喷射机

 

力是推或拉。

 

不平衡的力导致物体加速

平衡

通常在物体上的力是平衡的:一个方向的力和向相反方向的力相等:

力平衡
平衡力的例子
无加速。

例子:这个桥塔顶部的力是平衡的。

悬索桥

悬索向下拉,左右力度相等,与桥塔向上的推力平衡。(桥塔在推吗?当然!如果悬索不是在塔顶,而是在你头顶,你需不需要向上推?)

我们可以做一个数学模型来模拟这些力:

悬索桥力

把代表力的箭头头尾连接起来,箭头刚好环绕一圈,所以所有的力加起来是零(互相抵消):

悬索桥力
力度平衡。

不平衡

担当力不平衡时,物体加速

力不平衡
不平衡力的例子。
有加速。

踢球

 

踢球是对球作不平衡的力,使得球很快地加速。

球离开脚后力(和加速)就停了。

 

球继续沿直线以恒速移动,但是有其他的力对其产生作用:

球力:踢、引力、空气

加速度:速度的增快或减慢

速度减慢也叫减速度

力与加速度是有关联的。

力越大,加速度越大。

但质量大的物体比较难加速

质量越大,加速度越小。

想象踢一个石球:

踢大石球
不要尝试做这个!

这是个著名的公式:

F = ma

"牛顿第二运动定律"
(F 是力,m 是质量,a 是加速度)

每边除以 m 会比较清楚:

f/m = a

 

质量与加速度对抗的概念叫惯性

惯性的意思是物体会继续它的运动。

如果物体是静止的(相对于我们),它就会继续静止不动。如果它以 20米每秒的速度向东移动,他就会继续以同一速度向东移动……

集装箱船

这超级油轮有很大的惯性。它:

海象

质量不喜欢任人摆布!

牛顿

为了纪念艾萨克·牛顿爵士,力的单位的名称是牛顿(简写 N)。

牛顿是使 1千克每秒改变速度1米每秒的力。

换句话说:   每秒1千克改变 1米每秒的速度
或:   1千克改变 1米每秒每秒
或:   1千克米/秒/秒

两个 "/秒"(每秒)可以写成 "/秒2"(每二次方秒)所以:

1牛顿是 1kg m/s2(1千克米/秒2、千克米每二次方秒)

例子:重 2000千克的汽车在 5秒里从 0米每秒加速到 15米每秒。做成这个加速度的平均力是多少?

加速度是 5秒内改变了 15米每秒,即是 15米每秒 5秒 = 3米每秒 = 3米/秒2

现在我们求力度:

F = ma

F = 2000千克 × 3米/秒2

F = 6000千克米/秒2

F = 6000牛顿

F = 6千牛顿

力度是 6kN(6千牛顿)。

力是相互的作用

石头手指力

 

艾萨克·牛顿说(牛顿第三运动定律):

"To every action there is always opposed an equal reaction"

翻译成中文就是: "每个作用力都有相同及相反的反作用力"

他给了这个例子:

"如果你用手指按着石头,石头也在按着你的手指。"

矢量

力有大小方向。 所以力是矢量

矢量量值与方向

加速度也有大小和方向。 所以加速度也是矢量。

 

力梁支柱

计算

去阅读力的计算专页

相对

注意:当我们说一个物体是 "静止" 的或 "以 4米每秒的速度在移动"的,我们通常都忘了说 "相对于我" 或 "相对与地上"等等。

地球自转

细心想想:你真的静止吗?你在地球上,地球每天自传 40,075千米(大约 1675千米每小时或 465米每秒),而同时也环绕着太阳以 100,000千米每小时的速度运行。不止如此,太阳自己也在银河里移动。

都是相对的!

总括

 

牛顿三定律

在公元 1687年,牛顿写下关于运动的三个定律。简单地说,这三个定律是: