratie = 5 m / s

Bereken de versnelling van een object. Als u de sterkte van een object wilt kennen en alleen de gegevens van de massa ervan hebt, moet u de versnelling berekenen. Het enige wat u hoeft te doen is de formule gebruiken om het te berekenen. De formule is: (Acceleratie = Uiteindelijke snelheid - Initiële snelheid) / Tijd.

Voorbeeld: een loper bereikt een snelheid van 6 m / s in 10 seconden. Wat is zijn versnelling?

De uiteindelijke snelheid is 6 m / s. De oorspronkelijke snelheid is 0 m / s. de tijd is 10s.

Acceleratie = (6 m / s - 0 m / s) / 10s = 6 / 10s = .4m / s

tips

Het gewicht drukt een massa uit die wordt aangetrokken door de versnelling van de zwaartekracht. Op het aardoppervlak is die versnelling ongeveer 9,8 meter per seconde in het kwadraat (9.80665) of 32 voet per seconde in het kwadraat (32.174). Daarom weegt een massa van 100 kilogram in het metrieke stelsel ongeveer 980 newtons en een massa van 100 gram weegt ongeveer 980 dynes. In het Engelse systeem kunnen massa en gewicht in dezelfde eenheden worden uitgedrukt, dus 100 pond massa (of pondmassa) weegt 100 pond (of pond-kracht). Omdat een weegschaal de zwaartekracht op een voorwerp meet, meet hij eigenlijk het gewicht, niet de massa. (Bij normaal gebruik is er geen verschil, omdat de enige zwaartekracht die in aanmerking wordt genomen die van het oppervlak van de aarde is.)
Merk op dat de relatie tussen kracht, massa en versnelling betekent dat een voorwerp met weinig massa en hoge versnelling dezelfde kracht kan hebben als een voorwerp met grote massa en weinig versnelling.
De troepen kunnen speciale namen hebben, afhankelijk van hoe ze op een voorwerp inwerken. Een kracht die ervoor zorgt dat een object versnelt, wordt een push genoemd, terwijl een kracht die een object vertraagt een sleep wordt genoemd. Een kracht die de manier verandert waarop een object op zijn as draait, wordt torsie of torsie genoemd.
Een massa van 150 kilogram die versnelt op 10 meter per seconde in het kwadraat heeft een kracht van 150 keer 10 of 1500 kilogram-meter per seconde in het kwadraat. (Een vierkante kilogram per vierkante seconde wordt newton genoemd.)
Een massa van 20 gram versnellend tot 5 centimeter per vierkante kwadraat draagt een kracht van 20 keer 5, of 100 gram-centimeter per seconde in het kwadraat (een vierkante centimeter per seconde wordt dina genoemd)
Verdeel het resultaat door een conversieconstante als u met Engelse eenheden werkt. Zoals het eerder was gezien, "pond" kan een eenheid van massa of kracht in het Engelse systeem zijn - wanneer gebruikt als een eenheid van kracht wordt het genoemd "lbf." De conversieconstante is 32.174 pond-voet per pond kracht per seconde in het kwadraat - 32.174 is de waarde van de versnelling door de zwaartekracht van de aarde in vierkante voet per seconde. (Om de berekening hier te vereenvoudigen, is het afgerond naar een waarde van 32.)
Daarom draagt een massa van 640 pounds-massa die versnelt tot 5 voet per seconde in het kwadraat een geschatte kracht van 640 keer 5 gedeeld door 32 of 100 pond-kracht.
De massa kan ook worden uitgedrukt in slakken, met een slak gelijk aan 32.174 pond massa. Een slak is de hoeveelheid massa die 1 pond-kracht kan versnellen tot 1 voet per seconde in het kwadraat. Wanneer een massa wordt vermenigvuldigd in slakken met de versnelling in feet per seconde in het kwadraat, is de conversieconstante niet van toepassing.