如何测量力

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测量力的大小

高级概念

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力是物理用语，用来表示一种对物体的影响，这种影响会导致物体运动速率或方向改变。力可以通过拉或推的形式给物体一定的加速度。力、质量、加速度的关系，牛顿在他的运动学第二定律就表示出来了。这个定律说明，施加在一个物体上的力的大小，等于其质量和加速度的乘积。想知道如何测量力，下面教你。

步骤

方法 1

方法 1 的 2:

测量力的大小

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   理解力、质量和加速度之间的关系。物体上的一个力，就是质量和加速度的成绩。可以用下列公式力 = 质量 x 加速度 来表示。下面有一些其他需要记住的东西：

   • 标准质量单位是千克(kg)。
   • 标准加速度的单位是m/s² 。
   • 标准的力的单位是牛顿 (N)，是个后来衍生出来的新标准量： 1N = 1 kg x 1m/s²。
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   测量某物体的质量。物体质量即含物质的量，永远不变，不会因为物体到了其他星球而变。重量会随着重力而改变，但质量在地球和在月球是一致的。在公制单位系统中，质量可以用克或千克来表示。假设一辆卡车的质量是 1000 kg。

   • 要找出质量，就放在三臂天平或托盘天平上，测出克或千克的质量。
   • 在英制系统中，可以用磅来表示力。因为磅是用来表示力的，所以又出现了“磅质量”的单位。不过如果你用英制单位的磅来表示质量，最好换算为公制单位。知道某磅的物体，就把磅数乘以.45，得到以千克为单位的质量数。
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   测量物体加速度。在物理学中，加速度是速度变化量，即某个方向的速率关于时间的变化率。速度可以用速度计来测，加速度也可以用加速度计来测。比如上述的 1000kg 的卡车的加速度是 3m/s²。

   • 公制单位中，速度用厘米每秒或米每秒来表示，加速度用厘米每平方秒或米每平方秒来表示。
   • 英制单位中，一种表示速度的方法，就是英尺每秒，加速度也可以用英尺每平方秒来表示。
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   让物体质量乘以加速度。得到力的值。将已知数带入等式就可以知道物体受的力了。要记住要用N（牛顿）来表示力的单位。

   • 力 = 质量 x 加速度
   • 力 = 1000 kg x 3m/s²
   • 力 = 3000N
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方法 2

方法 2 的 2:

高级概念

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   如果知道力和加速度，计算质量。如果知道前两个量，带入同一个方程，即可计算物体质量。以下是方法：

   • 力 = 质量 x 加速度
   • 3N = 质量 x 3m/s²
   • 质量 = 3N/3m/s²
   • 质量 = 1 kg
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   如果知道力和质量，找出加速度大小。如果知道物体这两个量，就代入方程即可找出加速度。

   • 力 = 质量 x 加速度
   • 10N = 2 kg x 加速度
   • 加速度 = 10N/2kg
   • 加速度 = 5m/s²
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   找出物体的加速度。想知道物体受力情况，可以通过质量和加速度来得出。你只需要用以下方程式找出物体加速度即可。方程是加速度=（末速度-初速度）/时间。

   • 例如：运动员十秒内达到6 m/s 的速度，他的加速度是？
   • 末速度是6 m/s，初速度是 0 m/s ，时间为10s。
   • 加速度= (6 m/s - 0 m/s)/10s = 6/10s = .6m/s²
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小提示

• 注意力、质量和加速度的关系，意味着质量小、高加速度的物体受到的力可以和质量大、加速度小的物体受到的力相当。
• 因此640磅质量的物体加速度是5英尺每平方秒，则受到640乘以5除以32或100磅力。
• 根据力的形式不同，力的名字也可能不同。增加物体速度的力叫推力，让物体减速的力叫阻力，如果一个力使得物体绕一个轴转动，则叫做力矩。
• 质量也可以用斯勒格（slug，斯）来表示。一斯等于32.174 磅质量。1磅的力可以让1斯的质量得到1英尺每平方秒的加速度。如果用斯质量乘以英尺每平方秒的加速度，就不需要转换了。
• 20g的物体以5厘米每平方秒的加速度加速，则其受到的力是5*20=100克乘以厘米每平方秒（即“达因”单位）。
• 如果要计算英制单位，就将结果除以转化常数。比如上述中，磅可以是质量，也可以表示力，如果是力，则叫“磅力”，这里的转化常数是32.174磅-英尺每磅力秒平方；32.174是由于地球重力加速度（这里单位是英尺每平方秒）而产生的比例系数（你可以简化为32）。
• 150kg的物体，以10米每平方秒的加速度运动，则受到150*10牛的力，或1500千克厘米每平方秒（一千克米每平方秒就是一牛顿。）
• 重量是质量根据重力加速度表现出来的轻重。在地球表面重力加速度是9.8米每平方秒(9.80665)，或32英尺每平方秒 (32.174) 。因此公制单位中，100公斤物体大约有980牛的重量，100克的物体大约有980达因的重量。在英制系统中，也可以用相类似的单位来表达，比如100磅质量的物体，重量是100磅力。因为弹簧秤量得的是物体受到的重力作用，所以量的实际上是重量不是质量。（通常用语中是没有区别的，只要考虑的范围只在地球表面就行。）

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你需要准备

• 天平或弹簧秤
• 加速度计
• 铅笔、纸和计算器