Bạn có thể ngạc nhiên khi biết rằng Newton không phải là thiên tài đứng sau định luật quán tính. Nhưng chính Newton đã viết rằng ông có thể nhìn xa chỉ vì ông đứng trên "vai của Người khổng lồ." Và nhìn thấy xa anh ấy đã làm. Mặc dù định luật quán tính xác định các lực là các hành động cần thiết để dừng hoặc bắt đầu chuyển động, nó không định lượng được các lực đó. Định luật thứ hai của Newton cung cấp liên kết bị thiếu bằng cách liên hệ lực với gia tốc. Đây là những gì nó nói:
Về mặt kỹ thuật, Newton đánh đồng lực với sự thay đổi vi sai của động lượng trên một đơn vị thời gian. Động lượng là một đặc tính của một vật chuyển động được xác định bằng tích của khối lượng và vận tốc của vật đó. Để xác định sự thay đổi vi phân của động lượng trên một đơn vị thời gian, Newton đã phát triển một loại toán học mới - phép tính vi phân. Phương trình ban đầu của anh ấy trông giống như sau:
F = (m) (Δv / Δt)
nơi các ký hiệu delta biểu thị sự thay đổi. Vì gia tốc được định nghĩa là sự thay đổi tức thời của vận tốc trong một khoảng thời gian (Δv / Δt), nên phương trình thường được viết lại như sau:
F = ma
Dạng phương trình của định luật II Newton cho phép chúng ta xác định một đơn vị đo của lực. Vì đơn vị tiêu chuẩn của khối lượng là kilôgam (kg) và đơn vị tiêu chuẩn của gia tốc là mét trên giây bình phương (m / s2) nên đơn vị của lực phải là tích của hai - (kg) (m / s2) . Điều này hơi khó xử, vì vậy các nhà khoa học đã quyết định sử dụng Newton làm đơn vị chính thức của lực. Một Newton, hay N, tương đương với 1 kilôgam mét trên giây bình phương. Có 4,448 N trong 1 pound.
Vậy bạn có thể làm gì với định luật thứ hai của Newton? Hóa ra, F = ma cho phép bạn định lượng chuyển động của mọi loại. Ví dụ, giả sử bạn muốn tính gia tốc của con chó kéo xe được trình bày bên dưới.
Bây giờ, giả sử rằng khối lượng của chiếc xe trượt tuyết ở mức 50 kg và một con chó khác được thêm vào đội. Nếu giả sử con chó thứ hai kéo với cùng lực với con thứ nhất (100 N) thì tổng lực sẽ là 200 N và gia tốc là 4 m / s2.
Cuối cùng, hãy tưởng tượng rằng một đội chó thứ hai được gắn vào xe trượt tuyết để nó có thể kéo theo hướng ngược lại.
Điều này rất quan trọng vì định luật thứ hai của Newton liên quan đến các lực ròng. Chúng ta có thể viết lại định luật để nói: Khi một lực thuần tác dụng lên một vật, vật đó sẽ tăng tốc theo hướng của lực thuần. Bây giờ, hãy tưởng tượng rằng một trong những con chó bên trái thoát ra và bỏ chạy. Đột nhiên lực kéo sang phải lớn hơn lực kéo sang trái nên xe trượt tăng tốc sang phải.
Điều không quá rõ ràng trong các ví dụ của chúng tôi là chiếc xe trượt tuyết cũng đang tác dụng một lực lên những con chó. Nói cách khác, tất cả các lực tác động theo cặp. Đây là định luật thứ ba của Newton - và là chủ đề của phần tiếp theo.
