3 กฎข้อที่สองของนิวตัน
กฎข้อที่สองของนิวตันเป็นการอธิบายความสัมพันธ์ระหว่าง แรง มวล และความเร่ง แรงลัพธ์ที่กระทำต่อวัตถุมีค่าเท่ากับผลคูณระหว่างความเร่งและมวลของวัตถุนั้น ความสัมพันธ์ระหว่าง แรง มวล และความเร่ง สามารถเขียนเป็นสมการได้ดังนี้
แรง = มวล x ความเร่ง
เราเรียกสมการนี้ว่ากฎข้อที่สองนิวตัน
ก็เช่นเดียวกับในทุกสมการ นักเรียนจะต้องให้ความสำคัญกับหน่วยของปริมาณที่นักเรียนวัด
เมื่อหน่วยของความเร่งคือ เมตรต่อวินาทีต่อวินาที m/
และมวลมีหน่วยเป็นกิโลกรัม ( kg ) ดังนั้นแรงจึงมีหน่วยเป็น
กิโลกรัม x เมตรต่อวินาทีต่อวินาที ( kg.m/
) หรือเรียกหน่วยนี้ว่า นิวตัน ( N ) เพื่อเป็นเกียรติแก่
ไอแซค นิวตัน 1 นิวตัน มีค่าเท่ากับแรงที่ใช้เพื่อทำให้วัตถุมวล
1 กิโลกรัม มีความเร่งเท่ากับ 1 เมตรต่อวินาทีต่อวินาที
1 N =
1 kg
x 1 m/
สมมติว่านักเรียนมีมวล 50 กิโลกรัม และเดินด้วยความเร่ง 1 เมตร/วินาที.วินาที นักเรียนสามารถหาแรงที่ใช้ได้โดยการแทนค่ามวลและความเร่งลงในสมการ
แรง = มวล x ความเร่ง
นั่นคือ
แรง
= 50 kg
x 1 m/
แรง
= 50 kg.m/
= 50 N
บางครั้งนักเรียนอาจจำเป็นต้องเขียนความสัมพันธ์ระหว่าง ความเร่ง แรง และ มวล ในรูปแบบอื่น เช่น
ความเร่ง = แรง ÷ มวล
สมการนี้ได้มาจากการจัดกฎข้อที่สองของนิวตันในรูปแบบใหม่
การเปลี่ยนแรงและการเปลี่ยนมวล
นักเรียนพิจารณาสมการของความเร่งที่ว่า ความเร่ง = แรง ÷ มวล นักเรียนจะมีวิธีการเพิ่มความเร่งของวัตถุได้อย่างไร วิธีหนึ่งที่จะเพิ่มความเร่งได้ก็ คือ การเปลี่ยนแรง จากสมการ ความเร่งและแรงมีการเปลี่ยนแปลงในลักษณะ เดียวกัน การออกแรงมากขึ้นจะทำให้ความเร่งมีค่ามากขึ้นตาม ดังนั้นเพื่อที่จะให้ วัตถุมีความเร่งมากขึ้น นักเรียนจะต้องออกแรงดึงให้มากขึ้น
อีกวิธีหนึ่งที่จะเพิ่มความเร่งก็คือ การเปลี่ยนมวล จากสมการนักเรียนจะเห็นว่า ความเร่งและมวลมีการเปลี่ยนแปลงในทิศทางตรงข้ามกัน ซึ่งหมายความว่า การเพิ่มมวลจะทำให้ความเร่งลดลง กางลดมวลจะทำให้ความเร่งเพิ่มขึ้น ดังนั้น ถ้านักเรียนต้องการที่จะเพิ่มความเร่ง นักเรียนจะตัฃ้องลดมวลของวัตถุนั้น
