Jėgos svoris: kas tai, formulė ir pratimai

JėgaSvoris kūno yra jėgagravitacinis, unikaliai patrauklus, pagamintas sekundės masyvus kūnas, kaip Žemė, Mėnulis ar Saulė, pavyzdžiui. Pagal visuotinės traukos dėsnis, du kūnai, kuriuose yra masės, pritraukia vienas kitą jėga, atvirkščiai proporcinga juos skiriančio atstumo kvadratui.

Jėgos svoris, gravitacinė jėga ar tiesiog svoris iš esmės yra tas pats dalykas, tačiau gana dažnai mes painiojame svorio ir masės sąvokas, kurios skiriasi. Nors svoris yra jėga, matuojama niutonais (N), kūno masė yra jame esančios medžiagos kiekis, matuojamas kilogramais (kg).

Taip pat prieiga: masė x svoris

Kas yra svoris fizikoje?

Svoris yra jėga kad kyla iš traukosgravitacinis tarp dviejų kūnų, susidedančių iš masės, tai žinodami galime apskaičiuoti dauginimas tarp makaronai vieno iš šių kūnų, matuojant kilogramais, ir pagreitis gravitacija vieta, m / s². kol mūsų masė išlieka nekintantis kai mes judame tarp dviejų skirtingų sunkumų taškų, mūsųSvorispokyčiai.

Per pavyzdys: 10 kg svorio Žemės objekto, kurio gravitacija yra maždaug 9,8 m / s², svoris bus 98 N, o Mėnulyje, kur gravitacija yra 1,6 m / s², šio kūno svoris būtų tik 16 N.

Mėnulyje astronautas jaučiasi lengvesnis, nes jo svoris ten mažesnis.

Pažiūrėktaip pat:Supraskite, kodėl nejaučiame Žemės sukimosi

svorio stiprumo formulė

Formulė, naudojama svorio stiprumui apskaičiuoti, yra tokia: patikrinkite:

P - svoris (N)

m - masė (kg)

g - vietinis sunkis (m / s²)

O Svoris, nes tai yra a jėga, é vektorius. Ši jėga visada nukreipta į Žemės centrą ir yra atsakinga už tai, kad mus įstrigtų jos paviršiuje. Panašiai Saulė traukia Žemę link savo centro, tai yra, ši žvaigždė daro didelę jėgą mūsų planetoje.

kodėl žemė nenukrenta link saulės yra didelis greitis, kuriuo mūsų planeta skrieja aplink žvaigždę. Be to, kadangi tai jėga, kuri visada nukreipta į Žemės trajektorijos aplink Saulę centrą, jėga gravitacinis poveikis, kurį jis daro tam, negali paveikti transliacijos greičio modulio, tik jo prasme.

Svoris ir trečiasis Niutono dėsnis

Pagal Trečiasis Niutono dėsnis, kai mes darome jėgą prieš kūną, mes gauname iš jo tą pačią jėgą, tuo pačiu intensyvumu ir kryptimi, tačiau priešinga kryptimi. Taikant svorio kontekstą, šis dėsnis rodo, kad jėga, kurią Žemė daro mums žemyn, Žemei taikoma aukštyn, ir tai yra teisinga. Jei Žemė sugeba mus traukti link savo centro, mes taip pat darome jai vienodo intensyvumo jėgą, tačiau priešinga kryptimi.

Priežastis, dėl kurios mes krentame link Žemės, o ne atvirkščiai, yra inercija: Žemės masė yra daug didesnė už mūsų, todėl jos masė polinkis likti ramybėje yra daug didesnis, todėl jo įgytas pagreitis dėl mūsų daromos svorio jėgos yra nereikšmingas, beveik nulis.

skaitytitaip pat:Kas nutiktų, jei Žemė nustotų suktis?

normalus svoris ir jėga

Normali jėga o jėga ir svoris dažnai painiojami kaip veiksmo ir reakcijos pora. Tačiau šios jėgos veikia tą patį kūną ir todėl pažeidžia trečiasįstatymasįNiutonas. Tiesą sakant, įprasta jėga yra a suspaudimo reakcijos jėga kuris padarytas ant tam tikro paviršiaus, o ne dėl jėgos svorio.

stiprumo darbo svoris

Jėgos atliekamas darbas matuoja energijos kiekį, kuris buvo perduotas tarp dviejų ar daugiau kūnų. Formulė, naudojama apskaičiuojant svorio jėgos darbą, yra tokia: patikrinkite:

τ - darbas (J - džaulis)

P - svoris (N - niutonas)

d - poslinkis (m - metras)

θ - kampas tarp stiprumo ir svorio

Formulė parodo, kad svorio jėgos atliktas darbas priklauso nuo tos jėgos intensyvumo, padauginto iš poslinkio, bet ir nuo kampo θ, susidarė tarp poslinkio ir svorio jėgos. Pažiūrėkime keletą ypatingų atvejų:

• Kai kampas θ lygus 0º: Jei svorio jėga ir poslinkis sudaro 0 laipsnių kampą, svorio jėga bus teigiama, tai yra darbas svorio jėgos padidins kinetinę energiją, pavyzdžiui, kai daiktas nukrenta link Žemė.

• Kai kampas θ lygus 180º: Šiuo atveju svorio jėga ir poslinkis yra priešingi, kaip ir mesdami daiktą į viršų, čia, Žemėje: kai mes tai darome, kūnas praranda kinetinę energiją, nes darbas yra neigiamas, nes 180 ° kosinusas yra lygiavertis iki 1.

• Kai kampas θ lygus 90º: Kadangi 90 ° kosinusas yra 0, svorio jėga neveiks statmenomis jai kryptimis, pavyzdžiui, einant horizontaliai. Tokiu atveju kūno svoris nesukels jokių kinetinės energijos pokyčių.

Taip pat žiūrėkite: Patikrinkite, kas svarbiausia trijuose Niutono įstatymuose

jėgos svoris ir gravitacija

gravitacijaUniversalus yra vienas iš Niutono dėsniai, šis dėsnis teigia, kad visi kūnai, apdovanoti mase, traukia vienas kitą poromis, ta pačia jėga. Be to, šis įstatymas rodo, kad patraukli jėga tarp kūnų yra proporcingasįproduktasįtavomakaronai ir atvirkščiaiproporcingasatstumas tarp jų kvadratu. Patikrinkite universalią gravitacijos formulę:

F_G - traukos jėga (N)

G - universali gravitacijos konstanta (6.674.10^-11 N.m² / kg²)

M ir m - kūno masės (kg)

r - atstumas tarp kūnų (m)

Pirmoji kairėje rodoma formulė yra tai, ką mes vadiname visuotinės traukos dėsnis, joje galima pamatyti, kad be masės m yra terminas GM / r², šis terminas naudojamas apskaičiuojant pagreitisduodagravitacija kurį gamina M masės kūnas taške, esančiame r atstumu nuo jo masės centro. Taip pat raidė G yra proporcingumo konstanta, taikoma visiems kūnams.

Pagal dešinėje pateiktą formulę, parodytą ankstesniame paveiksle, galima apskaičiuoti Žemės sunkumą jo paviršiuje. Tam naudosime Žemės masę (M = 5.972.10²⁴ kg), ekvatorinis Žemės spindulys (r = 6.371.10⁶ m) ir gravitacijos konstanta (G = 6.674,10^-11 N.m² / kg²), taigi galėsime įvertinti Žemės sunkumą ant paviršiaus:

Rezultatas tai rodo Isaaco Newtono visuotinės gravitacijos teorija gali numatyti Žemės gravitacijos dydį, ir jo rezultatai yra suderinami su tiksliausiomis priemonėmis.

Diagrama parodo, kaip apskaičiuoti gravitacinę jėgą tarp dviejų kūnų

Taip pat žiūrėkite:Kodėl Mėnulis nenukrenta į Žemę?

Svorio jėgos pratimai

Klausimas 1) Dėl svorio ir masės sąvokų patikrinkite NETEISINGĄ alternatyvą:

a) Svoris apskaičiuojamas iš kūno masės, padaugintos iš vietinio sunkio pagreičio.

b) Svoris ir masė yra skirtingi fiziniai dydžiai.

c) Svorio jėga nukreipta žemyn.

d) Svoris yra vektorinis dydis, matuojamas niutonais.

e) Masė yra skaliarinis dydis, matuojamas kilogramais.

Šablonas: C raidė

Rezoliucija:

Vienintelis neteisingas teiginys yra raidė C, jame sakoma, kad svoris nukreiptas žemyn, o tai neteisinga. Kadangi svorio jėga yra vektorinis dydis, jos apibrėžimas priklauso nuo atskaitos sistemos. Mums, pavyzdžiui, kitoje Žemės rutulio pusėje esančio žmogaus svoris yra nukreiptas į viršų. Teisinga būtų sakyti, kad svoris visada nukreiptas į Žemės centrą.

2 klausimas) Mėnulyje, kur gravitacija lygi 1,6 m / s², žmogaus svoris yra 80 N. Žemėje, kur gravitacija yra 9,8 m / s², šio žmogaus masė, kg, bus lygi:

a) 490,0 kg

b) 50,0 kg

c) 8,2 kg

d) 784,0 kg

e) 128 kg

Šablonas: B raidė

Rezoliucija:

Pirmiausia turime apskaičiuoti asmens masę pagal jo svorį ir sunkumą Mėnulyje, patikrinkite:

Remiantis aukščiau pateiktais skaičiavimais, nustatome, kad šio kūno masė yra lygi 50 kg, tačiau mes prašome Žemės kūno masės, kuri turi būti lygi jo masei kitur. Taigi teisinga alternatyva yra B raidė.

3 klausimas Jupiterio paviršiuje, kurio sunkis yra 24,79 m / s², objekto svoris yra 2231 N. Koks šio kūno svoris turėtų būti Marse, kur gravitacija yra 3,7 m / s²?

a) 333 N

b) 90 N

c) 900 N

d) 370 šiaurės platumos

e) 221 N

Šablonas: Raidė A

Rezoliucija:

Pagal kūno masę ir svorį Jupiteryje galime apskaičiuoti jo masę Marse, žr .:

Atradę kūno masę (90 kg), vėl pritaikome svorio formulę, šį kartą naudodami Marso gravitaciją (3,7 m / s²). Taigi pastebime, kad šio kūno svoris Marse turi būti 333 N.

Mano. Rafaelis Helerbrockas