Định luật II Newton

Đơn vị: $m$ tính bằng $\text{kg}$, $a$ bằng $\text{m/s}^2$ thì $F$ bằng $\text{N}$. Một niutơn là lực làm một vật khối lượng $1\,\text{kg}$ thu gia tốc $1\,\text{m/s}^2$: $1\,\text{N} = 1\,\text{kg}\cdot\text{m/s}^2.$

Công thức $a = F/m$ cho hai kết luận thí nghiệm kiểm chứng được:

• Giữ $m$ không đổi, tăng $F$ gấp đôi thì $a$ tăng gấp đôi: đồ thị $a$ theo $F$ là đường thẳng qua gốc, độ dốc là $\dfrac1m$.
• Giữ $F$ không đổi, tăng $m$ gấp đôi thì $a$ giảm một nửa: $a$ tỉ lệ với $\dfrac1m$.

Khối lượng vì thế đo mức quán tính như bài trước đã nói: cùng một lực, vật khối lượng lớn thu gia tốc bé.

Chỉ hợp lực mới gây ra gia tốc. Trên mặt phẳng ngang, vật có lực kéo $F$ về phía trước và lực cản $F_c$ về phía sau. Chọn chiều dương theo chiều chuyển động (hay chiều gia tốc), ta viết

$$ma = F - F_c.$$

Lực theo chiều dương lấy dấu $+$, ngược chiều dương lấy dấu $-$. Nếu một lực xiên góc $\alpha$ với phương chuyển động, chỉ thành phần $F\cos\alpha$ dọc phương chuyển động góp vào $ma$ (bài 1). Thành phần vuông góc với phương chuyển động, cùng với trọng lực và phản lực của mặt, cân bằng nhau khi vật không rời mặt.

Khi hợp lực không đổi thì $a = F/m$ không đổi, vật chuyển động thẳng biến đổi đều. Các công thức động học cho tiếp mọi đại lượng còn lại (chọn gốc thời gian, gốc toạ độ lúc $t = 0$):

$$v = v_0 + at, \qquad s = v_0t + \tfrac12 at^2, \qquad v^2 - v_0^2 = 2as.$$

Vì vậy bài toán động lực học thường là một "cầu nối": từ lực tính gia tốc rồi tính chuyển động, hoặc từ chuyển động đo được tính gia tốc rồi suy ra lực.

Vật chịu lực hấp dẫn của Trái Đất gọi là trọng lực $\vec P$, hướng thẳng đứng xuống, độ lớn $P = mg$ với $g \approx 9{,}8\,\text{m/s}^2$ (có thể lấy $10\,\text{m/s}^2$ khi đề nói). Đây chính là định luật II áp dụng cho vật rơi tự do chỉ chịu trọng lực: $a = P/m = g$. Khối lượng là số đo lượng chất (và quán tính), không đổi khi đi lên Mặt Trăng; trọng lượng là độ lớn lực hấp dẫn, đổi theo nơi đặt vật.

• $\vec a = \vec F/m$ với $\vec F$ là hợp lực; $1\,\text{N} = 1\,\text{kg}\cdot\text{m/s}^2$.
• $a \propto F$ khi giữ $m$; $a \propto 1/m$ khi giữ $F$.
• Chọn chiều dương theo chiều gia tốc, chiếu lực: $ma = \sum F$.
• Nối động học: $v = v_0 + at$, $s = v_0t + \dfrac12at^2$, $v^2 - v_0^2 = 2as$.
• Trọng lực $P = mg$; khối lượng không đổi, trọng lượng đổi theo nơi đặt.