Cómo medir la fuerza

La fuerza es un concepto importante de la física y se define como un factor que cambia la velocidad de un objeto o su dirección de movimiento o rotación. Una fuerza puede acelerar los objetos tirando de ellos o empujándolos. La relación entre la fuerza, la masa y la aceleración ha sido definido por Isaac Newton en su segunda ley de movimiento, que establece que la fuerza de un objeto es el producto de su masa y la aceleración. Si quieres saber cómo medir la fuerza, solo sigue estos pasos.

Método 1

Mida la fuerza
Imagen titulada Measure Force Step 1
1
Aprende la relación entre fuerza, masa y aceleración. La fuerza de un objeto es simplemente el producto de su masa debido a su aceleración. Esta relación se puede definir con la siguiente fórmula: fuerza = masa x aceleración. Aquí hay algunas otras cosas a tener en cuenta acerca de cómo se mide la fuerza:
  • La unidad estándar para la masa es kilogramos (kg).
  • La unidad estándar para la aceleración es m / s2.
  • La unidad estándar para la fuerza es el newton (N). Newton es una unidad derivada estándar. 1N = 1 kg x 1 m / s2.
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    Mida la masa de un objeto dado. La masa de un objeto es la cantidad de materia que contiene. La masa de un objeto nunca cambia, no importa en qué planeta estés mientras el peso varía según la fuerza de la gravedad, la masa es la misma en la Tierra y en la Luna. En el sistema métrico, la masa se puede expresar en gramos o kilogramos. Supongamos que estamos lidiando con un problema en un camión que tiene una masa de 1000 kg.
  • Para encontrar la masa de un determinado objeto, debe colocarlo en la barra o en la escala de dos placas. De esta forma puedes calcular la masa en kilogramos o gramos.
  • En el sistema inglés, la masa se puede expresar en libras. Como la fuerza también se puede expresar con la misma unidad, el término "libra-masa" se ha acuñado para distinguir su uso. Sin embargo, si encuentra la masa de un objeto usando las libras en el sistema inglés, es mejor convertirlo en un sistema métrico. Si conoce la masa de un objeto en libras, simplemente conviértala en kilogramos por 0.45.
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    3
    Mida la aceleración del objeto. En física, la aceleración se define como una variación en la velocidad, es decir, una velocidad en una dirección dada en la unidad de tiempo. Además de la definición común de aceleración como un aumento en la velocidad, puede significar que un objeto se está desacelerando o cambiando de dirección. Al igual que la velocidad, que se puede medir con un tacómetro, la aceleración se mide con un acelerómetro. Supongamos que el camión masivo 1000 kg se acelera 3 m / s2.
  • En el sistema métrico, la velocidad se expresa en centímetros por segundo o metros por segundo, mientras que la aceleración se expresa en centímetros por segundo por segundo (centímetros por segundo cuadrado) o metros por segundo por segundo (metros por segundo cuadrado).
  • En el sistema inglés, una forma de expresar la velocidad es pies por segundo, por lo que la aceleración se puede expresar en pies en el segundo cuadrado.
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    4
    Multiplica la masa del objeto por su aceleración. Este es el valor de la fuerza. Simplemente ingrese los números conocidos en la ecuación y encuentre la fuerza del objeto. Recuerde indicar su respuesta en newton (N).
  • Fuerza = masa x aceleración
  • Fuerza = 1000 kg x 3 m / s2
  • Fuerza = 3.000 N
  • Método 2

    Conceptos avanzados
    Imagen titulada Measure Force Step 5
    1
    Puede encontrar la masa si conoce la fuerza y ​​la aceleración, simplemente insertándolas en la misma fórmula. He aquí cómo:
    • Fuerza = masa x aceleración
    • 3 N = masa x 3 m / s2
    • Masa = 3 N / 3 m / s2
    • Masa = 1 kg
  • Imagen titulada Measure Force Step 6
    2
    Encuentra la aceleración si conoces la fuerza y ​​la masa de un objeto, simplemente insertándolas en la misma fórmula. He aquí cómo:
  • Fuerza = masa x aceleración
  • 10 N = 2 kg x Aceleración
  • Aceleración = 10 N / 2 kg
  • Aceleración = 5 m / s2
  • Imagen titulada Measure Force Step 7
    3
    Encuentra la aceleración de un objeto. Si quieres encontrar la fuerza de un objeto, primero debes calcular su aceleración y conocer su masa. Todo lo que tienes que hacer es usar la fórmula para encontrar la aceleración de un objeto. La fórmula es Aceleración = (Velocidad final - Velocidad inicial) / Tiempo.
  • Ejemplo: Un corredor alcanza una velocidad de 6 m / s en 10 segundos. ¿Cuál es su aceleración?
  • La velocidad final es de 6 m / s. La velocidad inicial es 0 m / s. El tiempo es 10 s.
  • Aceleración = (6 m / s - 0 m / s) / 10 s = 6/10 s = 0.6 m / s2
  • consejos

    • Tenga en cuenta que la relación entre fuerza, masa y aceleración significa que un objeto con baja masa y alta aceleración puede tener la misma fuerza que un objeto con gran masa y baja aceleración.
    • Las fuerzas pueden tener nombres especiales según cómo se comportan en un objeto. Una fuerza que causa la aceleración positiva de un objeto se llama "empujar", mientras que si causa una desaceleración se denomina "frenado". Una fuerza que cambia la forma en que un objeto gira alrededor de su eje se llama un "par".
    • El peso es la expresión de una masa sujeta a la aceleración de la gravedad. En la superficie de la Tierra, esta aceleración es de aproximadamente 9.8 metros por segundo al cuadrado (9.8665) o 32 pies por segundo al cuadrado (32.174). Por lo tanto, en el sistema métrico, una masa de 100 kg pesa aproximadamente 980 N y 100 gramos pesa alrededor de 0,98 N. En el sistema de Inglés, la masa y el peso puede ser expresada en las mismas unidades de medida y, a continuación 100 libras de masa (libbra- masa) pesa 100 libras (libra-fuerza). Debido a que una escala de resorte mide la fuerza de la gravedad en un objeto, realmente mide el peso, no la masa. En el uso común, no hay distinción, siempre y cuando la única gravedad en cuestión sea la de la superficie de la Tierra.
    • Por lo tanto, una masa de 640 libras-masa acelerada por 5 pies cuadrados por segundo ejerce una fuerza aproximada de 640 x 5/32, es decir, 100 libras-fuerza.
    • La masa se puede expresar en babosa, que es igual a 32.174 libras-masa. Una babosa es la cantidad de masa que 1 libra-fuerza puede acelerar en 1 pie por segundo cuadrado. Cuando la masa de la babosa se multiplica por la aceleración en metros por segundo cuadrado, la constante de conversión no se utiliza.
    • Una masa de 20 gramos que acelera por 5 centímetros por segundo cuadrado lleva una fuerza de 20 x 5 = 100 gramos-centímetros por segundo cuadrado. El centímetro gramo por segundo cuadrado se llama dina.
    • Divida el resultado por una constante de conversión si trabaja con unidades inglesas. Como mencionamos anteriormente, "libra" puede ser una unidad de masa y fuerza en el sistema inglés; cuando se usa como unidad de fuerza, se llama "libra fuerza". La constante de conversión es 32.174 lb / ft por libra fuerza por segundo cuadrado - 32.174 es el valor de la aceleración de la gravedad de la Tierra en metros por segundo cuadrado. Para simplificar los cálculos, podemos redondear a un valor de 32.
    • Una masa de 150 kg que acelera a 10 metros por segundo cuadrado ejerce una fuerza de 150 x 10 = 1.500 kg-metros por segundo cuadrado. Un kilogramo de metro por segundo cuadrado se llama newton.

    Cosas que necesitarás

    • Escala simple o de primavera
    • acelerómetro
    • Lápiz y papel o calculadora
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