حاسبة القوة

ينص قانون نيوتن الثاني على أن القوة تساوي الكتلة مضروبة في التسارع (F = ma). لحساب القوة، اضرب كتلة الجسم بالكيلوغرام في تسارعه بالمتر لكل ثانية مربعة. مثال: جسم كتلته 10 كغ يتسارع بمقدار 5 م/ث² يتعرض لقوة 50 نيوتن. هذا القانون الأساسي يفسر كيف تستجيب الأجسام للقوى المطبقة.

وحدة القوة في النظام الدولي هي النيوتن (N)، حيث 1 N = 1 كغ·م/ث². وحدات أخرى شائعة: رطل-قوة (lbf) مستخدمة في أمريكا (1 lbf ≈ 4.448 N)، داين مستخدمة في نظام CGS (1 داين = 0.00001 N)، وكيلوغرام-قوة (kgf) مستخدمة بشكل غير رسمي (1 kgf = 9.807 N). النيوتن سُمي على اسم السير إسحاق نيوتن.

أعد ترتيب F = ma لحل المجهول. للكتلة: m = F/a (اقسم القوة على التسارع). للتسارع: a = F/m (اقسم القوة على الكتلة). مثال: إذا طُبقت 100 N لإنتاج تسارع 5 م/ث²، فإن الكتلة هي 100 ÷ 5 = 20 كغ. هذه التحويلات ضرورية لحل مسائل الفيزياء.

حسابات القوة تُطبق في كل مكان: فرملة السيارة—سيارة كتلتها 1500 كغ تتباطأ بمقدار 8 م/ث² تحتاج 12,000 N من قوة الفرملة. دفع الصاروخ—يجب أن يتجاوز الدفع الوزن للإقلاع. الرياضة—مضرب التنس يُمارس ~300 N على الكرة أثناء الإرسال. الهندسة—الجسور يجب أن تتحمل قوى الحمل المحسوبة.

الكتلة هي كمية المادة في الجسم (تُقاس بالكيلوغرام)، وتبقى ثابتة في كل مكان. الوزن هو قوة الجاذبية على الجسم (يُقاس بالنيوتن)، ويتغير مع الجاذبية. على الأرض، الوزن = الكتلة × 9.8 م/ث². شخص كتلته 70 كغ يزن ~686 N على الأرض لكن فقط ~114 N على القمر (حيث g ≈ 1.62 م/ث²)، بينما تبقى كتلته 70 كغ.