1.2.2.- La cursa comença
D'acord amb la primera llei de Newton, una força no equilibrada provoca un canvi en l'estat de moviment d'un cos. En el cas de l'atleta dels 100 m llisos, en el moment en què sona el tret de sortida, deixa l'estat de repòs i es posa en moviment, adquirint una certa velocitat. La força aplicada pel tac sobre l'atleta provoca en aquest un canvi de velocitat que té lloc en un cert interval de temps (que sol estar al voltant d'una dècima de segon).
En física es defineix una magnitud associada al canvi de velocitat en un interval de temps, l'acceleració
on
és la velocitat final, 
és la velocitat inicial i (
) l'interval de temps durant el qual varia la velocitat. L'acceleració, en el sistema internacional d'unitats, es mesura en m·s-2.
Canviar l'estat de moviment d'un atleta, d'una pilota de bàsquet o de tennis no sempre és igual de fàcil. Per a produir el mateix canvi de velocitat sobre un atleta o sobre una pilota de tennis cal aplicar forces diferents, més gran per a l'atleta i menor per a la pilota de tennis. Això és així d'acord amb el principi d'inèrcia de Galileu: l'atleta té més inèrcia que la pilota de tennis, i per tant, costa més canviar el seu estat de moviment. Aquesta inèrcia va associada a la quantitat de matèria, és a dir, a la massa que té el cos al qual es vol canviar l'estat de moviment.
La segona llei de Newton estableix que
"L'acceleració d'un objecte és inversament proporcional a la massa d'aquest i directament proporcional i en la mateixa direcció a la força neta aplicada".
Aquesta relació es pot escriure matemàticament de la següent forma
on
representa la força resultant que actua sobre l'objecte i és la massa de l'objecte. 
és la variació de la velocitat i 
l'interval de temps durant el que s'aplica la força.
Com que la força és una magnitud vectorial i la massa una magnitud escalar, l'acceleració és també una magnitud vectorial. Així, l'Equació 3 s'expressa per
En el Sistema Internacional d'unitats, les forces es mesuren en Newtons (N) on 1 N = 1kg·1m·s-2.
En física es defineix una magnitud associada al canvi de velocitat en un interval de temps, l'acceleració
 |
on
és la velocitat final, és la velocitat inicial i () l'interval de temps durant el qual varia la velocitat. L'acceleració, en el sistema internacional d'unitats, es mesura en m·s-2.Canviar l'estat de moviment d'un atleta, d'una pilota de bàsquet o de tennis no sempre és igual de fàcil. Per a produir el mateix canvi de velocitat sobre un atleta o sobre una pilota de tennis cal aplicar forces diferents, més gran per a l'atleta i menor per a la pilota de tennis. Això és així d'acord amb el principi d'inèrcia de Galileu: l'atleta té més inèrcia que la pilota de tennis, i per tant, costa més canviar el seu estat de moviment. Aquesta inèrcia va associada a la quantitat de matèria, és a dir, a la massa que té el cos al qual es vol canviar l'estat de moviment.
La segona llei de Newton estableix que
"L'acceleració d'un objecte és inversament proporcional a la massa d'aquest i directament proporcional i en la mateixa direcció a la força neta aplicada".
Aquesta relació es pot escriure matemàticament de la següent forma
 |
(3) |
on
representa la força resultant que actua sobre l'objecte i és la massa de l'objecte. és la variació de la velocitat i l'interval de temps durant el que s'aplica la força.Com que la força és una magnitud vectorial i la massa una magnitud escalar, l'acceleració és també una magnitud vectorial. Així, l'Equació 3 s'expressa per
 |
(3a) |
En el Sistema Internacional d'unitats, les forces es mesuren en Newtons (N) on 1 N = 1kg·1m·s-2.
Exemple Resolt
Una pilota de tennis de 120 g de massa arriba a una raqueta a una velocitat de 5 m·s-1 i retrocedeix en sentit contrari a 25 m·s-1. Si el temps de contacte és de 0.015 s, quina força mitjana ha exercit la raqueta sobre la pilota?
Qüestions
18 Un corredor de 65 kg inicia una cursa accelerant cap endavant a raó de 2 m·s-2. Quina força neta ha actuat sobre el seu cos?
19 Una jugadora de tennis atura una pilota de 0,024 kg amb la raqueta. La pilota frena amb una acceleració de 12200 m·s-2. Calculeu la intensitat, la direcció i el sentit de la força exercida sobre la pilota i la intensitat, la direcció i el sentit de la força exercida sobre la raqueta.
20 Un objecte de 2 kg llisca per sobre d'una superfície amb una velocitat de 10 m/s i s'atura en 5 s. Quin és el valor de la força que l'atura? Doneu el mòdul, direcció i sentit d'aquesta.
21 Calculeu:
19 Una jugadora de tennis atura una pilota de 0,024 kg amb la raqueta. La pilota frena amb una acceleració de 12200 m·s-2. Calculeu la intensitat, la direcció i el sentit de la força exercida sobre la pilota i la intensitat, la direcció i el sentit de la força exercida sobre la raqueta.
20 Un objecte de 2 kg llisca per sobre d'una superfície amb una velocitat de 10 m/s i s'atura en 5 s. Quin és el valor de la força que l'atura? Doneu el mòdul, direcció i sentit d'aquesta.
21 Calculeu:
(a) Un cos experimenta una acceleració de 3 m·s-2 quan sobre ell actua una força F. Quina és la seva acceleració si la força es duplica?
(b) Un segon cos experimenta una acceleració de 9 m·s-2 sota la influència de la força F. Quina relació existeix entre les masses dels dos cossos?
(c) Si els dos cossos s'uneixen, quina acceleració produirà la força ?
Els següents vídeos estan gravats per astronautes durant la seva estada a la ISS (International Space Station). En ells us mostren amb més detall el significat de les lleis del moviment.
També podeu accedir a aquests vídeos des de la web de la ESA
Llicenciat sota la Creative Commons Attribution-ShareAlike 2.5 License