جسمی به جرم $m$ روی سطح افقی بدون اصطکاکی تحت تأثیر نیروی افقی ${{\vec{F}}_{۱}}$ در مسیری مستقیم در حال حرکت است. اگر نیروی افقی ${{\vec{F}}_{۲}}$ در یک لحظه عمود بر مسیر حرکت به جسم وارد شود، بزرگی شتاب جسم دو برابر میشود، $\frac{\left| {{{\vec{F}}}_{۲}} \right|}{\left| {{{\vec{F}}}_{۱}} \right|}$ کدام است؟
با توجه به قانون دوم نیوتون داریم: $\begin{align} & {{{\vec{F}}}_{net}}=m\vec{a}\left\{ \begin{matrix} {{{\vec{F}}}_{net}}={{{\vec{F}}}_{1}}\Rightarrow {{{\vec{F}}}_{1}}=m{{a}_{1}}(2) \\ {{{{\vec{F}}'}}_{net}}={{{\vec{F}}}_{1}}+{{{\vec{F}}}_{2}}\Rightarrow {{{\vec{F}}}_{1}}+{{{\vec{F}}}_{2}}=m{{{\vec{a}}}_{2}}(2) \\\end{matrix} \right. \\ & (1),(2)\xrightarrow{\left| {{{\vec{a}}}_{2}} \right|=2\left| {{{\vec{a}}}_{1}} \right|}\frac{\left| {{{\vec{F}}}_{1}}+{{{\vec{F}}}_{2}} \right|}{\left| {{{\vec{F}}}_{1}} \right|}=\frac{\left| {{{\vec{a}}}_{2}} \right|}{\left| {{{\vec{a}}}_{1}} \right|}=2 \\ & \xrightarrow[\left| {{{\vec{F}}}_{1}} \right|={{F}_{1}}]{\left| {{{\vec{F}}}_{1}}+{{{\vec{F}}}_{2}} \right|=\sqrt{{{{\vec{F}}}^{2}}_{1}+{{{\vec{F}}}_{2}}^{2}}}\frac{\sqrt{{{{\vec{F}}}^{2}}_{1}+{{{\vec{F}}}_{2}}^{2}}}{{{F}_{1}}}=2\Rightarrow F_{2}^{2}=3F_{1}^{2} \\ & \Rightarrow \left| {{{\vec{F}}}_{2}} \right|=\sqrt{3}\left| {{{\vec{F}}}_{1}} \right|\Rightarrow \frac{\left| {{{\vec{F}}}_{2}} \right|}{\left| {{{\vec{F}}}_{1}} \right|}=\sqrt{3} \\ \end{align}$