Vahvuuspaino: mikä se on, kaava ja harjoitukset

VahvuusPaino ruumiin on vahvuuspainovoimainen, ainutlaatuisen houkutteleva, sekunnin tuottama massiivinen runko, kuten maa, kuu tai Aurinko, esimerkiksi. Mukaan yleisen painovoiman laki, kaksi massaa sisältävää kappaletta houkuttelee toisiaan voimalla, joka on kääntäen verrannollinen niitä erottavan etäisyyden neliöön.

Voimapaino, painovoima tai yksinkertaisesti paino ovat pohjimmiltaan sama asia, mutta on melko yleistä, että sekoitamme erilaiset painon ja massan käsitteet. Sillä aikaa paino on voima mitattuna newtoneina (N), ruumiin massa on sen sisältämän aineen määrä mitattuna kilogrammoina (kg).

Pääsy myös: massa x paino

Mikä on paino fysiikassa?

Paino On vahvuus joka syntyy vetovoimapainovoimainen kahden massasta koostuvan ruumiin välillä, tämän tietäen voimme laskea sen kertolasku välissä pasta yhden näistä kappaleista kilogrammoina mitattuna, ja nopeuden kiihtyvyys painovoima sijainti, m / s². samalla kun massamme pysyy muuttumaton kun siirrymme kahden eri vaikeusasteen pisteen välillä, meidänPainomuutoksia.

Per esimerkki: 10 kg: n esine maapallolla, jonka painovoima on noin 9,8 m / s², painaa 98 N, kun taas Kuulla, jossa painovoima on 1,6 m / s², tämän ruumiin paino olisi vain 16 N.

Kuulla astronautti tuntuu kevyemmältä, koska hänen painonsa on vähemmän.

Katsomyös:Ymmärrä, miksi emme tunne, että maapallo pyörii

painolujuuskaava

Painolujuuden laskemisessa käytetty kaava on tämä, tarkista se:

P - paino (N)

m - massa (kg)

g - paikallinen painovoima (m / s²)

O Paino, koska se on vahvuus, é vektori. Tämä voima osoittaa aina kohti maapallon keskustaa ja on vastuussa siitä, että pidämme meidät kiinni sen pinnalla. Vastaavasti aurinko vetää maata kohti keskustaan, eli tämä tähti käyttää raskasta voimaa planeetallamme.

THE syy miksi maa ei putoa kohti aurinkoa on suuri nopeus, jolla planeettamme kiertää tähden ympärillä. Lisäksi koska se on voima, joka osoittaa aina maapallon radan keskelle Auringon ympärille, voima gravitaatiovaikutus, jonka se tekee sille, ei kykene vaikuttamaan siirtonopeuden moduuliin, vain sen mielessä.

Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)

Paino ja Newtonin kolmas laki

Mukaan Newtonin kolmas laki, kun kohdistamme voimaa vartaloa vastaan, saamme siitä takaisin saman voiman, samalla voimakkuudella ja suunnalla, mutta vastakkaiseen suuntaan. Painon yhteydessä sovellettuna tämä laki osoittaa, että maapallon meille kohdistama voima alaspäin kohdistuu maapalloon ylöspäin, ja se on oikein. Jos maa pystyy vetämään meidät kohti keskustaan, kohdistamme siihen myös voimaa samalla voimakkuudella, mutta vastakkaiseen suuntaan.

Syy, miksi putoamme kohti maata, emmekä päinvastoin, on inertia: Maan massa on paljon suurempi kuin massaamme, joten sen massa taipumus pysyä levossa on paljon suurempi, joten sen saavuttama kiihtyvyys käyttämämme painovoiman ansiosta on merkityksetön, melkein nolla.

lukeamyös:Mitä tapahtuisi, jos maapallo lakkaisi pyörimästä?

normaali paino ja vahvuus

Normaali voima ja vahvuus ja paino sekoitetaan usein toiminta- ja reaktiopareina. Nämä voimat vaikuttavat kuitenkin samaan kehoon ja siten rikkovat kolmaslakisisäänNewton. Itse asiassa normaali voima on a puristusreaktiovoima joka tehdään jollekin pinnalle, ei voiman painolla.

vahvuus työpaino

Voiman suorittama työ mittaa energiamäärän, joka on siirretty kahden tai useamman ruumiin välillä. Kaava, jota käytetään painovoiman työn laskemiseen, on tämä, tarkista se:

τ - työ (J - joule)

P - paino (N - newton)

d - siirtymä (m - metri)

θ - lujuuden ja painon välinen kulma

Kaava osoittaa meille, että painovoiman tekemän työn määrä riippuu voiman voimakkuudesta kerrottuna siirtymällä, mutta myös kulmasta θ, muodostuu siirtymän ja painovoiman väliin. Katsotaanpa joitain erikoistapauksia:

• Kun kulma θ on yhtä suuri kuin 0º: Jos painovoima ja siirtymä muodostavat 0 asteen kulman, painovoima on positiivinen eli työ painovoimasta lisää kineettistä energiaa, kuten kun esine putoaa kohti keskusta Maa.

• Kun kulma θ on 180º: Tässä tapauksessa painovoima ja siirtymä ovat vastakkaisia, kuten silloin, kun heitämme kohteen ylöspäin, täällä maan päällä: kun teemme, keho menettää kineettisen energiansa, koska työ on negatiivinen, koska kosini 180 ° on ekvivalentti 1: een.

• Kun kulma θ on 90º: Koska kosinus 90 ° on 0, painovoima ei toimi siihen nähden kohtisuorassa suunnassa, kuten vaellettaessa. Tässä tapauksessa kehon paino ei aiheuta muutoksia sen kineettisessä energiassa.

Katso myös: Katso mikä on tärkeintä Newtonin kolmessa laissa

voimapaino ja painovoima

THE painovoimauniversaali on yksi Newtonin lait, tässä laissa todetaan, että kaikki massalla varustetut elimet houkuttelevat toisiaan pareittain samalla voimalla. Lisäksi tämä laki osoittaa, että elinten välinen vetovoima on suhteellinenettätuotesisäänsinunpastaa ja käänteisestisuhteellinenniiden välinen etäisyys neliöön. Tutustu yleiseen painovoiman kaavaan:

F_G - painovoima (N)

G - yleinen painovoiman vakio (6.674.10^-11 N.m² / kg²)

M ja m - ruumiinpainot (kg)

r - kappaleiden välinen etäisyys (m)

Ensimmäinen vasemmalla näkyvä kaava on nimeltämme yleisen painovoiman laki, voit nähdä, että massan m lisäksi on termi GM / r², tätä termiä käytetään laskemaan kiihtyvyysantaapainovoima jonka tuottaa massakappale M pisteessä, joka on etäisyydellä r sen massakeskipisteestä. Kirjain G on myös suhteellisuusvakio, joka koskee kaikkia kappaleita.

Oikealla olevan kaavan kautta, joka on esitetty edellisessä kuvassa, on mahdollista laskea maan painovoima sen pinnalla. Tätä varten käytämme maapallon massaa (M = 5,972,10²⁴ kg), maapallon ekvatoriaalinen säde (r = 6,371,10⁶ m) ja gravitaatiovakio (G = 6,674,10^-11 N.m² / kg²), ja siten voimme arvioida Maan painovoiman sen pinnalla:

Tulos osoittaa sen Isaac Newtonin universaalin painovoiman teoria pystyy ennustamaan maan painovoiman suuruuden, ja sen tulokset ovat yhteensopivia tarkimpien instrumenttien mittaamien tulosten kanssa.

Kaavio osoittaa, kuinka lasketaan kahden kappaleen välinen painovoima

Katso myös:Miksi kuu ei putoa maahan?

Painon voimaharjoitukset

Kysymys 1) Tarkista painon ja massan käsitteistä VIRHEELLINEN vaihtoehto:

a) Paino lasketaan ruumiin massalla kerrottuna paikallisen painovoiman kiihtyvyydellä.

b) Paino ja massa ovat erilaisia ​​fyysisiä määriä.

c) Painovoima osoittaa alaspäin.

d) Paino on vektorimäärä mitattuna newtoneina.

e) Massa on skalaarimäärä mitattuna kilogrammoina.

Sapluuna: Kirjain C

Resoluutio:

Ainoa virheellinen lause on C-kirjain, siinä sanotaan, että paino osoittaa alaspäin, mikä on väärin. Koska painovoima on vektorimäärä, sen määritelmä riippuu viitekehyksestä. Esimerkiksi meille maapallon toisella puolella olevan henkilön paino osoittaa ylöspäin. Olisi oikein sanoa, että paino osoittaa aina kohti maapallon keskiosaa.

Kysymys 2) Kuulla, jossa painovoima on 1,6 m / s², henkilön paino on 80 N. Maan päällä, jossa painovoima on 9,8 m / s², tämän henkilön massa kilogrammoina on yhtä suuri kuin:

a) 490,0 kg

b) 50,0 kg

c) 8,2 kg

d) 784,0 kg

e) 128 kg

Sapluuna: Kirjain B

Resoluutio:

Ensin meidän on laskettava henkilön massa kuun painon ja painovoiman perusteella, tarkistettava:

Edellä olevista laskelmista löydämme, että tämän ruumiin massa on yhtä suuri kuin 50 kg, mutta pyydämme kuitenkin kehon massaa maapallolla, jonka on oltava yhtä suuri kuin sen massa muualla. Oikea vaihtoehto on siis B-kirjain.

Kysymys 3) Esineen paino on 2231 N Jupiterin pinnalla, jossa painovoima on 24,79 m / s². Kuinka suuren ruumiinpainon pitäisi olla Marsilla, jossa painovoima on 3,7 m / s²?

a) 333 N

b) 90 N

c) 900 N

d) 370 N

e) 221 N

Sapluuna: Kirjain a

Resoluutio:

Jupiterin ruumiin massan ja painon perusteella voimme laskea sen massan Marsilla, katso:

Kun olemme löytäneet kehon massan (90 kg), käytämme painokaavaa uudelleen, tällä kertaa käyttämällä Marsin painovoimaa (3,7 m / s²). Täten havaitsemme, että tämän ruumiin painon Marsissa on oltava 333 N.

Minun luona. Rafael Helerbrock