力と加速度

Aug 28 2020

それは私が何年も前に物理学を勉強していたときに私が持っていた基本的な質問です、

したがって、加速度には2つの方程式があります

$$a=\frac{F}{m}$$

そして

$$a=\frac{\text{d}v}{\text{d}t}$$

したがって、最初の方程式では、壁を押している場合、壁には加速度があります。

しかし、2番目の方程式に従うと、速度は距離に比例し、壁が1インチ移動していないため、加速度はゼロになります。

これは実際にはどういう意味ですか?

回答

8 Swike Aug 28 2020 at 21:01

どちらも完全に互換性があり、確かに一貫性があります。壁が床に固定されている場合、壁に力を加えます。$F$、固定地面から壁に来る等しく反対の力によって打ち消されます $-F$。これはニュートンの第3法則です。で注意することが重要です$F = ma$(ニュートンの第2法則)力は実際には問題のオブジェクトに適用されるすべての力の合計であり、加速は実際には各力によって与えられる加速の合計です。大きな力を入力として持つことができますが、反力が同じオブジェクトに作用するように相互作用が設定されている場合(壁を床に固定することにより)、2つの力と同じように両方の加速がキャンセルされます。 (入力力と壁の床の応答)がキャンセルされます。

壁が床に固定されていないシナリオはどうですか?ええと、あなたが何らかの力を持っているなら、それはまったく真実ではありません$F$、あなたはいくつかの加速に気付くでしょう $a = F/m$。それは物体の質量が$m$巨大かもしれません。質量が大きい場合、力によって小さな加速が発生し、検出できない場合もあります。加速がどのように見えるかを完全に理解したい場合は、力だけでなく、オブジェクトの慣性(運動に対する抵抗)を考慮する必要があります($a = F/m$ 両方に依存します $F$ そしてその $m$)。

4 Philip Aug 28 2020 at 21:14

ここで他の正解に追加するには、それを指摘することも役立つと思います

$$\mathbf{a} = \frac{\mathbf{F}}{m}$$動的方程式です。外力があるときに体の加速度がどのように発生するかを説明します$\mathbf{F}$。ただし、方程式$$\mathbf{a} = \frac{\text{d}\mathbf{v}}{\text{d}t}$$

運動学的方程式です。これは、この課せられた加速度によって体が瞬間速度をどのように変化させるかを説明しています。

運動学的方程式は常に真であり、それはまさに加速度の定義です。力学式は真であるため、ニュートンの第二法則の。この法律が適用されない状況では、それは真実ではありません。

ただし、この場合、ニュートンの第2法則は確かに成り立ちますが、他の回答が指摘しているように、壁にかかる正味の力はゼロであるため、加速度がなく、その結果、速度は変化しません。