ძალა წონა: რა არის ეს, ფორმულა და ვარჯიშები

ძალაწონა სხეულის არის ძალაგრავიტაციული, გამორჩეულად მიმზიდველი, წარმოებული წამის განმავლობაში მასიური სხეული, როგორც დედამიწა, მთვარე ან მზე, მაგალითად. თანახმად უნივერსალური მიზიდულობის კანონი, ორი სხეული, რომელიც შეიცავს მასას, იზიდავს ერთმანეთს მათ გამყოფი მანძილის კვადრატის უკუპროპორციული ძალით.

ძალის წონა, გრავიტაციული ძალა ან უბრალოდ წონა ფუნდამენტურად იგივეა, თუმცა ჩვენთვის საკმაოდ ხშირია წონისა და მასის ცნებების აღრევა, რომლებიც განსხვავებულია. მიუხედავად იმისა წონა არის ძალა, იზომება ნიუტონებით (N), სხეულის მასა არის მის შემადგენლობაში არსებული ნივთიერების რაოდენობა, იზომება კილოგრამებში (კგ).

აგრეთვე წვდომა: მასა x წონა

რა არის წონა ფიზიკაში?

წონა არის ძალა რომელიც წარმოიშობა მოზიდვაგრავიტაციული მასისგან შემდგარ ორ სხეულს შორის, ამის ცოდნა, მისი გამოთვლა შეგვიძლია გამრავლება შორის მაკარონი ერთი ამ სხეულის, იზომება კილოგრამებში, და დაჩქარება სიმძიმის ადგილმდებარეობა, მ / წმ. ხოლო ჩვენი მასა რჩება უცვლელი როდესაც ჩვენ გადავდივართ ორ წერტილს შორის სხვადასხვა სიმკვეთრით, ჩვენიწონაცვლილებები.

პერ მაგალითი: დედამიწაზე 10 კგ ობიექტს, სადაც გრავიტაცია დაახლოებით 9,8 მ / წმ იქნება, წონა 98 N ექნება, ხოლო მთვარეზე, სადაც სიმძიმე 1,6 მ / წმ, ამ სხეულის წონა მხოლოდ 16 ნ იქნება.

მთვარეზე ასტრონავტი თავს უფრო მსუბუქად გრძნობს, რადგან იქ მისი წონა ნაკლებია.

შეხედეასევე:გაიგეთ, რატომ არ ვგრძნობთ დედამიწის ბრუნვას

წონის სიძლიერის ფორმულა

წონის სიმტკიცის გამოსათვლელად გამოყენებული ფორმულაა ეს, შეამოწმეთ იგი:

პ - წონა (N)

მ - მასა (კგ)

გ - ადგილობრივი სიმძიმე (მ / წმ)

ო წონა, რადგან ეს არის ა ძალა, é ვექტორი. ეს ძალა ყოველთვის მიემართება დედამიწის ცენტრისკენ და პასუხისმგებელია ჩვენი ზედაპირის შენარჩუნებაში. ანალოგიურად, მზე დედამიწას ცენტრისკენ უბიძგებს, ანუ ეს ვარსკვლავი ჩვენს პლანეტაზე ძლიერ ძალას ახდენს.

რატომ არ ვარდება დედამიწა მზისკენ ეს არის დიდი სიჩქარე, რომლითაც ჩვენი პლანეტა ბრუნავს ვარსკვლავის გარშემო. გარდა ამისა, რადგან ეს არის ძალა, რომელიც ყოველთვის მიუთითებს დედამიწის ტრაექტორიის ცენტრში მზის გარშემო, ეს არის ძალა გრავიტაციული ეფექტი, რომელსაც იგი ახდენს ამაზე, ვერ ახდენს გავლენას მთარგმნელობითი სიჩქარის მოდულზე, მხოლოდ მის გრძნობა

ნუ გაჩერდები ახლა... რეკლამის შემდეგ მეტია;)

წონა და ნიუტონის მესამე კანონი

თანახმად ნიუტონის მესამე კანონი, როდესაც სხეულს ძალას ვუწევთ, ვიღებთ მისგან იმავე ძალას, იმავე ინტენსივობით და მიმართულებით, მაგრამ საპირისპირო მიმართულებით. წონის კონტექსტში გამოყენებული ეს კანონი მიუთითებს იმაზე, რომ დედამიწა ძალის გამოყენებით გვაწვდის დედამიწას ზემოდან და ეს სწორია. თუ დედამიწას შეუძლია ჩვენი ცენტრისკენ მოგვიზიდოს, მასზე იმავე ინტენსივობის ძალას ვგრძნობთ, მაგრამ საპირისპირო მიმართულებით.

დედამიწისკენ ჩავარდნის მიზეზი და არა პირიქით, არის ინერცია: დედამიწის მასა ბევრად აღემატება ჩვენს მასებს, ამიტომ მისი დასვენების ტენდენცია გაცილებით მეტია, ისე, რომ მის მიერ შეძენილი აჩქარება, ჩვენს მიერ გამოყოფილი წონის ძალის წყალობით, უმნიშვნელოა, თითქმის ნულის ტოლია.

წაიკითხაასევე:რა მოხდებოდა დედამიწის როტაციის შეწყვეტის შემთხვევაში?

ნორმალური წონა და ძალა

ნორმალური ძალა და ძალა და წონა ხშირად ერევა როგორც მოქმედების და რეაქციის წყვილი. ამასთან, ეს ძალები ერთ სხეულზე მოქმედებენ და, შესაბამისად, არღვევენ მის მიერ დადგენილ პირობას მესამეკანონიწელსნიუტონი. სინამდვილეში, ნორმალური ძალაა ა კომპრესიული რეაქციის ძალა რომელიც მზადდება ზოგიერთ ზედაპირზე და არა ძალდატანებით.

ძალა სამუშაო წონა

ძალების მიერ შესრულებული სამუშაო ზომავს ენერგიის რაოდენობას, რომელიც გადატანილია ორ ან მეტ სხეულს შორის. ფორმულა, რომელიც გამოიყენება წონის ძალის მუშაობის გამოსათვლელად, ეს არის, შეამოწმეთ იგი:

τ - სამუშაო (J - joule)

პ - წონა (N - ნიუტონი)

დ - გადაადგილება (მ - მეტრი)

θ - კუთხე ძალასა და წონას შორის

ფორმულა გვიჩვენებს, რომ წონის ძალის მიერ შესრულებული სამუშაო დამოკიდებულია ამ ძალის ინტენსივობაზე, გამრავლებული გადაადგილებაზე, მაგრამ ასევე კუთხეზე θ, იქმნება გადაადგილებასა და წონის ძალას შორის. მოდით გაეცნოთ რამდენიმე განსაკუთრებულ შემთხვევას:

• როდესაც θ კუთხე ტოლია 0º: თუ წონის ძალა და გადაადგილება ქმნის 0 გრადუსს კუთხეს, წონის ძალა დადებითი იქნება, ანუ სამუშაო წონის ძალა წარმოქმნის კინეტიკური ენერგიის ზრდას, როგორც ობიექტის ვარდნის ცენტრისკენ Დედამიწა.

• როდესაც θ კუთხე უდრის 180º: ამ შემთხვევაში, წონის ძალა და გადაადგილება საპირისპიროა, როგორც მაშინ, როდესაც ჩვენ ობიექტს ვაგდებთ ზემოთ, აქ დედამიწაზე: როდესაც ჩვენ ვაკეთებთ, სხეული კარგავს კინეტიკურ ენერგიას, ვინაიდან მუშაობა უარყოფითია, ვინაიდან 180 ° კოსინუსი არის ეკვივალენტური 1-მდე

• როდესაც θ კუთხე ტოლია 90º: მას შემდეგ, რაც 90 ° კოსინუსი არის 0, წონის ძალა არ იმუშავებს მასზე პერპენდიკულარულად, მაგალითად ჰორიზონტალურად სიარულის დროს. ამ შემთხვევაში, სხეულის წონა არ გამოიწვევს მის კინეტიკური ენერგიის ცვლილებას.

იხილეთ აგრეთვე: გაეცანით რა არის ყველაზე მნიშვნელოვანი ნიუტონის სამ კანონში

ძალის წონა და გრავიტაცია

გრავიტაციაუნივერსალური არის ერთ-ერთი ნიუტონის კანონები, ამ კანონში ნათქვამია, რომ მასით დაჯილდოებული ყველა სხეული იზიდავს ერთმანეთს წყვილი, ერთი და იგივე ძალით. გარდა ამისა, ეს კანონი მიუთითებს იმაზე, რომ სხეულებს შორის მიმზიდველი ძალაა პროპორციულირომპროდუქტიწელსშენიმაკარონი და პირიქითპროპორციულიმანძილი მათ შორის კვადრატში. გაეცანით გრავიტაციის უნივერსალურ ფორმულას:

ვ_გ - გრავიტაციული ძალა (N)

გ - უნივერსალური მიზიდულობის მუდმივა (6.674.10^-11 N.m² / კგ²)

მ და მ - სხეულის მასები (კგ)

რ - მანძილი სხეულებს შორის (მ)

პირველი ფორმულა, რომელიც ნაჩვენებია მარცხნივ არის ის, რასაც ჩვენ ვუწოდებთ უნივერსალური მიზიდულობის კანონიმასში შესაძლებელია იმის დანახვა, რომ მასის m გარდა, არსებობს ტერმინი GM / r², ეს ტერმინი გამოიყენება აჩქარებააძლევსსიმძიმის წარმოებულია M მასის სხეულით, მისი მასის ცენტრიდან r მანძილზე მდებარე წერტილში. ასევე, ასო G არის პროპორციულობის მუდმივა, რომელიც ეხება ყველა სხეულს.

ფორმულის საშუალებით, ნაჩვენებია წინა ფიგურაში, შესაძლებელია დედამიწის გრავიტაციის გამოთვლა მის ზედაპირზე. ამისათვის გამოვიყენებთ დედამიწის მასას (M = 5.972.10²⁴ კგ), დედამიწის ეკვატორული რადიუსი (r = 6.371.10⁶ მ) და მიზიდულობის მუდმივა (G = 6.674.10^-11 N.m² / kg²), და ამრიგად, ჩვენ შეგვიძლია შევაფასოთ დედამიწის გრავიტაცია მის ზედაპირზე:

შედეგი აჩვენებს ამას ისააკ ნიუტონის უნივერსალური მიზიდულობის თეორიას შეუძლია დედამიწის სიმძიმის პროგნოზირება, და მისი შედეგები თავსებადია ყველაზე ზუსტი ინსტრუმენტებით შეფასებულ შედეგებთან.

დიაგრამაზე ნაჩვენებია გრავიტაციული ძალის გამოთვლა ორ სხეულს შორის

იხილეთ აგრეთვე:რატომ არ მოდის მთვარე დედამიწაზე?

წონის ძალაუფლების ვარჯიშები

Კითხვა 1) წონისა და მასის ცნებებთან დაკავშირებით შეამოწმეთ არასწორი ალტერნატივა:

ა) წონა გამოითვლება სხეულის მასაზე გამრავლებული ადგილობრივი სიმძიმის აჩქარებაზე.

ბ) წონა და მასა არის სხვადასხვა ფიზიკური სიდიდე.

გ) წონის ძალა ქვემოთ მიმართულია.

დ) წონა არის ვექტორული სიდიდე, გაზომული ნიუტონებით.

ე) მასა არის სკალარული რაოდენობა, რომელიც იზომება კილოგრამებში.

შაბლონი: წერილი C

რეზოლუცია:

ერთადერთი არასწორი განცხადებაა ასო C, სადაც ნათქვამია, რომ წონა ქვევით იწევს, რაც არასწორია. მას შემდეგ, რაც წონის ძალა არის ვექტორული სიდიდე, მისი განმარტება დამოკიდებულია მითითების ჩარჩოზე. მაგალითად, ჩვენთვის დედამიწის მეორე მხარეს მდებარე ადამიანს აქვს წონა ზემოთ. სწორი იქნება თუ ვიტყვით, რომ წონა ყოველთვის მიუთითებს დედამიწის ცენტრისკენ.

კითხვა 2) მთვარეზე, სადაც გრავიტაცია ტოლია 1,6 მ / წმ, ადამიანის წონაა 80 ნ. დედამიწაზე, სადაც სიმძიმეა 9,8 მ / წმ, ამ ადამიანის მასა, კგ-ში, ტოლი იქნება:

ა) 490.0 კგ

ბ) 50.0 კგ

გ) 8,2 კგ

დ) 784.0 კგ

ე) 128 კგ

შაბლონი: ასო ბ

რეზოლუცია:

პირველ რიგში უნდა გამოვთვალოთ ადამიანის მასა მთვარეზე მისი წონისა და სიმძიმის საფუძველზე, გაეცანით:

ზემოხსენებული გამოთვლებით, ჩვენ ვხვდებით, რომ ამ სხეულის მასა უდრის 50 კგ-ს, ამასთან, ვითხოვთ დედამიწაზე სხეულის მასას, რომელიც მისი მასის სხვაგან ტოლი უნდა იყოს. ამრიგად, სწორი ალტერნატივაა ასო B.

კითხვა 3) ობიექტს აქვს 2231 N წონა იუპიტერის ზედაპირზე, სადაც მიზიდულობა 24,79 მ / წმ. რა უნდა იყოს ამ სხეულის წონა მარსზე, სადაც სიმძიმეა 3,7 მ / წმ?

ა) 333 ნ

ბ) 90 ნ

გ) 900 ნ

დ) 370 ნ

ე) 221 ნ

შაბლონი: Ასო ა

რეზოლუცია:

იუპიტერზე სხეულის მასისა და წონის საფუძველზე შეგვიძლია გამოვთვალოთ მისი მასა მარსზე, იხილეთ:

მას შემდეგ რაც სხეულის მასა (90 კგ) აღმოვაჩინეთ, კვლავ ვიყენებთ წონის ფორმულას, ამჯერად მარსის სიმძიმის გამოყენებით (3,7 მ / წმ). ამრიგად, ჩვენ აღმოვაჩენთ, რომ მარსის ამ სხეულის წონა უნდა იყოს 333 N.

ჩემს მიერ. რაფაელ ჰელერბროკი