Cómo se acelera una masa es una pregunta interesante. Cuando se aplica una fuerza a un objeto, el momento de ese objeto cambia y también (a veces, como se explica a continuación) su energía cinética. Para esta pregunta, me enfocaré principalmente en cómo una fuerza afecta la energía cinética.
A bajas velocidades y energías, todas las fuerzas que actúan sobre un objeto son iguales a la masa de ese objeto multiplicada por su aceleración (llamada segunda ley de Newton). La relación entre fuerza y energía puede derivarse de la segunda ley mencionada anteriormente:
Entonces tenemos primero F = ma (la segunda ley de Newton) donde F es fuerza, m es masa y a es aceleración. Cabe señalar que las letras en negrita son vectores, lo que significa que tienen magnitud y dirección.
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Esto puede reescribirse más generalmente como F = (dp / dt) donde p es el momento y dp / dt implica un cambio en el momento con respecto a un cambio en el tiempo. El momento, p, sin embargo, está relacionado con la energía cinética, KE, por la ecuación KE = psq. / 2m. Entonces, un cambio en el momento corresponde a un cambio en la energía cinética.
Esta es la esencia de la segunda ley de Newton: la aplicación de una fuerza a una masa cambia el impulso de esa masa. Una aceleración solo representa este cambio en el momento para un objeto que tiene una masa constante.
Las unidades newtons y julios se pueden conectar directamente. Para una masa bajo una fuerza constante, F
.
Δx = ΔKE donde el Δ es el símbolo de cambio y el “.” Significa que solo la parte de F que está en la misma dirección que x debe multiplicarse. Entonces, mover un objeto una distancia x con una fuerza F cambia la energía cinética de una manera matemáticamente directa.
Esta descripción de fuerzas, masas y energías es un poco simplista. y tener más información sobre derivaciones de energía cinética y cómo se relaciona con la fuerza. El artículo de Wikipedia tiene cierto rigor matemático, pero ambos son muy informativos.
Espero que esto haya respondido a su pregunta y haya despertado su interés.
