SpēksSvars ķermeņa ir spēksgravitācijas, unikāli pievilcīgs, ko ražo sekunde masīvs ķermenis, piemēram, Zeme, Mēness vai Saule, piemēram. Saskaņā ar universālās gravitācijas likums, divi ķermeņi, kas satur masu, piesaista viens otru ar spēku, kas ir apgriezti proporcionāls attāluma kvadrātam, kas tos atdala.
Spēka svars, gravitācijas spēks vai vienkārši svars būtībā ir viens un tas pats, tomēr diezgan bieži mēs jaucam atšķirīgos svara un masas jēdzienus. Kamēr svars ir spēks, ko mēra ņūtonos (N), ķermeņa masa ir tajā esošās vielas daudzums, mērot kilogramos (kg).
Piekļūstiet arī: masa x svars
Kas ir svars fizikā?
Svars ir spēks kas rodas no pievilcībagravitācijas starp diviem ķermeņiem, kas sastāv no masas, to zinot, mēs varam to aprēķināt pēc pavairošana starp makaroni viena no šiem ķermeņiem, mērot kilogramos, un ātruma paātrinājums smagums atrašanās vieta, m / s². kamēr mūsu masa paliek nemainīgs kad mēs pārvietojamies starp diviem punktiem ar dažādu smaguma pakāpi, mūsuSvarsizmaiņas.
Per piemērs: 10 kg smagam objektam uz Zemes, kura gravitācija ir aptuveni 9,8 m / s², svars būs 98 N, bet uz Mēness, kur gravitācija ir 1,6 m / s², šī ķermeņa masa būtu tikai 16 N.
Skatiesarī:Saprotiet, kāpēc mēs nejūtam, ka Zeme rotē
svara izturības formula
Svara stipruma aprēķināšanai izmantotā formula ir šāda, pārbaudiet to:
P - svars (N)
m - masa (kg)
g - vietējais smagums (m / s²)
O Svars, jo tas ir a spēks, é vektors. Šis spēks vienmēr norāda uz Zemes centru un ir atbildīgs par to, lai mēs turētos iesprūduši uz tās virsmas. Līdzīgi Saule vērš Zemi uz savu centru, tas ir, šī zvaigzne uz mūsu planētas iedarbina smagu spēku.
kāpēc zeme nenokrīt pret sauli ir lielais ātrums, kādā mūsu planēta riņķo ap zvaigzni. Turklāt, tā kā tas ir spēks, kas vienmēr norāda uz Zemes trajektorijas centru ap Sauli, spēku gravitācijas efekts, ko tas dod tam, nespēj ietekmēt translācijas ātruma moduli, tikai tā jēga.
Svars un Ņūtona trešais likums
Saskaņā ar Ņūtona trešais likums, izdarot spēku pret ķermeni, mēs no tā saņemam to pašu spēku, tajā pašā intensitātē un virzienā, bet ar pretēju virzienu. Piemērojot svara kontekstā, šis likums norāda, ka spēks, ko Zeme mums uzliek uz leju, tiek piemērots Zemei uz augšu, un tas ir pareizi. Ja Zeme spēj mūs pavilkt uz savu centru, mēs uz to iedarbinām arī tādu pašu intensitāti, bet pretējā virzienā.
Iemesls, kāpēc mēs nokrītam uz Zemi, nevis otrādi, ir inerce: Zemes masa ir daudz lielāka nekā mūsu masa, tāpēc tā ir tieksme palikt miera stāvoklī ir daudz lielāka, tā ka tā iegūtais paātrinājums, pateicoties mūsu pielietotajam svara spēkam, ir nenozīmīgs, gandrīz nulle.
lasītarī:Kas notiktu, ja Zeme pārstātu rotēt?
normāls svars un izturība
Normāls spēks un spēks un svars bieži tiek sajaukti kā darbības un reakcijas pāris. Tomēr šie spēki iedarbojas uz vienu un to pašu ķermeni un līdz ar to pārkāpj trešaislikumuiekšāŅūtons. Faktiski normālais spēks ir a saspiešanas reakcijas spēks kas izgatavots uz kādas virsmas, nevis pēc spēka svara.
spēks darba svars
Spēka veiktais darbs mēra enerģijas daudzumu, kas ir pārnests starp diviem vai vairākiem ķermeņiem. Formula, ko izmanto, lai aprēķinātu svara spēka darbu, ir šāda, pārbaudiet to:
τ - darbs (J - džouls)
P - svars (N - ņūtons)
d - pārvietojums (m - metrs)
θ - leņķis starp izturību un svaru
Formula parāda, ka svara spēka paveiktā darba apjoms ir atkarīgs no šī spēka intensitātes, kas reizināta ar pārvietojumu, bet arī no leņķa θ, veidojas starp pārvietošanos un svara spēku. Apskatīsim dažus īpašus gadījumus:
Ja leņķis θ ir vienāds ar 0 °: Ja svara spēks un pārvietojums veido 0 grādu leņķi, svara spēks būs pozitīvs, tas ir, darbs no svara spēka palielinās kinētisko enerģiju, tāpat kā tad, kad objekts nokrīt virzienā uz Zeme.
Ja leņķis θ ir vienāds ar 180 °: Šajā gadījumā svara spēks un pārvietojums ir pretēji, tāpat kā tad, kad mēs mest priekšmetu uz augšu, šeit uz Zemes: kad mēs to darām, ķermenis zaudē kinētisko enerģiju, jo darbs ir negatīvs, jo kosinuss 180 ° ir ekvivalents līdz 1.
Ja leņķis θ ir vienāds ar 90 °: Tā kā 90 ° kosinuss ir 0, svara spēks nedarbosies perpendikulāri tam, piemēram, staigājot horizontāli. Šajā gadījumā ķermeņa svars neradīs nekādas izmaiņas kinētiskajā enerģijā.
Skatīt arī: Pārbaudiet, kas ir vissvarīgākais trīs Ņūtona likumos
spēka svars un gravitācija
gravitācijauniversāls ir viens no Ņūtona likumi, šis likums nosaka, ka visi ar masu apveltītie ķermeņi viens otru piesaista pāros, ar vienādu spēku. Turklāt šis likums norāda, ka pievilcīgais spēks starp ķermeņiem ir proporcionālsuzproduktuiekšājūsupastas un apgrieztiproporcionālsattālums starp viņiem kvadrātā. Pārbaudiet universālo gravitācijas formulu:
FG - gravitācijas spēks (N)
G - universāla gravitācijas konstante (6.674.10-11 N.m² / kg²)
M un m - ķermeņa masas (kg)
r - attālums starp ķermeņiem (m)
Pirmā kreisajā pusē redzamā formula ir tā, ko mēs saucam universālās gravitācijas likums, tajā jūs varat redzēt, ka papildus masai m ir arī termins GM / r², šo terminu izmanto, lai aprēķinātu paātrinājumsdodsmagums ko ražo M masas ķermenis punktā r attālumā no tā masas centra. Arī burts G ir proporcionalitātes konstante, kas attiecas uz visiem ķermeņiem.
Izmantojot formulu labajā pusē, kas parādīta iepriekšējā attēlā, ir iespējams aprēķināt Zemes smagumu uz tās virsmas. Šim nolūkam mēs izmantosim Zemes masu (M = 5.972.1024 kg), Zemes ekvatoriālais rādiuss (r = 6.371.106 m) un gravitācijas konstante (G = 6.674.10-11 N.m² / kg²), un tādējādi mēs varēsim novērtēt Zemes smagumu uz tās virsmas:
Rezultāts to parāda Īzaka Ņūtona universālās gravitācijas teorija spēj paredzēt Zemes gravitācijas lielumu, un tā rezultāti ir saderīgi ar tiem, kurus mēra ar visprecīzākajiem instrumentiem.
Skatīt arī:Kāpēc Mēness nenokrīt uz Zemes?
Svara spēka vingrinājumi
Jautājums 1) Attiecībā uz svara un masas jēdzieniem pārbaudiet NEPAREIZU alternatīvu:
a) Svaru aprēķina pēc ķermeņa masas, kas reizināta ar vietējā smaguma paātrinājumu.
b) Svars un masa ir dažādi fizikālie lielumi.
c) Svara spēks ir vērsts uz leju.
d) Svars ir vektora lielums, mērīts ņūtonos.
e) Masa ir skalārais lielums, kas mērīts kilogramos.
Veidne: C burts
Izšķirtspēja:
Vienīgais nepareizais apgalvojums ir burts C, tajā teikts, ka svars norāda uz leju, kas ir nepareizi. Tā kā svara spēks ir vektora lielums, tā definīcija ir atkarīga no atskaites sistēmas. Mums, piemēram, cilvēkam, kas atrodas otrā pasaules malā, svars ir vērsts uz augšu. Pareizi būtu teikt, ka svars vienmēr ir vērsts uz Zemes centru.
2. jautājums) Uz Mēness, kur gravitācija ir vienāda ar 1,6 m / s², cilvēka svars ir 80 N. Uz Zemes, kur gravitācija ir 9,8 m / s², šīs personas masa kilogramos būs vienāda ar:
a) 490,0 kg
b) 50,0 kg
c) 8,2 kg
d) 784,0 kg
e) 128 kg
Veidne: Burts B
Izšķirtspēja:
Vispirms mums jāaprēķina personas masa, pamatojoties uz viņa svaru un smagumu uz Mēness, pārbaudiet:
No iepriekš minētajiem aprēķiniem mēs secinām, ka šī ķermeņa masa ir vienāda ar 50 kg, tomēr mēs lūdzam ķermeņa masu uz Zemes, kurai jābūt vienādai ar tās masu citur. Tādējādi pareizā alternatīva ir B burts.
3. jautājums Objekta svars ir 2231 N uz Jupitera virsmas, kur gravitācija ir 24,79 m / s². Kādam šī ķermeņa svaram jābūt uz Marsa, kur gravitācija ir 3,7 m / s²?
a) 333 N
b) 90 N.
c) 900 N
d) 370 N
e) 221 N
Veidne: Vēstule a
Izšķirtspēja:
Pamatojoties uz Jupitera ķermeņa masu un svaru, mēs varam aprēķināt tā masu uz Marsa, skatiet:
Kad esam atklājuši ķermeņa masu (90 kg), mēs atkal izmantojam svara formulu, šoreiz izmantojot Marsa gravitāciju (3,7 m / s²). Tādējādi mēs atklājam, ka šī ķermeņa svaram uz Marsa jābūt 333 N.
Autors: Rafaels Helerbroks