СилаТегло на тялото е силагравитационно, уникално атрактивен, произведен от секунда масивно тяло, като Земята, Луната или Слънце, например. Според закон на всеобщата гравитация, две тела, които съдържат маса, се привличат взаимно със сила, обратно пропорционална на квадрата на разстоянието, което ги разделя.
Силата на тежестта, гравитационната сила или просто теглото са по същество едно и също нещо, но за нас е доста често да бъркаме понятията за тегло и маса, които са различни. Докато теглото е сила, измерена в нютони (N), масата на тялото е количеството вещество, което съдържа, измерено в килограми (kg).
Също така достъп: маса х тегло
Какво е теглото във физиката?
Тегло е сила което произтича от атракциягравитационно между две тела, състоящи се от маса, знаейки това, можем да го изчислим по умножение между тестени изделия на едно от тези тела, измерено в килограми, и ускорението на земно притегляне местоположение, в m / s². докато нашата маса остава инвариант когато се движим между две точки с различна тежест, нашатаТеглопромени.
Per пример: 10-килограмов обект на Земята, където гравитацията е приблизително 9,8 m / s², ще има тегло 98 N, докато на Луната, където гравитацията е 1,6 m / s², теглото на това тяло ще бъде само 16 N.
Вижсъщо:Разберете защо не чувстваме Земята да се върти
формула за сила на теглото
Формулата, използвана за изчисляване на силата на тежестта, е тази, проверете я:
P - тегло (N)
м - маса (кг)
ж - локална гравитация (m / s²)
О Тегло, защото е a сила, é вектор. Тази сила винаги сочи към центъра на Земята и е отговорна за задържането ни на повърхността. По същия начин Слънцето привлича Земята към нейния център, тоест тази звезда упражнява тежка сила върху нашата планета.
НА причина земята да не пада към слънцето е голямата скорост, с която нашата планета обикаля около звездата. Освен това, тъй като това е сила, която винаги сочи към центъра на земната траектория около Слънцето, силата гравитационният ефект, който той оказва върху това, не е в състояние да повлияе на модула на транслационната скорост, а само смисъл.
Не спирайте сега... Има още след рекламата;)
Тегло и трети закон на Нютон
Според Третият закон на Нютон, когато упражняваме сила срещу тяло, ние получаваме обратно от него същата сила, със същата интензивност и посока, но с обратна посока. Приложен в контекста на тежестта, този закон показва, че силата, която Земята ни полага надолу, се прилага към Земята нагоре и това е правилно. Ако Земята е в състояние да ни изтегли към своя център, ние също упражняваме сила върху нея със същата интензивност, но в обратна посока.
Причината да паднем към Земята, а не обратното, е инерция: масата на Земята е много по-голяма от нашите маси, така че нейната тенденцията да останете в покой е много по-голяма, така че ускорението, придобито от него, благодарение на силата на тежестта, която упражняваме, е незначително, почти нулево.
Прочетисъщо:Какво би станало, ако Земята спре да се върти?
нормално тегло и сила
Нормална сила а силата и теглото често се бъркат като двойка за действие и реакция. Тези сили обаче действат върху едно и също тяло и следователно нарушават състоянието, установено от третозаконвНютон. Всъщност нормалната сила е a сила на реакция на компресия който е направен върху някаква повърхност, а не чрез силова тежест
сила работно тегло
Работата, извършена от сила, измерва количеството енергия, което е било прехвърлено между две или повече тела. Формулата, която се използва за изчисляване на работата на силата на тежестта, е тази, проверете я:
τ - работа (J - джаул)
P - тегло (N - нютон)
д - денивелация (m - метър)
θ - ъгъл между сила и тегло
Формулата ни показва, че количеството работа, извършена от силата на тежестта, зависи от интензивността на тази сила, умножена по изместването, но също така и от ъгъла θ, образуван между изместване и сила на тежестта. Нека разгледаме някои специални случаи:
Когато ъгълът θ е равен на 0º: Ако силата на тежестта и изместването образуват ъгъл от 0 градуса, силата на тежестта ще бъде положителна, тоест работата от силата на тежестта ще доведе до увеличаване на кинетичната енергия, както когато даден обект падне към центъра на Земята.
Когато ъгълът θ е равен на 180º: В този случай силата на тежестта и изместването са противоположни, както когато хвърляме обект нагоре, тук на Земята: когато го направим, тялото губи кинетична енергия, тъй като работата е отрицателна, тъй като косинусът от 180 ° е еквивалентен до 1.
Когато ъгълът θ е равен на 90º: Тъй като косинусът от 90 ° е 0, силата на тежестта няма да работи в посоки, перпендикулярни на него, например при хоризонтално ходене. В този случай теглото на тялото няма да доведе до промяна в неговата кинетична енергия.
Вижте също: Вижте кое е най-важното за трите закона на Нютон
силово тегло и гравитация
НА гравитацияуниверсален е един от Законите на Нютон, този закон гласи, че всички тела, надарени с маса, се привличат взаимно по двойки, с еднаква сила. Освен това този закон посочва, че привлекателната сила между телата е пропорционаленкъмпродуктвВашияттестени изделия и обратнопропорционаленразстоянието между тях на квадрат. Вижте формулата за универсална гравитация:
FG - гравитационна сила (N)
G - универсална гравитационна константа (6.674.10-11 N.m² / kg²)
М и м - телесни маси (кг)
r - разстояние между телата (m)
Първата формула, показана вляво, е това, което наричаме закон на всеобщата гравитация, в него е възможно да се види, че в допълнение към масата m има терминът GM / r², този термин се използва за изчисляване на ускорениедаваземно притегляне произведени от тяло с маса M, в точка на разстояние r от центъра на масата. Също така, буквата G е константа на пропорционалност, която се прилага за всички тела.
Чрез формулата вдясно, показана на предишната фигура, възможно е да се изчисли гравитацията на Земята на повърхността му. За това ще използваме масата на Земята (M = 5.972.1024 kg), екваториалният радиус на Земята (r = 6.371.106 m) и гравитационната константа (G = 6.674.10-11 N.m² / kg²) и по този начин ще можем да изчислим гравитацията на Земята на нейната повърхност:
Резултатът показва това Теорията за универсалната гравитация на Исак Нютон е в състояние да предскаже величината на земната гравитация, и резултатите от него са съвместими с тези, измерени от най-точните инструменти.
Вижте също:Защо Луната не пада на Земята?
Упражнения за сила на тегло
Въпрос 1) По отношение на понятията тегло и маса, проверете НЕПРАВИЛНАТА алтернатива:
а) Теглото се изчислява по масата на тялото, умножена по ускорението на локалната гравитация.
б) Теглото и масата са различни физически величини.
в) Силата на тежестта сочи надолу.
г) Теглото е векторно количество, измерено в нютони.
д) Масата е скаларно количество, измерено в килограми.
Шаблон: Буква В
Резолюция:
Единственото неправилно твърдение е буквата С, в която се казва, че тежестта сочи надолу, което е погрешно. Тъй като силата на тежестта е векторна величина, нейното определение зависи от референтна рамка. За нас например човек от другата страна на земното кълбо има тежестта си насочена нагоре. Би било правилно да се каже, че тежестта винаги сочи към центъра на Земята.
Въпрос 2) На Луната, където гравитацията е равна на 1,6 m / s², теглото на човек е 80 N. На Земята, където гравитацията е 9,8 m / s², масата на този човек, в кг, ще бъде равна на:
а) 490,0 кг
б) 50,0 кг
в) 8,2 кг
г) 784,0 кг
д) 128 кг
Шаблон: Буква Б
Резолюция:
Първо трябва да изчислим масата на човека въз основа на неговото тегло и гравитация на Луната, проверете:
От горните изчисления откриваме, че масата на това тяло е равна на 50 кг, но ние искаме масата на тялото на Земята, която трябва да бъде равна на неговата маса другаде. По този начин правилната алтернатива е буквата Б.
Въпрос 3) Обектът има тегло 2231 N на повърхността на Юпитер, където гравитацията е 24,79 m / s². Какво трябва да бъде теглото на това тяло на Марс, където гравитацията е 3,7 m / s²?
а) 333 N
б) 90 N
в) 900 N
г) 370 N
д) 221 N
Шаблон: Буква а
Резолюция:
Въз основа на масата и теглото на тялото на Юпитер, можем да изчислим масата му на Марс, вижте:
След като открием телесната маса (90 кг), отново прилагаме формулата за тегло, този път използвайки гравитацията на Марс (3,7 м / с²). Така откриваме, че теглото на това тяло на Марс трябва да бъде 333 N.
От мен Рафаел Хелерброк
