La force est un terme physique défini comme une influence qui amène un objet à changer sa vitesse ou la direction de son mouvement ou de sa rotation. Les forces peuvent accélérer les objets en tirant ou en poussant. La relation entre la force, la masse et l'accélération a été définie par Isaac Newton dans la 2e loi de Newton, 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.
Étape
Méthode 1 sur 2: Mesure de la force
Étape 1. Comprendre 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 d'autres éléments à prendre en compte lors de la mesure de la force:
- L'unité standard de masse est le kilogramme (kg).
- L'unité standard pour l'accélération est le m/s2.
- L'unité standard de la force est le newton (N). Newton est une unité dérivée. 1N = 1kg x 1m/s2.
Étape 2. Mesurez la masse de l'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 varie en fonction de l'attraction gravitationnelle. Votre masse sur Terre et sur la Lune est la même. Dans le système métrique, la masse peut être écrite en grammes ou en kilogrammes. Supposons que l'objet que nous utilisons est un camion avec une masse 1000 kg.
- Pour trouver la masse d'un objet donné, placez-le sur une balance triple ou double. Cette balance mesurera la masse en kilogrammes ou en grammes.
- Dans le système impérial, la masse peut être exprimée en livres (livres). Puisque la force peut également être exprimée dans ces unités, le terme « livre-masse » a été inventé pour distinguer son utilisation. Cependant, si vous trouvez la masse d'un objet exprimée en livres, multipliez-la simplement par 0,45 pour trouver la valeur en kilogrammes.
Étape 3. Mesurez l'accélération de l'objet
En physique, l'accélération est définie comme le changement de vitesse, qui est défini comme la vitesse dans une direction donnée, par unité de temps. En plus d'être accélérée, l'accélération peut également être définie comme une décélération ou un changement de direction. Tout comme la vitesse peut être mesurée avec un compteur de vitesse, l'accélération peut également être mesurée avec un accéléromètre. Soit l'accélération du camion avec la masse 1000 kilogrammes est 3 m/s2.
- Dans le système métrique, la vitesse est écrite en centimètres par seconde ou en mètres par seconde, et l'accélération est écrite 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 impérial, une façon d'exprimer la vitesse est le pied par seconde. Ainsi, l'accélération peut également être exprimée en unités de pieds par seconde au carré.
Étape 4. Multipliez la masse de l'objet par son accélération
Le résultat est une valeur de style. Il suffit de brancher les nombres qui ont été obtenus dans l'équation et vous connaîtrez la force d'un objet. N'oubliez pas d'écrire votre réponse en netwon (N).
- Force = Masse x Accélération
- Force = 1000 kg x 3m/s2
- Force = 3000N
Méthode 2 sur 2: Concepts plus compliqués
Étape 1. Trouvez la masse si vous connaissez la force et l'accélération
Si vous connaissez la force et l'accélération d'un objet, il suffit de brancher les valeurs dans la même formule pour trouver la masse de l'objet. Voici comment procéder:
- Force = Masse x Accélération
- 3N = Masse x 3m/s2
- Masse = 3N/3m/s2
- Masse = 1kg
Étape 2. Trouvez l'accélération si vous connaissez la force et la masse
Si vous connaissez la force et la masse d'un objet, il suffit de brancher les valeurs dans la même formule pour trouver l'accélération de l'objet. Voici comment procéder:
- Force = Masse x Accélération
- 10N = 2 kg x accélération
- Accélération = 10N/2kg
- Accélération = 5m/s2
Étape 3. Trouvez l'accélération d'un objet
Si vous voulez connaître 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 une formule pour trouver l'accélération d'un objet. La formule est (Accélération = Vitesse Finale – Vitesse Initiale)/Temps.
- Exemple: Un coureur a une vitesse de 6 m/2 en 10 secondes. Quelle est l'accélération ?
- La vitesse finale est de 6 m/s. Sa vitesse initiale est de 0 m/s. Le temps est de 10 s.
- Accélération = (6 m/s - 0 m/s)/10s = 6/10s = 0,6m/s2
Des astuces
- La masse peut également être écrite en limaces, une limace étant égale à 32 174 livres de masse. Un laitier est la quantité de masse qui peut être accélérée par 1 livre de force par une accélération de 1 pied par seconde au carré. Lors de la multiplication de la masse des limaces par l'accélération en pieds par seconde au carré, la constante de conversion n'est pas utilisée.
- Ainsi, une masse de 640 livres accélérant à 5 pieds par seconde au carré a une force approximative de 640 fois 5 divisée par 32 ou 100 livres de force.
- Le poids est la masse affectée par l'accélération due à la gravité. À la surface de la Terre, l'accélération est d'environ 9,8 mètres par seconde au carré (9,8065) ou 32 pieds par seconde au carré (32, 174). Ainsi, dans le système métrique, une masse de 100 kg équivaut à 980 newtons, et une masse de 100 grammes équivaut à 980 dynes. Dans le système britannique, la masse et le poids peuvent être écrits dans les mêmes unités, de sorte que 100 livres de masse pèsent 100 livres (100 livres de force). Puisqu'une balance à ressort mesure l'attraction de la gravité sur un objet, elle mesure en fait le poids, pas la masse. (Dans l'utilisation quotidienne, il n'y a pas de différence, tant que la gravité est appliquée à la surface de la Terre.)
- Divisez le résultat par la constante de conversion si vous utilisez des unités anglaises. Comme indiqué ci-dessus, la livre peut être une unité de masse ou de force dans le système britannique; lorsqu'elle est utilisée comme unité de force, la livre est appelée livre de force. La constante de conversion est de 32,174 livres-pieds par livre de force au deuxième carré; 32, 174 est la valeur de l'accélération due à la gravité terrestre en pieds par seconde au carré. (Pour simplifier le calcul, nous arrondirons la valeur à 32.)
- Notez que la relation entre la force, la masse et l'accélération signifie qu'un objet avec une petite masse et une grande accélération peut avoir la même force qu'un objet avec une grande masse et une petite accélération.
- Une masse de 150 kilogrammes avec une accélération de 10 mètres par seconde au carré a une force de 150 fois 10, ou 1500 kilogrammes de mètres par seconde au carré. (Un kilogramme par seconde au carré s'appelle un newton.)
- Les styles peuvent avoir des noms spéciaux en fonction de leur effet sur un objet. La force qui fait accélérer un objet s'appelle une poussée, tandis que la force qui fait ralentir un objet est une traction. La force qui modifie le sens de rotation d'un objet tournant autour de son axe est appelée couple.
- Une masse de 20 grammes avec une accélération de 5 cm par seconde au carré a une force de 20 fois 5, soit 100 grammes de centimètres par seconde au carré. (Un gramme centimètre par seconde au carré est appelé un dyne.)
