Comment mesurer la force?
Pour mesurer la force, regardez la formule force est égale à la masse multipliée par l'accélération (F=M*A). La masse d'un objet est la quantité de matière qu'il contient et s'exprime en grammes ou en kilogrammes. L'accélération est le changement de vitesse, qui est la vitesse dans une direction donnée, par unité de temps. L'accélération est exprimée en centimètres par seconde par seconde, c'est-à-dire en centimètres par seconde au carré. Multipliez la masse de l'objet par son accélération pour trouver la valeur de la force et indiquez votre réponse en newtons (Ns). Si vous voulez apprendre à trouver l'accélération ou la masse si vous connaissez la force d'un objet, continuez à lire l'article!
Voici quelques autres choses à garder à l'esprit lorsque vous mesurez la force: L'unité standard de la force est le newton (N).
La force est un terme de physique défini comme une influence qui amène un objet à changer sa vitesse ou sa direction de mouvement ou de rotation. Une force peut accélérer des objets en les tirant ou en les poussant. La relation entre la force, la masse et l'accélération a été définie par Isaac Newton dans sa deuxième loi du mouvement, qui stipule que la force d'un objet est le produit de sa masse et de son accélération. Si vous voulez savoir comment mesurer la force, suivez simplement ces étapes.
Méthode 1 sur 2: mesurer la force
- 1Comprendre la relation entre la force, la masse et l'accélération. La force d'un objet est simplement le produit de sa masse et de son accélération. Cette relation peut être définie par la formule suivante: Force = masse x accélération. Voici quelques autres choses à garder à l'esprit lorsque vous mesurez la force:
- L'unité standard de masse est le kilogramme (kg).
- L'unité standard pour l'accélération est le m/s 2.
- L'unité standard de la force est le newton (N). Le newton est une unité standard dérivée. 1N = 1kg x 1m/s 2.
- 2Mesurer la masse d'un objet donné. La masse d'un objet est la quantité de matière qu'il contient. La masse d'un objet ne change jamais, quelle que soit la planète sur laquelle il se trouve; tandis que le poids fluctue en fonction de l'attraction gravitationnelle, votre masse est la même sur Terre et sur la Lune. Dans le système métrique, la masse peut être exprimée en grammes ou en kilogrammes. Disons que l'objet avec lequel nous travaillons est un camion qui a une masse de 1000 kg.
- Pour trouver la masse d'un objet donné, placez-le sur une triple poutre ou une balance à double plateau. Cela calculera la masse en kilogrammes ou en grammes.
- Dans le système anglais, la masse peut être exprimée en livres. Parce que la force peut également être exprimée en livres, le terme «livre-masse» a été inventé pour distinguer son utilisation. Cependant, si vous trouvez la masse d'un objet en utilisant des livres dans le système anglais, il est préférable de la convertir en système métrique. Si vous connaissez la masse d'un objet en livres, multipliez-la simplement par 0,45 pour trouver la masse en kilogrammes.
- 3Mesurez l'accélération de l'objet. En physique, l'accélération est définie comme un changement de vitesse, qui est défini comme la vitesse dans une direction donnée, par unité de temps. En plus de la définition courante de l'accélération comme une accélération, cela peut également signifier qu'un objet ralentit ou change de direction. Tout comme la vitesse peut être mesurée avec un compteur de vitesse, l'accélération est mesurée avec un accéléromètre. Disons que l'accélération du camion de 1000 kg avec lequel nous travaillons est de 3m/s 2.
- Dans le système métrique, la vitesse est exprimée en centimètres par seconde ou en mètres par seconde, et l'accélération est exprimée en centimètres par seconde par seconde (centimètres par seconde au carré) ou en mètres par seconde par seconde (mètres par seconde au carré).
- Dans le système anglais, une façon d'exprimer la vitesse est en pieds par seconde, donc l'accélération peut être exprimée en pieds par seconde au carré.
Pour mesurer la force, regardez la formule force est égale à la masse multipliée par l'accélération (F=M*A). - 4Multipliez la masse de l'objet par son accélération. C'est la valeur de la force. Branchez simplement les nombres connus dans l'équation et vous connaîtrez la force de l'objet. N'oubliez pas d'énoncer votre réponse en newtons (Ns).
- Force = Masse x Accélération
- Force = 1000 kg x 3m/s 2
- Force = 3000N
Méthode 2 sur 2: concepts avancés
- 1Trouvez la masse si vous connaissez la force et l'accélération. Si vous connaissez la force et l'accélération d'un objet, branchez-les simplement dans la même formule pour trouver la masse de l'objet. Voici comment procéder:
- Force = Masse x Accélération
- 3N = Masse x 3m/s 2
- Masse = 3N/3m/s 2
- Masse = 1kg
- 2Trouvez l'accélération si vous connaissez la force et la masse. Si vous connaissez la force et la masse d'un objet, branchez-les simplement dans la même formule pour trouver la masse de l'objet. Voici comment procéder:
- Force = Masse x Accélération
- 10N = 2 kg x accélération
- Accélération = 10N/2kg
- Accélération = 5m/s 2
- 3Trouver l'accélération d'un objet. Si vous voulez trouver la force d'un objet, vous pouvez calculer son accélération tant que vous connaissez sa masse. Tout ce que vous avez à faire est d'utiliser la formule pour trouver l'accélération d'un objet. La formule est (Acceleration = Final Velocity - Initial Velocity)/Time.
- Exemple: Un coureur atteint une vitesse de 6 m/s en 10 secondes. Quelle est son accélération?
- La vitesse finale est de 6 m/s. La vitesse d'origine est de 0 m/s. Le temps est de 10s.
- Accélération = (6 m/s - 0 m/s)/10s = 60s = 0,6m/s 2
- La masse peut également être exprimée en limaces, avec une limace égale à 32,79 kg de masse. Une limace est la quantité de masse que 0 kg-force peut accélérer à 1 mètre par seconde au carré. Lors de la multiplication d'une masse en limaces par l'accélération en pieds par seconde au carré, la constante de conversion n'est pas utilisée.
Une masse de 150 kilogrammes accélérant à 10 mètres par seconde au carré porte une force de 150 fois 10, ou 1500 kilogrammes-centimètres par seconde au carré. - Ainsi, une masse de 290 kg-masse accélérant à 5 mètres par seconde au carré porte une force approximative de 640 fois 5 divisé par 32 ou 45 kg-force.
- Divisez le résultat par une constante de conversion si vous travaillez avec des unités anglaises. Comme indiqué ci-dessus, «livre» peut être une unité de masse ou de force dans le système anglais; lorsqu'il est utilisé comme unité de force, il est appelé "livre-force". La constante de conversion est de 32,79 kg-pieds par livre-force au deuxième carré; 32174 est la valeur de l'accélération due à la gravité terrestre en pieds par seconde au carré. (Pour simplifier le calcul ici, nous arrondirons à une valeur de 32.)
- Notez que la relation entre la force, la masse et l'accélération signifie qu'un objet avec une faible masse et une accélération élevée peut avoir la même force qu'un objet avec une masse élevée et une faible accélération.
- Une masse de 150 kilogrammes accélérant à 10 mètres par seconde au carré porte une force de 150 fois 10, ou 1500 kilogrammes-centimètres par seconde au carré. (Un kilogramme-mètre par seconde au carré s'appelle un newton.)
- Les forces peuvent avoir des noms spéciaux selon la façon dont elles agissent sur un objet. Une force qui fait accélérer un objet est appelée poussée, tandis qu'une force qui fait ralentir un objet est appelée traînée. Une force qui modifie la façon dont un objet en rotation tourne autour de son axe est appelée couple.
La relation entre la force, la masse et l'accélération a été définie par Isaac Newton dans sa deuxième loi du mouvement, qui stipule que la force d'un objet est le produit de sa masse et de son accélération. - Le poids est l'expression d'une masse sur laquelle agit l'accélération due à la pesanteur. À la surface de la Terre, cette accélération est d'environ 9,8 mètres par seconde au carré (9 80665) ou de 32 mètres par seconde au carré (32 174). Ainsi, dans le système métrique, une masse de 100 kilogrammes pèse environ 980 newtons, et une masse de 100 grammes pèse environ 980 dynes. Dans le système anglais, la masse et le poids peuvent être exprimés dans les mêmes unités, donc 45 kg de masse (ou livres-masse) pèsent 45 kg (livres-force). Parce qu'une balance à ressort mesure l'attraction de la gravité sur un objet, elle mesure en fait le poids, pas la masse. (Dans l'usage courant, il n'y a pas de distinction, tant que la seule gravité considérée est celle de la surface de la Terre.)
- Une masse de 20 grammes accélérant à 5 centimètres (2,0 in) par seconde au carré porte une force de 20 fois 5, ou 100, grammes-centimètres par seconde au carré. (Un gramme centimètre par seconde au carré est appelé un dyne.)
- Balance ou balance à ressort
- Accéléromètre
- Crayon et papier ou calculatrice
Questions et réponses
- Qu'est-ce que le mouvement de masse?Le mouvement de masse est le mouvement du matériau de surface causé par la gravité. Les glissements de terrain et les chutes de pierres sont des exemples de mouvements très brusques de ce type. Les agents géologiques tels que l'eau, le vent et la glace agissent tous avec la gravité pour provoquer également un nivellement du terrain.
- Est-il possible de mesurer la force d'un objet immobile?Oui. Vous pouvez mesurer la force de gravité tirant l'objet. Utilisez simplement la constante gravitationnelle pour l'accélération de l'objet.
- Quelle est la différence entre le poids et la force?Le poids est un type particulier de force, causé par un champ gravitationnel agissant sur une masse.
- Qu'est-ce qu'une force gravitationnelle?Une force causée par un objet massif (par opposition à un objet sans masse). Il existe différentes théories sur le fonctionnement de la gravité. Celle de Newton est la plus facile à comprendre et à appliquer, mais des théories plus récentes (telles que la relativité générale) sont utilisées lorsqu'une précision accrue est nécessaire.
- Quelle est la formule de l'énergie cinétique?La formule de base de l'énergie cinétique est la masse x la vitesse au carré, divisée par 2.
