La fuerza es un término físico definido como una influencia que hace que un objeto cambie su velocidad o dirección de movimiento o rotación. Las fuerzas pueden acelerar objetos tirando o empujando. La relación entre fuerza, masa y aceleración fue definida por Isaac Newton en la segunda ley de Newton, que establece que la fuerza de un objeto es el producto de su masa y aceleración. Si desea saber cómo medir la fuerza, simplemente siga estos pasos.
Paso
Método 1 de 2: Fuerza de medición
Paso 1. Comprender la relación entre fuerza, masa y aceleración
La fuerza de un objeto es simplemente el producto de su masa y su aceleración. Esta relación se puede definir mediante la siguiente fórmula: Fuerza = Masa x Aceleración.
Aquí hay algunas otras cosas a considerar al medir la fuerza:
- La unidad estándar de masa es el kilogramo (kg).
- La unidad estándar de aceleración es m / s2.
- La unidad estándar de fuerza es el newton (N). Newton es una unidad derivada. 1N = 1 kg x 1 m / s2.
Paso 2. Mide la masa del objeto dado
La masa de un objeto es la cantidad de materia que contiene. La masa de un objeto nunca cambia, sin importar en qué planeta se encuentre; mientras que el peso varía en función de la atracción gravitacional. Tu masa en la Tierra y en la Luna es la misma. En el sistema métrico, la masa se puede escribir en gramos o kilogramos. Suponga que el objeto que usamos es un camión con masa 1000 kgs.
- Para encontrar la masa de un objeto dado, colóquelo en una balanza triple o doble. Esta balanza medirá la masa en kilogramos o gramos.
- En el sistema imperial, la masa se puede expresar en libras (libras). Dado que la fuerza también se puede expresar en estas unidades, se acuñó el término "libra-masa" para distinguir su uso. Sin embargo, si encuentra la masa de un objeto expresada en libras, simplemente multiplíquela por 0.45 para encontrar el valor en kilogramos.
Paso 3. Mida la aceleración del objeto
En física, la aceleración se define como el cambio en la velocidad, que se define como la velocidad en una dirección dada, por unidad de tiempo. Además de ser acelerada, la aceleración también se puede definir como desacelerar o cambiar de dirección. Así como la velocidad se puede medir con un velocímetro, la aceleración también se puede medir con un acelerómetro. Deje que la aceleración del camión con masa 1000 kilogramos es 3 m / s2.
- En el sistema métrico, la velocidad se escribe en centímetros por segundo o metros por segundo, y la aceleración se escribe en centímetros por segundo por segundo (centímetros por segundo al cuadrado) o metros por segundo por segundo (metros por segundo al cuadrado).
- En el sistema imperial, una forma de expresar la velocidad es pies por segundo. Entonces, la aceleración también se puede expresar en unidades de pies por segundo al cuadrado.
Paso 4. Multiplica la masa del objeto por su aceleración
El resultado es un valor de estilo. Simplemente ingrese los números que se han obtenido en la ecuación y conocerá la fuerza de un objeto. Recuerde escribir su respuesta en red (N).
- Fuerza = Masa x Aceleración
- Fuerza = 1000 kg x 3 m / s2
- Fuerza = 3000N
Método 2 de 2: conceptos más complicados
Paso 1. Encuentra la masa si conoces la fuerza y la aceleración
Si conoce la fuerza y la aceleración de un objeto, simplemente inserte los valores en la misma fórmula para encontrar la masa del objeto. He aquí cómo hacerlo:
- Fuerza = Masa x Aceleración
- 3N = Masa x 3 m / s2
- Masa = 3 N / 3 m / s2
- Masa = 1 kg
Paso 2. Encuentra la aceleración si conoces la fuerza y la masa
Si conoce la fuerza y la masa de un objeto, simplemente conecte los valores en la misma fórmula para encontrar la aceleración del objeto. He aquí cómo hacerlo:
- Fuerza = Masa x Aceleración
- 10N = 2 kg x aceleración
- Aceleración = 10 N / 2 kg
- Aceleración = 5 m / s2
Paso 3. Encuentra la aceleración de un objeto
Si desea conocer la fuerza de un objeto, puede calcular su aceleración siempre que sepa su masa. Todo lo que tienes que hacer es usar una fórmula para encontrar la aceleración de un objeto. La formula es (Aceleración = Velocidad final - Velocidad inicial) / Tiempo.
- Ejemplo: un corredor tiene una velocidad de 6 m / 2 en 10 segundos. ¿Qué es la aceleración?
- La velocidad final es de 6 m / s. Su rapidez inicial es de 0 m / s. El tiempo es de 10 s.
- Aceleración = (6 m / s - 0 m / s) / 10s = 6 / 10s = 0.6m / s2
Consejos
- La masa también se puede escribir en babosas, siendo una bala igual a 32,174 libras de masa. Una escoria es la cantidad de masa que se puede acelerar en 1 libra de fuerza con una aceleración de 1 pie por segundo al cuadrado. Al multiplicar la masa en babosas por la aceleración en pies por segundo al cuadrado, no se usa la constante de conversión.
- Por lo tanto, una masa de 640 libras que acelera a 5 pies por segundo al cuadrado tiene una fuerza aproximada de 640 veces 5 dividida por 32 o 100 libras de fuerza.
- El peso es la masa afectada por la aceleración debida a la gravedad. En la superficie de la Tierra, la aceleración es de aproximadamente 9,8 metros por segundo al cuadrado (9.8065) o 32 pies por segundo al cuadrado (32, 174). Así, en el sistema métrico, una masa de 100 kg equivale a 980 newtons y una masa de 100 gramos equivale a 980 dinas. En el sistema británico, la masa y el peso se pueden escribir en las mismas unidades, de modo que 100 libras de masa pesan 100 libras (100 libras de fuerza). Dado que una balanza de resorte mide la fuerza de gravedad de un objeto, en realidad mide el peso, no la masa. (En el uso diario, no hay diferencia, siempre que se aplique la gravedad a la superficie de la Tierra).
- Divida el resultado por la constante de conversión si está utilizando unidades inglesas. Como se señaló anteriormente, la libra puede ser una unidad de masa o fuerza en el sistema británico; cuando se usa como unidad de fuerza, la libra se llama libra de fuerza. La constante de conversión es 32.174 libras-pie por libra de fuerza al segundo cuadrado; 32, 174 es el valor de la aceleración debida a la gravedad de la Tierra en pies por segundo al cuadrado. (Para simplificar las matemáticas, redondearemos el valor a 32).
- Tenga en cuenta que la relación entre fuerza, masa y aceleración significa que un objeto con una masa pequeña y una aceleración grande puede tener la misma fuerza que un objeto con una masa grande y una aceleración pequeña.
- Una masa de 150 kilogramos con una aceleración de 10 metros por segundo al cuadrado tiene una fuerza de 150 veces 10, o 1500 kilogramos metros por segundo al cuadrado. (Un kilogramo metro por segundo al cuadrado se llama newton).
- Los estilos pueden tener nombres especiales según su efecto sobre un objeto. La fuerza que hace que un objeto se acelere se llama empuje, mientras que la fuerza que hace que un objeto se desacelere es un tirón. La fuerza que cambia la dirección de rotación de un objeto que gira alrededor de su eje se llama torque.
- Una masa de 20 gramos con una aceleración de 5 cm por segundo al cuadrado tiene una fuerza de 20 veces 5, o 100 gramos centímetros por segundo al cuadrado. (Un centímetro gramo por segundo al cuadrado se llama dina).
