Kuvvet Hesaplayıcı
Newton'un ikinci yasasını kuvvet, kütle ya da ivme için çözün; kütle ve yerçekiminden ağırlığı bulun; bir katsayı ve normal kuvvetten sürtünmeyi hesaplayın; ya da birkaç kuvveti farklı açılarda toplayarak net kuvveti ve bunun yarattığı ivmeyi bulun. Her cevap çalışmasıyla birlikte gelir; net kuvvet modu bir serbest cisim diyagramı çizer. Tarayıcınızda çalışır; ücretsiz, üyelik gerektirmez.
Newton'un ikinci yasası: bir cisme etki eden net kuvvet, kütlesiyle ivmesinin çarpımına eşittir. Yalnızca etki eden kuvvetlerden biri değil, net kuvveti girin.
Hesaplanan
Sonuçlar
3000 N
Net kuvvet F
Çözüm adımları
- F = m × a denkleminden başlayın.
- F = 1200 × 2,5 = 3000 N
Kuvvet Hesaplayıcı Nasıl Kullanılır
- 1. Hesaplamayı seçin. Bir cisme etki eden net kuvvet için F = ma, ağırlık için W = mg, sürtünme için f = μN ya da birden çok kuvveti birleştirmek için Net kuvvet.
- 2. Bilinmeyeni seçin ve gerisini doldurun. Çözdüğünüz kutu cevap olur. Her kutunun kendi birim menüsü vardır — newton, kilonewton, pound-kuvveti, kilogram ya da pound, m/s² ya da g.
- 3. Birden çok kuvvet için büyüklük ve açı verin. Her açıyı pozitif x ekseninden saat yönünün tersine ölçün: 0° sağ, 90° yukarı, 180° sol, 270° aşağı. İvmeyi istiyorsanız bir kütle ekleyin.
- 4. Çalışmayı okuyun. Denklem, yeniden düzenleme ve yerine konan sayılar gösterilir; net kuvvet modu bileşenler tablosu ve bir serbest cisim diyagramı da ekler.
Denklemler
| Büyüklük | Denklem | Notlar |
|---|---|---|
| Newton'un ikinci yasası | F = m × a | F, cisme etki eden net kuvvettir; newton cinsinden (1 N = 1 kg·m/s²) |
| Ağırlık | W = m × g | Standart yerçekiminde g = 9,80665 m/s²; yani 1 kg, 9,80665 N ağırlığındadır |
| Sürtünme | f = μ × N | N normal kuvvettir; μs en büyük durgunluk sürtünmesini, μk kayma sürtünmesini verir |
| Yatay zeminde sürtünme | f = μ × m × g | Düz bir yüzeyde normal kuvvet, başka bir dikey kuvvet yoksa ağırlığa eşittir |
| Net kuvvet | ΣFx = ΣF cos θ, ΣFy = ΣF sin θ | Bileşenleri toplayın, sonra |F| = √(ΣFx² + ΣFy²) |
Kaynak: OpenStax University Physics, Cilt 1, bölüm 5.3 ve 6.2. Standart yerçekimi, tanım gereği kesindir (CGPM, 1901).
Çalışılmış Örnekler
F = ma. İvmesi 2,5 m/s² olan 1.200 kg'lık bir araba, 1.200 × 2,5 = 3.000 N'luk bir net kuvvete ihtiyaç duyar (varsayılan değer). Bunun net kuvvet olduğuna dikkat edin: motorun itkisi eksi hava direnci ve yuvarlanma direncidir.
Ağırlık. 70 kg'lık bir insan Dünya'da 70 × 9,80665 = 686,5 N, Ay'da ise 70 × 1,62 = 113,4 N ağırlığındadır. Kütlesi her iki yerde de 70 kg'dır.
Sürtünme. Normal kuvveti 200 N olan bir yüzeye bastıran ve μ = 0,4 olan bir blok, 0,4 × 200 = 80 N sürtünme hisseder. Yatay zeminde μ = 0,4 olan 10 kg'lık bir blok için f = 0,4 × 10 × 9,80665 = 39,23 N.
Net kuvvet. Sağa doğru 10 N, yukarı 6 N ve sola 4 N ile çekin. x bileşenlerinin toplamı 10 − 4 = 6 N, y bileşenlerinin toplamı 6 N'dir; bu yüzden net kuvvet √(6² + 6²) = 8,485 N ve 45° yöndedir. Cismin kütlesi 2 kg ise ivmesi aynı yönde 8,485 ÷ 2 = 4,243 m/s² olur.
Sürtünme Katsayıları
| Yüzeyler | Durgunluk μs | Kayma μk |
|---|---|---|
| Kuru betonda kauçuk | 1,0 | 0,7 |
| Ahşapta ahşap | 0,5 | 0,3 |
| Kuru çelikte çelik | 0,6 | 0,3 |
| Buzda ayakkabı | 0,1 | 0,05 |
| Çelikte teflon | 0,04 | 0,04 |
Yaklaşık değerler, OpenStax University Physics, Cilt 1, Tablo 6.1'den alınmıştır. Gerçek katsayılar yüzeyin durumuna göre değişir.
Sık Yapılan Hatalar
- Net kuvvet yerine tek bir kuvveti kullanmak. F = ma'da F, tüm kuvvetlerin vektör toplamıdır. 50 N'luk bir itme ile 50 N'luk sürtünme sıfır ivme verir.
- Kütle ile ağırlığı karıştırmak. Kütle kilogram cinsindendir ve değişmez; ağırlık newton cinsinden bir kuvvettir ve g'ye bağlıdır. Kilogram gösteren bir terazi aslında ağırlığı ölçer ve bunu g'ye bölerek kütleyi verir.
- Eğik bir yüzeyde ya da açıyla çekilirken normal kuvveti ağırlık sanmak. Normal kuvvet bu durumda mg'den farklıdır; rampalar için Eğik Düzlem Hesaplayıcı kullanın.
- μ'yü tek bir cismin özelliği sanmak. Katsayı, bir yüzey çiftine aittir.
Sık sorulan sorular
- Kuvvet nasıl hesaplanır?
- Kütleyi ivmeyle çarpın: F = ma. İvmesi 3 m/s² olan 5 kg'lık bir cisim 15 N'luk bir net kuvvet gerektirir. Birden çok kuvvet etki ediyorsa, önce bunları vektör olarak toplayın ve elde edilen net kuvveti kullanın.
- Newton nedir?
- Bir newton, 1 kg'lık bir kütleye 1 m/s² ivme veren kuvvettir; yani 1 N = 1 kg·m/s². Dünya yüzeyine yakın, yaklaşık 100 g'lık küçük bir elmanın ağırlığı kadardır.
- Kütle ile ağırlık arasındaki fark nedir?
- Kütle, bir cismin ne kadar madde içerdiğini ölçer ve her yerde aynıdır. Ağırlık, o kütleye etki eden yerçekimi kuvvetidir, W = mg; bu yüzden konuma göre değişir. Aynı 70 kg'lık insan Dünya'da yaklaşık 686,5 N, Ay'da ise 113,4 N ağırlığındadır.
- Birden çok kuvvetten net kuvveti nasıl bulursunuz?
- Her kuvveti x ve y bileşenlerine ayırın (F cos θ ve F sin θ), tüm x bileşenlerini ve tüm y bileşenlerini toplayın, sonra iki toplamı Pisagor teoremiyle birleştirin. Yön, ΣFy'nin ΣFx'e oranının atan2 değeridir.
- Sıfır net kuvvet ne anlama gelir?
- Cisim dengededir: durgun kalır ya da sabit hızla hareket eder. Sıfır net kuvvet, hiç kuvvet etki etmediği anlamına gelmez; yalnızca kuvvetlerin birbirini götürdüğü anlamına gelir. Hesaplayıcı bu durumu açıkça bildirir.
- Pound-kuvvetini newtona nasıl çevirirsiniz?
- 4,448222 ile çarpın: 1 lbf, standart yerçekiminde bir pound (0,45359237 kg) kütlenin ağırlığıdır: 0,45359237 kg × 9,80665 m/s². Bir kilogram-kuvvet tam olarak 9,80665 N'dur. Birim menüleri bu dönüşümleri sizin yerinize yapar.