什麼是力的計算機?
這款力的計算機運用牛頓第二運動定律 \(F = m \cdot a\),計算作用在物體上的淨力。力,就是改變物體運動狀態的推力或拉力;它的大小取決於物體所含的物質多寡(即質量),以及速度變化的快慢(即加速度)。計算結果以牛頓(N)表示——一牛頓,正是讓一公斤質量產生每秒平方一公尺加速度所需的力。
使用方法
輸入物體的質量(單位:公斤)與加速度(單位:公尺每秒平方),即可讀出以牛頓為單位的力。若想求出物體靜置於地球表面時的重量,只要把加速度設為重力加速度,約 9.81 m/s² 即可。
公式解析
牛頓第二定律指出:作用於物體的淨力,等於其質量與加速度的乘積,也就是 $$F = m \times a$$其中質量(m)以公斤計,加速度(a)以 m/s² 計,所得的力(F)則以牛頓計。由於這是線性關係,只要質量或加速度其中一項加倍,力也會隨之加倍。
實例演算
假設有一個 10 公斤的箱子,被推動後產生 3 m/s² 的加速度,那麼所需的力就是 $$F = 10 \times 3 = 30 \text{ N}$$反之,若你想知道這個箱子靜止時的重量,則把質量乘上重力加速度:$$F = 10 \times 9.81 = 98.1 \text{ N}$$
常見問題
力的單位是什麼?力的國際單位(SI)為牛頓(N),等於 \(\text{kg}\cdot\text{m/s}^2\)。
如何求重量而非一般的力?重量其實就是重力所造成的力——只要把加速度設為 9.81 m/s²(地球表面的重力加速度)即可。
加速度可以是負值嗎?可以。負的加速度(即減速)會得出負的力,代表這個力的方向與運動方向相反。