Калькулятор силы

Рассчитайте равнодействующую силу по массе и ускорению, используя второй закон Ньютона.

Рассчитать силу
Введите массу в килограммах и ускорение со знаком в метрах на секунду в квадрате.

О силе и втором законе Ньютона

Сила описывает взаимодействие, которое изменяет импульс тела. Для тела постоянной массы в инерциальной системе отсчёта второй закон Ньютона сводится к равенству: равнодействующая сила равна массе, умноженной на ускорение. Калькулятор принимает массу в килограммах и ускорение в метрах на секунду в квадрате, затем показывает силу в ньютонах, килоньютонах и фунтах силы. Один ньютон — это в точности сила, необходимая для ускорения одного килограмма на один метр на секунду в квадрате. Полученное значение — равнодействующая, то есть векторная сумма всех внешних сил вдоль выбранного направления. Она не обязательно равна величине отдельного толкающего или тянущего усилия. Например, если трение препятствует движению, приложенная сила должна преодолеть его и дополнительно обеспечить равнодействующую, необходимую для ускорения. Схема сил помогает выделить силу тяжести, нормальную реакцию, натяжение, сопротивление, тягу и контактные силы до применения уравнения. Соблюдайте единое положительное направление: отрицательное ускорение даёт отрицательную составляющую силы, указывающую на противоположное направление. Масса и вес связаны, но различаются. Масса характеризует инерцию и при смене места практически не меняется. В используемом здесь смысле вес — это гравитационная сила, действующая на данную массу, равная произведению массы на местное ускорение свободного падения. При стандартной земной гравитации ускорение составляет примерно 9.80665 метра на секунду в квадрате, но немного меняется с высотой и широтой. Напольные весы часто показывают эквивалентную массу, хотя их чувствительный элемент реагирует на силу. Простое произведение подходит при постоянной массе и ускорении, определённом в инерциальной системе. Системы переменной массы, например ракеты, требуют учёта потока импульса, а движение вблизи скорости света — релятивистской механики. Во вращающихся или ускоряющихся системах отсчёта могут появляться силы инерции. Инструмент полезен для задач по механике, оценки движения, проверки выбора приводов и перевода единиц, но реальный проект должен учитывать направление нагрузки, динамические пики, трение, удар, усталость и коэффициенты запаса. Для подъёмных устройств, конструкций, транспорта и машин проверяйте все случаи нагружения и применимые инженерные нормы, а не подбирайте оборудование по одному идеальному значению равнодействующей.

Примеры расчёта силы

Масса и ускорениеРавнодействующая силаУсловия примера
10 kg при 5 m/s²50 NПростое горизонтальное ускорение
75 kg при 9.80665 m/s²735.499 NВеличина веса при стандартной земной гравитации
1,200 kg при 2.5 m/s²3,000 NОценка равнодействующей для автомобиля

Как рассчитать силу

  1. Выберите положительное направление и определите массу тела в килограммах.
  2. Найдите составляющую ускорения в метрах на секунду в квадрате.
  3. Введите оба значения и нажмите «Рассчитать силу».
  4. Определите направление по знаку и выберите нужную единицу результата.

Часто задаваемые вопросы

Какую формулу использует калькулятор силы?

Второй закон Ньютона в форме: сила равна массе, умноженной на ускорение. Эта форма применима к постоянной массе в инерциальной системе отсчёта.

Что такое один ньютон?

Один ньютон равен одному килограмм-метру на секунду в квадрате. Это сила, сообщающая массе один килограмм ускорение один метр на секунду в квадрате.

Сила — то же самое, что вес?

В используемом здесь смысле вес — конкретная сила, вызванная гравитацией, а сила является более общей физической величиной. Вес равен массе, умноженной на местное ускорение свободного падения.

Может ли ускорение быть отрицательным?

Да. Отрицательное значение означает, что ускорение направлено противоположно выбранному положительному направлению. Рассчитанная составляющая силы имеет тот же знак.

Рассчитывается приложенная сила или равнодействующая?

Прямое произведение массы и ускорения даёт равнодействующую. Чтобы найти отдельную приложенную силу, включите все остальные силы в уравнение по схеме сил и найдите неизвестную.