Calcolo della forza in newton
Il calcolo di una forza si fa qui in cinque modi: da massa e accelerazione (F = m · a), come peso, da pressione e superficie, come forza di una molla o con la legge della leva. Un'auto di 1.200 kg che accelera a 2,5 m/s² richiede 3.000 N, con conversione in kN, kgf e lbf.
Esempio: Metodo: Massa e accelerazione (F = m · a) · Massa m 1200 kg · Accelerazione a 2,5 m/s² → Forza: Forza F = 3000 N. Fonte: Wikipedia – Newtonsche Gesetze (F = m · a). Aggiornato al: .
Come si calcola
La forza è il prodotto di massa e accelerazione: F = m · a, misurata in newton (N). 1 N accelera una massa di 1 kg di 1 m/s². A seconda del problema cambia solo l'origine dell'accelerazione o della forza.
I cinque casi del calcolatore
- F = m · a: la forza necessaria per accelerare una massa – in partenza, in frenata o sollevando.
- Peso F = m · g: con g = 9,80665 m/s² (gravità normale) 80 kg pesano circa 785 N. Sulla Luna, a 1,62 m/s², sarebbero solo circa 130 N.
- F = p · A: la forza di un cilindro o di un pistone. 6 bar su 50 cm² danno 3.000 N – il caso tipico di oleodinamica e pneumatica. Il calcolatore converte da solo bar e cm² in pascal e m².
- Forza di una molla F = k · x: la legge di Hooke vale nel campo elastico: allungamento doppio, forza doppia.
- Legge della leva: forza per braccio della forza uguale a resistenza per braccio della resistenza. Un braccio più lungo riduce la forza necessaria nella stessa proporzione.
Unità
L'unità del SI è il newton. 1 kN = 1.000 N; il chilogrammo-forza (kgf) è obsoleto, 1 kgf = 9,80665 N, e nel mondo anglosassone si usa la libbra-forza, 1 lbf ≈ 4,448 N. Per lavoro, energia e potenza vedi il calcolo dell'energia cinetica, per i corpi in caduta il calcolo della caduta libera.
Domande frequenti
Come si calcola una forza?
Con F = m · a: la massa in kg per l'accelerazione in m/s² dà la forza in newton. Per 1.200 kg e 2,5 m/s² sono 3.000 N.
Come si calcola la forza da pressione e superficie?
F = p · A. La pressione in pascal per la superficie in m² dà newton. Con 6 bar (600.000 Pa) e 50 cm² (0,005 m²) sono 3.000 N.
Come converto i newton in chilogrammi?
I newton divisi per 9,80665 danno la massa in kg che ha quel peso sulla Terra. 98 N corrispondono a circa 10 kg. A rigore, però, newton e chilogrammo sono grandezze diverse.
Che cosa dice la legge della leva?
In equilibrio, forza × braccio della forza = resistenza × braccio della resistenza. Quadruplicando il braccio della forza serve solo un quarto della forza.
Che cos'è la costante di una molla?
Indica quanta forza produce la molla per ogni millimetro di corsa. Con k = 2,5 N/mm e 12 mm di allungamento la forza è di 30 N.
Fonti e riferimenti normativi
- Wikipedia – Newtonsche Gesetze (F = m · a)
- Wikipedia – Hookesches Gesetz (legge di Hooke)
- Wikipedia – Hebelgesetz
- BIPM – SI-Brochure: accelerazione di gravità normale 9,80665 m/s² e chilogrammo-forza/libbra-forza
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