Rechner für Newtons zweites Gesetz

Newtons zweites Gesetz verbindet resultierende Kraft, Masse und Beschleunigung durch die kurze Gleichung F gleich m mal a. Die Beschleunigung eines Objekts ist direkt proportional zur resultierenden äußeren Kraft und umgekehrt proportional zur Masse. Sie zeigt in dieselbe Richtung wie die Gesamtkraft. Dieser Zusammenhang bildet die Grundlage der klassischen Dynamik und dient zur Vorhersage von Bewegungen bei Fahrzeugen, Maschinen, Bauwerken, Sport, Laborversuchen und unzähligen Alltagssituationen. Kraft wird im SI-System in Newton gemessen. Ein Newton ist die Kraft, die ein Kilogramm in jeder Sekunde um einen Meter pro Sekunde beschleunigt. Die Masse in Kilogramm beschreibt die Trägheit, also den Widerstand gegen Beschleunigung. Beschleunigung wird in Metern pro Sekunde zum Quadrat gemessen und beschreibt, wie schnell sich die Geschwindigkeit ändert. Sind zwei Größen bekannt, lässt sich die Gleichung umstellen: Kraft ist Masse mal Beschleunigung, Masse ist Kraft durch Beschleunigung und Beschleunigung ist Kraft durch Masse. Die Kraft in diesem Gesetz ist die resultierende Kraft, nicht unbedingt eine einzelne Zug- oder Schubkraft. Zuerst müssen alle äußeren Kraftvektoren mit Vorzeichen und Richtungen kombiniert werden. Ein Automotor kann eine Antriebskraft nach vorn erzeugen, während Luft- und Rollwiderstand nach hinten wirken; nur ihre Differenz beschleunigt das Auto. Ebenso gleichen sich bei einem Objekt auf einem Tisch die nach unten gerichtete Gewichtskraft und die nach oben gerichtete Normalkraft aus, sodass die vertikale Beschleunigung null ist. Gesamtkraft null erfordert nicht Geschwindigkeit null, sondern bedeutet konstante Geschwindigkeit. Dieser Rechner verwendet vorzeichenbehaftete Zahlen. Eine negative Kraft kann daher die Gegenrichtung zur gewählten positiven Achse darstellen und eine negative Beschleunigung ergeben. Die Masse sollte positiv bleiben. Das Modell setzt konstante Masse und ein Inertialsystem voraus. Systeme veränderlicher Masse wie Raketen benötigen eine Impulsanalyse; Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit erfordern relativistische Mechanik. Rotierende starre Körper benötigen zusätzlich die Winkelbeziehung mit Drehmoment und Trägheitsmoment. Für gewöhnliche Translation bei Alltagsgeschwindigkeiten verbindet Newtons zweites Gesetz Ursache und Bewegung jedoch klar und sehr genau. Verwenden Sie einheitliche SI-Einheiten oder rechnen Sie Werte vorab um.