Laske kokonaisvoima ja kiihtyvyys Newtonin toisella lailla ΣF = m·a, kun kappaleeseen vaikuttaa useampi voima.
Syötä massa, liikkeen suuntainen voima ja sitä vastustava voima (esim. kitka). Laskuri laskee kokonaisvoiman ja kiihtyvyyden kaavalla ΣF = m·a.
Voit myös ratkaista kiihtyvyyden suoraan: jätä vastustava voima tyhjäksi tai nollaksi, jos liikettä ei vastusteta.
Tällä laskurilla sovellat Newtonin toista lakia tilanteessa, jossa kappaleeseen vaikuttaa useampi voima. Anna massa ja liikkeen suuntainen voima sekä sitä vastustava voima, niin laskuri laskee kokonaisvoiman ja kiihtyvyyden. Voit myös ratkaista massan tai voiman, kun kaksi muuta suuretta tunnetaan. Laskuri havainnollistaa, että vain voimien yhteisvaikutus eli nettovoima aiheuttaa kiihtyvyyttä.
Newtonin toinen laki yhdistää voiman, massan ja kiihtyvyyden. Se sanoo, että kappaleeseen vaikuttava kokonaisvoima saa sen kiihtymään:
ΣF = m · a
Tässä ΣF on kokonaisvoima (kaikkien voimien summa), m massa ja a kiihtyvyys. Mitä suurempi kokonaisvoima, sitä suurempi kiihtyvyys – ja mitä suurempi massa, sitä pienempi kiihtyvyys samalla voimalla.
Kappaleeseen vaikuttaa usein monta voimaa yhtä aikaa: veto, kitka, ilmanvastus, painovoima. Kiihtyvyyden ratkaisee näiden yhteisvaikutus eli kokonaisvoima. Yksiulotteisessa liikkeessä:
ΣF = Fveto − Fvastus
Samaan suuntaan vaikuttavat voimat lasketaan yhteen ja vastakkaiset vähennetään. Vain jäljelle jäävä nettovoima kiihdyttää kappaletta.
Sama laki voidaan ratkaista kolmen suureen suhteen:
ΣF = m · a a = ΣF / m m = ΣF / a
Anna mitkä tahansa kaksi suuretta, niin kolmas ratkeaa. Tämä tekee laista monikäyttöisen työkalun erilaisiin mekaniikan tehtäviin.
Laatikkoa, jonka massa on m = 100 kg, vedetään vaakatasossa voimalla Fveto = 500 N. Kitka vastustaa liikettä voimalla Fkitka = 200 N. Lasketaan kiihtyvyys:
Laatikko kiihtyy siis 3 m/s², vaikka vetovoima on 500 N – kitka ”syö” osan voimasta.
Polkupyöräilijä ja pyörä painavat yhteensä m = 85 kg. Polkija tuottaa eteenpäin vievän voiman 180 N, ja ilmanvastus sekä vierintävastus vastustavat yhteensä 40 N voimalla:
Kun nopeus kasvaa, ilmanvastus suurenee, jolloin nettovoima ja kiihtyvyys pienenevät – lopulta nopeus tasaantuu.
Newtonin toinen laki on lukion fysiikan mekaniikan (esim. FY1 ja FY2) keskeisin laki. Se yhdistää kinematiikan ja dynamiikan: liikkeen kuvaamisen ja sen syyt. Voimien yhteenlaskeminen kokonaisvoimaksi on perustaito, jota tarvitaan kaikissa voimatehtävissä. Newtonin ensimmäinen laki on tämän lain erikoistapaus, jossa kokonaisvoima ja kiihtyvyys ovat nollia.