La force nette est définie comme la somme de toutes les forces agissant sur un objet. Un exemple? Lorsque vous frappez un ballon de football, le ballon décolle et se déplace dans les airs. À ce moment, il y a une force nette agissant sur le ballon. Lorsque la balle commence à revenir au sol et s'arrête finalement, une force nette agit également sur la balle.
La deuxième loi de Newton dit que «lorsqu'une force nette agit sur un objet, alors cet objet doit accélérer, c'est-à-dire que sa vitesse change de seconde en seconde». Lorsque vous frappez le ballon de football pour la première fois, il accélère, et lorsque le ballon de football commence à freiner jusqu'à l'arrêt, il accélère également.
Il peut y avoir plusieurs forces agissant sur un objet, et lorsque toutes ces forces sont additionnées, le résultat est ce que nous appelons la force nette agissant sur l'objet.
Si la force nette s'ajoute à zéro, alors l'objet n'accélère pas, donc il se déplace avec une vitesse constante. Si la force nette est ajoutée à une valeur différente de zéro, alors l'objet accélère.
Dans la nature, toutes les forces s'opposent à d'autres forces, telles que le frottement ou les forces gravitationnelles opposées. Les forces ne peuvent produire une accélération que si elles sont supérieures aux forces opposées totales.
Si une force pousse un objet, mais est couplée par frottement, l'objet n'accélère pas. De même, si une force pousse contre la gravité mais est inférieure à la force gravitationnelle sur un objet, elle n'accélère pas.
Par exemple, si une poussée de 15 Newton sur un objet est opposée par une force de friction de 10 Newton, l'objet accélère comme s'il était poussé par une force nette de 5 Newton sans friction.
Deuxième loi de Newton
La première loi du mouvement de Newton prédit le comportement des objets pour lesquels toutes les forces existantes sont équilibrées.
La première loi (parfois appelée loi d'inertie) stipule que si les forces agissant sur un objet sont équilibrées, alors l'accélération de cet objet sera de 0 m / s / s. Les objets en équilibre (la condition dans laquelle toutes les forces s'équilibrent) n'accéléreront pas.
Selon Newton, un objet n'accélérera que s'il y a une force nette ou déséquilibrée agissant sur lui. La présence d'une force déséquilibrée accélérera un objet, changeant sa vitesse, sa direction ou sa vitesse et sa direction.
Deuxième loi du mouvement de Newton
Cette loi fait référence au comportement des objets pour lesquels toutes les forces existantes ne sont pas équilibrées. La deuxième loi stipule que l'accélération d'un objet dépend de deux variables: la force nette agissant sur l'objet et la masse de l'objet.
L'accélération d'un objet dépend directement de la force nette agissant sur l'objet, et inversement de la masse de l'objet. Au fur et à mesure que la force agissant sur un objet augmente, l'accélération de l'objet augmente.
À mesure que la masse d'un objet augmente, l'accélération de l'objet diminue. La deuxième loi du mouvement de Newton peut être formellement énoncée comme suit:
"L'accélération d'un objet produite par une force nette est directement proportionnelle à la grandeur de la force nette, dans la même direction que la force nette et inversement proportionnelle à la masse de l'objet."
Cette déclaration verbale peut être exprimée sous la forme d'une équation comme suit:
A = Fnet / m
L'équation ci-dessus est souvent réorganisée sous une forme plus familière, comme indiqué ci-dessous. La force nette est égale au produit de la masse multiplié par l'accélération.
Fnet = m • a
L'accent est toujours mis sur la force nette. L'accélération est directement proportionnelle à la force nette. La force nette est égale à la masse multipliée par l'accélération.
L'accélération dans la même direction que la force nette est une accélération produite par une force nette. C'est la force nette qui est liée à l'accélération, la force nette est la somme vectorielle de toutes les forces.
Si toutes les forces individuelles agissant sur un objet sont connues, alors la force nette peut être déterminée.
Selon l'équation ci-dessus, une unité de force est égale à une unité de masse multipliée par une unité d'accélération.
En remplaçant les unités métriques standard pour la force, la masse et l'accélération dans l'équation ci-dessus, l'équivalence d'unité suivante peut être écrite.
1 Newton = 1 kg • m / s2
La définition de l'unité de force métrique standard est indiquée par l'équation ci-dessus. Un Newton est défini comme la quantité de force requise pour donner une masse de 1 kg et une accélération de 1 m / s / s.
Magnitude et équation
Selon la deuxième loi de Newton, lorsqu'un objet est accéléré, alors il doit y avoir une force nette agissant sur lui. Inversement, si une force nette agit sur un objet, cet objet accélérera.
L'amplitude de la force nette agissant sur un objet est égale à la masse de l'objet multipliée par l'accélération de l'objet comme indiqué dans la formule suivante:
Une force nette est la force restante produite par toute accélération d'un objet lorsque toutes les forces opposées ont été annulées.
Les forces opposées diminuent l'effet de l'accélération, diminuant la force nette d'accélération agissant sur un objet.
Si la force nette agissant sur un objet est nulle, alors l'objet n'accélère pas et se trouve dans un état que nous appelons équilibre.
Lorsqu'un objet est en équilibre, deux choses peuvent être vraies: soit l'objet ne bouge pas du tout, soit l'objet se déplace à une vitesse constante. La formule d'équilibre est indiquée ci-dessous:
Exemples
Considérons une situation hypothétique dans l'espace. Vous faites une sortie dans l'espace et réparez quelque chose sur votre navette. En travaillant sur le sujet avec une clé, il se fâche et jette la clé, que se passe-t-il?
Une fois que la clé quitte la main, elle continuera à se déplacer avec la même vitesse qu'elle a donnée lorsque vous la lâchez. Ceci est un exemple de situation de force nette nulle. La clé se déplacera avec la même vitesse et n'accélérera pas dans l'espace.
Si vous lancez la même clé sur Terre, la clé tombera au sol et finira par s'arrêter. Pourquoi ça s'est arrêté? Il y a une force nette agissant sur la clé, la faisant ralentir et s'arrêter.
Dans un autre exemple, disons que vous êtes sur une patinoire. Prenez une rondelle de hockey et faites-la glisser sur la glace.
Finalement, la rondelle de hockey ralentira et s'arrêtera, même sur une glace lisse et glissante. Ceci est un autre exemple de situation avec une force nette différente de zéro.
Références
- La classe de physique,. (2016). Deuxième loi de Newton. 11-2-2017, sur le site Web physicsclassroom.com: physicsclassroom.com.
- Cárdenas, R. (2014). Qu'est-ce que Net Force? - Définition, ampleur et équations. 11-2-2017, à partir du site Web http://study.com: study.com.
- Édition IAC, LLC. (2017). Qu'est-ce que la force nette?. 11-2-2017, à partir du site Web Reference.com: reference.com.
- Force nette. (nd) Dictionnaire intégral révisé de Webster. (1913). Récupéré le 11 février 2017 sur thefreedictionary.com.
- Pearson, A. (2008). Force et mouvement Chapitre 5. Force et mouvement. 2-11-2017, sur le site Web de Pearson Education Inc: physique.gsu.edu.