Drugi Newtonov zakon in sila

Poženi animacijo. Z roko potisni voziček v levo ali desno. Opazuj hitrost vozička ali pospešek.

x[m] vx[m/s]
   

spremeni maso vozička, m = kg, nato izberi animacijo.

Večina fizikov sicer meni, da je pojem sile manj osnoven od zakona o ohranitvi energije, vendar je sila še vedno središče študija fizike. Sila lahko potiska ali vleče ali izvaja kakšno drugo obliko vpliva enega telesa na drugega. Iz izkušenj vemo, da potiskanje ali vlečenje pogosto povzroči premikanje telesa. To omogoča oceno definicije sile v luči tega, kar smo že spoznali - pospeška.

Če se masa telesa ne spreminja, je velikost sile, ki vpliva na telo, sorazmerna spremembi hitrosti v danem času (torej pospešku).

Velja  Σ F = ma.

Uporabi to definicijo pri obravnavi rezultatov te predstavitve (položaj je podan v metrih, čas je v sekundah). V okencu nastavi maso.

Dvoroka ikona interagira z vozičkom z maso 1 kg, če jo premaknemo ob levi ali desni rob vozička. Puščica pod vozičkom kaže smer in velikost sile na voziček.  Ikono roke moramo držati za vozičkom, ker interakcija spremeni smer, ko pride ikona na drugo stran. Sproži animacijo in jo nekaj časa proučuj. Če voziček uide iz zaslona, resetiraj animacijo.

Izberi najprej hitrost (in kasneje pospešek). Premakni roko levo od vozička in ga za hip poskusi potisniti. Tako bi sila delovala na voziček le za kratek čas. Kakšna bosta zdaj diagrama hitrosti in pospeška? Diagram hitrosti bi moral za čas delovanja sile na voziček kazati naraščanje hitrosti, zatem pa bo imela krivulja hitrosti naklon nič. Hitrost se spreminja le, ko na telo deluje sila. Diagram pospeška bo v času delovanja sile kazal konico, sicer bo pospešek enak nič. Ponovi enak postopek s potiskom vozička z desne strani. Kaj se spremeni? Ker je sila vektor, kaže sedaj sila v negativni smeri na osi x. Zato sta sedaj tako hitrost kot pospešek tudi negativna.

Sedaj izberi hitrost (in nato pospešek). Premakni ikono z roko na levo stran vozička in ga potiskaj, tudi ko se voziček premika. Voziček bo tako čutil konstantno silo. Kakšna sta sedaj videti diagrama hitrosti in pospeška? Krivulja hitrosti bi morala imeti konstanten naklon navzgor, krivulja pospeška pa bi morala kazati konstanten pospešek, dokler sila deluje na voziček. Ponovi poskus s potiskom vozička z desne strani. Ker je sila vektor, je sila sedaj negativno usmerjena glede na os x. Zato bosta tudi hitrost in pospešek negativna.

Kako se diagrama hitrosti in pospeška spremenita, če maso vozička podvojimo ali razpolovimo? Poskusi in ugotovi. Ker je pospešek enak kvocientu med silo in maso, pomeni povečanje mase zmanjšanje pospeška, zmanjšanje mase pa povečanje pospeška.