Định luật II Newton online — F = ma
Định luật II Newton F = m × a. Tính được 1 trong 3 đại lượng khi biết 2 đại lượng còn lại.
Công thức & ví dụ
Định luật II Newton là một trong ba định luật nền tảng của cơ học cổ điển, phát biểu rằng:
“Gia tốc của một vật cùng hướng với lực tác dụng lên vật. Độ lớn của gia tốc tỉ lệ thuận với độ lớn của lực và tỉ lệ nghịch với khối lượng của vật.”
Công thức: F = m × a
Trong đó:
- F: lực tác dụng (Newton, viết tắt N).
- m: khối lượng vật (kg).
- a: gia tốc vật thu được (m/s²).
1 Newton là lực cần thiết để làm cho 1 kg vật thu được gia tốc 1 m/s². Đây là đơn vị dẫn xuất từ ba đơn vị cơ bản của hệ SI.
Ví dụ: Đẩy một xe khối lượng 50 kg bằng lực 200 N theo phương ngang, không ma sát. Gia tốc của xe là a = F / m = 200 / 50 = 4 m/s².
Khi có nhiều lực: F trong công thức là hợp lực của tất cả lực tác dụng. Khi vật cân bằng, hợp lực bằng 0 → a = 0 (định luật I Newton là trường hợp đặc biệt).
Hướng dẫn sử dụng
- Chọn đại lượng cần tính ở phần đầu công cụ: F, m hoặc a.
- Nhập 2 giá trị còn lại theo đúng đơn vị: F (N), m (kg), a (m/s²). Nếu khối lượng đề cho dạng gam, chia 1000 để chuyển sang kg trước.
- Bấm “Tính”. Công cụ tính dựa trên công thức F = m·a hoặc các biến thể m = F/a, a = F/m.
- Đọc kết quả kèm phép thay số. Nếu kết quả lệch với đáp án bạn nhẩm, kiểm lại đơn vị đầu vào.
- Bài có ma sát: tính Fms = μ·N riêng, sau đó tìm hợp lực Fhl = F − Fms rồi mới nhập Fhl vào công cụ để ra gia tốc thực.
Mẹo: Trọng lượng P (lực hấp dẫn) tính bằng P = m × g, với g ≈ 9,81 m/s². Dùng cùng dạng công thức F = ma.
Tìm hiểu thêm
Định luật II Newton là viên đá tảng của động lực học chất điểm — chương trọng tâm của Vật lý 10. Khi nắm chắc định luật này, bạn có thể giải hầu hết bài toán về chuyển động dưới tác dụng của lực: vật trượt trên mặt phẳng nghiêng, hệ ròng rọc, chuyển động kéo, đẩy, va chạm.
Bản chất vectơ: F = ma là phương trình vectơ. Lực và gia tốc luôn cùng phương cùng chiều. Khi đề bài cho nhiều lực, bạn phải vẽ giản đồ lực, phân tích theo hai trục Ox và Oy rồi cộng đại số trên từng trục để tìm hợp lực.
Khối lượng quán tính: m trong công thức là khối lượng quán tính — đo “mức ì” của vật. Vật càng nặng càng khó thay đổi vận tốc khi chịu cùng một lực. Đây là khái niệm khác với khối lượng hấp dẫn dù trong vật lý cổ điển, hai loại có giá trị bằng nhau.
Quan hệ với động lượng: Dạng tổng quát hơn của định luật II là F = dp/dt với p = mv — động lượng. Khi khối lượng không đổi, công thức rút gọn về F = ma quen thuộc.
Câu hỏi thường gặp
Định luật II Newton có đúng cho vận tốc gần ánh sáng?
Không. Ở vận tốc gần ánh sáng (~10⁸ m/s), khối lượng tăng theo công thức tương đối tính và F = ma không còn chính xác. Phải dùng cơ học tương đối: F = dp/dt với p = γmv. Tuy nhiên với mọi bài toán phổ thông, F = ma là chính xác.
Trọng lượng và khối lượng có giống nhau không?
Không. Khối lượng m là đại lượng vô hướng (kg) đặc trưng cho lượng chất. Trọng lượng P là lực (N) — chính là lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên vật: P = m·g. Vật có cùng m trên Mặt Trăng (g ≈ 1,6) sẽ có P nhỏ hơn ở Trái Đất khoảng 6 lần.
Khi nào gia tốc bằng 0?
Khi hợp lực tác dụng lên vật bằng 0. Lúc đó vật hoặc đứng yên, hoặc chuyển động thẳng đều — đúng theo định luật I Newton (định luật quán tính). Hai trạng thái này tương đương về mặt động lực học.
Bài có ma sát thì nhập F vào công cụ là gì?
Nhập hợp lực, tức Fkéo − Fms (nếu lực ma sát ngược chiều chuyển động). Tính Fms = μ·N riêng, trong đó N là phản lực pháp tuyến (thường bằng trọng lượng P = m·g khi mặt nằm ngang).
Định luật III Newton có liên quan gì đến F = ma?
Định luật III nói lực luôn xuất hiện theo cặp: A tác dụng lên B thì B cũng tác dụng ngược lại lên A với độ lớn bằng nhau, chiều ngược. Khi áp dụng F = ma, bạn chỉ xét lực tác dụng lên vật đang khảo sát, không lẫn với phản lực mà vật đó tác dụng lên vật khác.