TugevusKaal keha on tugevusgravitatsiooniline, ainulaadselt atraktiivne, sekundi jooksul toodetud massiivne kehanagu Maa, Kuu või Päike, näiteks. Vastavalt universaalse gravitatsiooni seadus, tõmbavad kaks massi sisaldavat keha üksteist jõuga, mis on pöördvõrdeline neid eraldava kauguse ruuduga.
Jõu kaal, gravitatsioonijõud või lihtsalt kaal on põhimõtteliselt sama asi, kuid on üsna tavaline, et ajame segi kaalu ja massi mõisted, mis erinevad. Kuigi kaal on jõud, mõõdetuna njuutonites (N), keha mass on selles sisalduva aine kogus, mõõdetuna kilogrammides (kg).
Juurdepääs ka: mass x kaal
Mis on füüsikas kaal?
Kaal on tugevus mis tuleneb atraktsioongravitatsiooniline kahe massist koosneva keha vahel, teades seda, saame selle arvutada korrutamine vahel pasta ühe neist kehadest, mõõdetuna kilogrammides, ja kiirendust raskusjõud asukoht, m / s². samal ajal kui meie mass püsib muutumatu kui liigume kahe erineva raskusastmega punkti vahel, meieKaalmuudatused.
Per näide: 10 kg eseme Maal, mille raskusjõud on umbes 9,8 m / s², kaal on 98 N, Kuul, kus gravitatsioon on 1,6 m / s², oleks selle keha kaal vaid 16 N.
Vaataka:Saage aru, miks me ei tunne, et Maa pöörleb
kaalu tugevuse valem
Kaalu tugevuse arvutamiseks kasutatud valem on järgmine, kontrollige seda:
P - kaal (N)
m - mass (kg)
g - kohalik gravitatsioon (m / s²)
O Kaal, sest see on a tugevus, é vektor. See jõud osutab alati Maa keskosa suunas ja vastutab selle eest, et meid selle pinnal kinni hoitaks. Samamoodi tõmbab Päike Maad oma keskme poole, see tähendab, et see täht avaldab meie planeedil rasket jõudu.
THE põhjus, miks maa ei lange päikese poole on meie planeedi tähe ümber tiirlemise suur kiirus. Veelgi enam, kuna see on jõud, mis osutab alati Maa trajektoori keskele ümber Päikese, siis jõud gravitatsiooniline mõju, mida ta sellele avaldab, ei ole võimeline mõjutama translatsioonikiiruse moodulit, ainult selle meel.
Ärge lõpetage kohe... Pärast reklaami on veel rohkem;)
Kaal ja Newtoni kolmas seadus
Vastavalt Newtoni kolmas seadus, kui me avaldame jõudu keha vastu, saame me sealt tagasi sama jõu, samas intensiivsuses ja samas suunas, kuid vastupidises suunas. Rakendatuna kaalu kontekstis näitab see seadus, et Maa meile allapoole suunatud jõudu rakendatakse Maale ülespoole ja see on õige. Kui Maa suudab meid oma keskme poole tõmmata, avaldame talle ka sama intensiivsusega jõudu, kuid vastupidises suunas.
Põhjus, miks me langeme Maa poole, mitte vastupidi, on inerts: Maa mass on palju suurem kui meie mass, nii et tema mass kalduvus puhata on palju suurem, nii et selle omandatud kiirendus on tänu meie rakendatavale raskusjõule tühine, peaaegu null.
lugedaka:Mis juhtuks, kui Maa lakkaks pöörlemast?
normaalkaal ja tugevus
Normaalne jõud ning jõudu ja kaalu segatakse sageli tegevuse ja reaktsioonipaarina. Need jõud mõjuvad aga samale kehale ja rikuvad seetõttu nende kehtestatud seisundit kolmasseadusaastalNewton. Tegelikult on normaalne jõud a kokkusurumisreaktsiooni jõud mis on tehtud mingil pinnal, mitte jõu raskuse järgi.
tugevus töökaal
Jõuga tehtav töö mõõdab kahe või enama keha vahel üle kantud energiahulka. Valemi, mida kasutatakse raskuse töö arvutamiseks, on see, kontrollige seda:
τ - töö (J - džaul)
P - kaal (N - njuuton)
d - veeväljasurve (m - meeter)
θ - nurk tugevuse ja kaalu vahel
Valem näitab meile, et raskuse jõuga tehtud töö suurus sõltub selle jõu intensiivsusest, mis on korrutatud nihkega, aga ka nurgast θ, moodustunud nihke ja raskuse jõu vahel. Vaatame üle mõned erijuhtumid:
Kui nurk θ on võrdne 0º: Kui kaalujõud ja nihe moodustavad 0-kraadise nurga, on kaalujõud positiivne, see tähendab töö raskusjõust suurendab kineetilist energiat nagu siis, kui objekt langeb keskpunkti suunas Maa.
Kui nurk θ võrdub 180º: Sellisel juhul on kaalujõud ja nihe vastupidised, nagu siis, kui viskame objekti ülespoole, siin Maal: kui me seda teeme, kaotab keha kineetilise energia, kuna töö on negatiivne, kuna koosinus 180 ° on samaväärne kuni 1.
Kui nurk θ võrdub 90º: Kuna koosinus 90 ° on 0, ei toimi raskusjõud sellega risti asetsevates suundades, näiteks horisontaalselt kõndides. Sel juhul ei põhjusta keha kaal kineetilises energias mingeid muutusi.
Vaadake ka: Vaadake, mis on Newtoni kolme seaduse juures kõige olulisem
jõu kaal ja gravitatsioon
THE gravitatsioonuniversaalne on üks Newtoni seadused, ütleb see seadus, et kõik massiga varustatud kehad tõmbavad üksteist paarikaupa, sama jõuga. Lisaks näitab see seadus, et kehade vaheline atraktiivne jõud on proportsionaalneEuroopatooteaastalsinupastad ja tagurpidiproportsionaalnenende vaheline kaugus ruudus. Vaadake universaalset gravitatsioonivalemit:
FG - gravitatsioonijõud (N)
G - universaalne gravitatsioonikonstant (6.674.10-11 N.m² / kg²)
M ja m - kehamassid (kg)
r - kaugus kehade vahel (m)
Esimene vasakul näidatud valem on see, mida me nimetame universaalse gravitatsiooni seadus, seal on võimalik näha, et lisaks massile m on ka termin GM / r², seda terminit kasutatakse kiirendusannabraskusjõud mille tekitab mass M keha, mis asub selle massikeskmest r kaugusel. Samuti on täht G proportsionaalsuse konstant, mis kehtib kõigi kehade kohta.
Eelmisel joonisel näidatud paremal oleva valemi kaudu on võimalik arvutada Maa raskusjõud selle pinnal. Selleks kasutame Maa massi (M = 5,972,1024 kg), Maa ekvatoriaalraadius (r = 6,371,106 m) ja gravitatsioonikonstant (G = 6,674,10-11 N.m² / kg²) ja seega saame hinnata Maa raskust selle pinnal:
Tulemus näitab seda Isaac Newtoni universaalse gravitatsiooni teooria suudab ennustada Maa gravitatsiooni suurust, ja selle tulemused ühilduvad kõige täpsemate vahenditega mõõdetud tulemustega.
Vaadake ka:Miks Kuu Maale ei lange?
Kaalujõuharjutused
Küsimus 1) Kaalu ja massi mõistete osas kontrollige alternatiivi VALE:
a) Kaal arvutatakse keha massiga, korrutatuna kohaliku raskuskiirendusega.
b) Kaal ja mass on erinevad füüsikalised suurused.
c) Raskusjõud osutab allapoole.
d) kaal on vektorkogus, mõõdetuna njuutonites.
e) Mass on skalaarne suurus, mõõdetuna kilogrammides.
Mall: Täht C
Resolutsioon:
Ainus vale lause on täht C, see ütleb, et kaal osutab allapoole, mis on vale. Kuna raskusjõud on vektorkogus, sõltub selle määratlus võrdlusraamistikust. Näiteks meie jaoks on teisel pool maakera asuva inimese kaal ülespoole suunatud. Õige oleks öelda, et kaal osutab alati Maa keskosa suunas.
2. küsimus) Kuul, kus gravitatsioon on võrdne 1,6 m / s², on inimese kaal 80 N. Maal, kus gravitatsioon on 9,8 m / s², võrdub selle inimese mass kilogrammides:
a) 490,0 kg
b) 50,0 kg
c) 8,2 kg
d) 784,0 kg
e) 128 kg
Mall: Täht B
Resolutsioon:
Kõigepealt peame arvutama inimese massi vastavalt tema kaalule ja raskusele Kuul, kontrollige:
Ülaltoodud arvutuste põhjal leiame, et selle keha mass on võrdne 50 kg, kuid me palume keha massi Maal, mis peab olema võrdne tema massiga mujal. Seega on õige alternatiiv B-täht.
3. küsimus) Objekti kaal on Jupiteri pinnal 2231 N, kus gravitatsioon on 24,79 m / s². Kui suur peaks olema selle keha kaal Marsil, kus gravitatsioon on 3,7 m / s²?
a) 333 N
b) 90 N
c) 900 N
d) 370 N
e) 221 N
Mall: Täht a
Resolutsioon:
Jupiteri keha massi ja kaalu põhjal saame arvutada selle massi Marsil, vt:
Pärast kehamassi (90 kg) avastamist rakendame uuesti kaaluvalemit, kasutades seekord Marsi gravitatsiooni (3,7 m / s²). Seega leiame, et selle keha mass Marsil peab olema 333 N.
Minu poolt. Rafael Helerbrock
