Calcolatore di forza

La forza è una spinta o una trazione che fa accelerare un oggetto, ne cambia la direzione o lo deforma, calcolata dalla seconda legge di Newton come F = m × a, dove m è la massa e a è l'accelerazione. È una grandezza vettoriale, cioè ha sia intensità che direzione, anche se questo calcolatore, come la maggior parte dei calcolatori di forza semplici, lavora solo con l'intensità. L'unità SI della forza è il newton (N), definito come la forza necessaria per accelerare una massa di 1 chilogrammo a 1 metro al secondo quadrato.

Poiché F = m × a, la formula può essere riorganizzata in altre due forme utili: massa = forza ÷ accelerazione, e accelerazione = forza ÷ massa. Come per la densità, questo può essere visualizzato come un triangolo — F in alto, m e a affiancate sotto; coprendo la grandezza che vuoi trovare, si rivela se le altre due vanno moltiplicate o divise. Questo calcolatore applica esattamente questa logica a seconda della grandezza che scegli di calcolare.

Il peso è la forza di gravità che agisce sulla massa di un oggetto, calcolata come P = m × g, dove g è l'accelerazione gravitazionale locale — circa 9,80665 m/s² sulla superficie terrestre, l'unità di accelerazione "gravità standard" di questo calcolatore. La massa è una proprietà intrinseca di un oggetto e rimane costante ovunque, ma il peso cambia con la gravità: una massa di 10 kg pesa circa 98,07 N sulla Terra, ma solo circa 16,6 N sulla Luna, dove la gravità è circa un sesto. Le bilance pesapersone misurano il peso, anche se solitamente mostrano il risultato in unità di massa come chilogrammi o libbre, il che presuppone la gravità sulla superficie terrestre.

Diverse unità di forza coesistono perché sistemi di misura diversi si sono sviluppati in modo indipendente. Il newton (N) è l'unità SI; il dyne, del vecchio sistema CGS, è molto più piccolo — 1 N equivale a 100.000 dyne. La libbra-forza (lbf) è la forza esercitata dalla gravità terrestre su una massa di 1 libbra, comune nell'ingegneria statunitense. Il chilogrammo-forza (kgf, chiamato anche chilopond) è l'unità metrica equivalente — la forza esercitata dalla gravità su una massa di 1 chilogrammo, pari esattamente a 9,80665 N. Il chilogrammo-forza è oggi in gran parte storico, poiché il sistema SI preferisce mantenere massa e forza come unità chiaramente distinte.

Le intensità di forza coprono una gamma enorme: una zanzara esercita circa 0,00002 N nell'atterrare, il peso di una mela sulla Terra è di circa 1 N, il peso di una persona è di circa 600-800 N, il motore di un'auto piccola può produrre diverse migliaia di newton di spinta, e un razzo Saturn V al decollo produceva circa 34 milioni di newton di spinta. Poiché la forza dipende sia dalla massa accelerata sia dalla rapidità dell'accelerazione, raddoppiare la massa o l'accelerazione raddoppia la forza richiesta.