Güç ağırlığı: nedir, formül ve egzersizler

güçAğırlık bir vücudun güçyerçekimsel, benzersiz bir şekilde çekici, bir saniye tarafından üretilen büyük vücut, Dünya, Ay veya Güneş, Örneğin. Göre evrensel yerçekimi yasası, kütle içeren iki cisim, aralarındaki mesafenin karesiyle ters orantılı bir kuvvetle birbirini çeker.

Kuvvet ağırlığı, yerçekimi kuvveti veya basitçe ağırlık temelde aynı şeydir, ancak farklı olan ağırlık ve kütle kavramlarını karıştırmamız oldukça yaygındır. Süre ağırlık Newton (N) cinsinden ölçülen bir kuvvettir, bir cismin kütlesi ise içerdiği madde miktarıdır, kilogram (kg) olarak ölçülür.

Ayrıca erişim: kütle x ağırlık

Fizikte ağırlık nedir?

Ağırlık dır-dir güç şundan kaynaklanan cazibeyerçekimsel kütleden oluşan iki cisim arasında bunu bilerek hesaplayabiliriz. çarpma işlemi arasında makarna kilogram cinsinden ölçülen bu cisimlerden birinin ve Yerçekimi konum, m/s² cinsinden. kütlemiz kalırken değişmez farklı şiddetteki iki nokta arasında hareket ettiğimizde, bizimAğırlıkdeğişir.

Başına misal: Yerçekiminin yaklaşık 9,8 m/s² olduğu Dünya'da 10 kg'lık bir cismin ağırlığı 98 N olurken, yerçekiminin 1,6 m/s² olduğu Ay'da bu cismin ağırlığı sadece 16 N olacaktır.

Ay'da bir astronot, ağırlığı orada daha az olduğu için daha hafif hisseder.

BakAyrıca:Dünyanın döndüğünü neden hissetmediğimizi anlayın

ağırlık kuvveti formülü

Ağırlık mukavemetini hesaplamak için kullanılan formül şudur, kontrol edin:

P - ağırlık (N)

m - kütle (kg)

g - yerel yerçekimi (m/s²)

Ö Ağırlık, Çünkü o bir güç, é vektör. Bu kuvvet her zaman Dünya'nın merkezine işaret eder ve bizi yüzeyinde sıkışıp tutmaktan sorumludur. Aynı şekilde Güneş de Dünya'yı merkezine doğru çeker, yani bu yıldız gezegenimize ağır bir kuvvet uygular.

bu dünya neden güneşe doğru düşmez gezegenimizin yıldızın etrafında döndüğü büyük hızdır. Ayrıca, her zaman Dünya'nın Güneş etrafındaki yörüngesinin merkezini gösteren bir kuvvet olduğu için, kuvvet Bunun üzerinde yaptığı yerçekimi etkisi, öteleme hızının modülünü etkileyemez, sadece onun duyu.

Ağırlık ve Newton'un Üçüncü Yasası

Göre Newton'un üçüncü yasasıBir cisme bir kuvvet uyguladığımızda, ondan aynı kuvveti, aynı yoğunluk ve yönde, ancak zıt yönde geri alırız. Ağırlık bağlamında uygulandığında, bu yasa, Dünya'nın bize aşağı doğru uyguladığı kuvvetin, Dünya'ya yukarı doğru uygulandığını gösterir ve bu doğrudur. Eğer Dünya bizi merkezine doğru çekebiliyorsa, biz de ona aynı yoğunlukta fakat ters yönde bir kuvvet uygularız.

Dünya'ya doğru düşmemizin nedeni, tam tersi değil, eylemsizlik: Dünya'nın kütlesi bizim kütlelerimizden çok daha büyüktür, dolayısıyla dinlenme eğilimi çok daha fazladır, böylece uyguladığımız ağırlık kuvveti sayesinde elde ettiği ivme ihmal edilebilir, neredeyse sıfırdır.

okuAyrıca:Dünya dönmeyi durdurursa ne olur?

normal ağırlık ve güç

Normal kuvvet ve güç ve ağırlık genellikle bir etki ve tepki çifti olarak karıştırılır. Bununla birlikte, bu kuvvetler aynı cisim üzerinde hareket eder ve bu nedenle, üçüncüyasaiçindeNewton. Aslında, normal kuvvet bir sıkıştırma reaksiyon kuvveti hangi bir yüzeyde yapılır, kuvvet ağırlığıyla değil.

güç iş ağırlığı

Bir kuvvet tarafından yapılan iş, iki veya daha fazla cisim arasında aktarılan enerji miktarını ölçer. Ağırlık kuvvetinin işini hesaplamak için kullanılan formül şudur, kontrol edin:

τ - iş (J - joule)

P - ağırlık (N - Newton)

d - yer değiştirme (m - metre)

θ - güç ve ağırlık arasındaki açı

Formül bize, ağırlık kuvveti tarafından yapılan işin miktarının, yer değiştirme ile çarpılan bu kuvvetin yoğunluğunun, aynı zamanda açıya da bağlı olduğunu gösterir. θ, yer değiştirme ve ağırlık kuvveti arasında oluşur. Bazı özel durumlara bakalım:

• θ açısı 0º'ye eşit olduğunda: Ağırlık kuvveti ve yer değiştirme 0 derecelik bir açı oluşturuyorsa, ağırlık kuvveti pozitif olacaktır, yani iş ağırlık kuvvetinin bir kısmı, bir nesnenin merkezine doğru düştüğünde olduğu gibi, kinetik enerjide bir artış üretecektir. Dünya.

• θ açısı 180º'ye eşit olduğunda: Bu durumda, ağırlık kuvveti ve yer değiştirme zıttır, tıpkı burada, Dünya'da bir nesneyi yukarı doğru fırlattığımızda olduğu gibi: yaptığımızda, vücut kinetik enerji kaybeder, çünkü iş negatiftir, çünkü 180°'nin kosinüsü eşdeğerdir. 1'e.

• θ açısı 90º'ye eşit olduğunda: 90°'nin kosinüsü 0 olduğundan, ağırlık kuvveti, yatay yürüme gibi ona dik yönlerde iş yapmaz. Bu durumda cismin ağırlığı kinetik enerjisinde herhangi bir değişiklik yaratmaz.

Ayrıca bakınız: Newton'un üç yasasıyla ilgili en önemli şeyin ne olduğuna bakın

kuvvet ağırlık ve yerçekimi

bu yerçekimievrensel biridir Newton yasaları, bu yasa, kütle ile donatılmış tüm cisimlerin çiftler halinde aynı kuvvetle birbirini çektiğini belirtir. Ayrıca, bu yasa, cisimler arasındaki çekici gücün orantılıiçinürüniçindesizinmakarnalar ve tersorantılıaralarındaki mesafenin karesi. Evrensel yerçekimi formülüne bakın:

F_G - yerçekimi kuvveti (N)

G - evrensel yerçekimi sabiti (6.674.10)^-11 N.m²/kg²)

M ve m - vücut kütleleri (kg)

r - gövdeler arasındaki mesafe (m)

Solda gösterilen ilk formül, bizim evrensel yerçekimi yasası, içinde, m kütlesine ek olarak, GM/r² terimi olduğunu görebilirsiniz, bu terim aşağıdakileri hesaplamak için kullanılır. hızlanmaverirYerçekimi kütle merkezinden r uzaklıkta bir noktada M kütleli bir cisim tarafından üretilir. Ayrıca G harfi, tüm bedenler için geçerli olan bir orantı sabitidir.

Bir önceki şekilde gösterilen sağdaki formül sayesinde, Dünyanın yerçekimini hesaplamak mümkün yüzeyinde. Bunun için Dünya'nın kütlesinden (M = 5.972.10) yararlanacağız.²⁴ kg), Dünyanın ekvator yarıçapı (r = 6.371.10⁶ m) ve yerçekimi sabiti (G = 6.674.10^-11 N.m²/kg²) ve böylece Dünya'nın yüzeyindeki yerçekimini tahmin edebileceğiz:

Sonuç gösteriyor ki Isaac Newton'un evrensel yerçekimi teorisi, Dünya'nın yerçekiminin büyüklüğünü tahmin edebiliyor, ve sonuçları en doğru enstrümanlarla ölçülenlerle uyumludur.

Diyagram, iki cisim arasındaki yerçekimi kuvvetinin nasıl hesaplanacağını gösterir.

Ayrıca bakınız:Ay neden Dünya'ya düşmüyor?

Ağırlık Kuvvet Egzersizleri

Soru 1) Ağırlık ve kütle kavramlarıyla ilgili olarak YANLIŞ alternatifini kontrol edin:

a) Ağırlık, cismin kütlesinin yerel yerçekimi ivmesi ile çarpılmasıyla hesaplanır.

b) Ağırlık ve kütle farklı fiziksel büyüklüklerdir.

c) Ağırlık kuvveti aşağıyı gösterir.

d) Ağırlık, Newton cinsinden ölçülen vektörel bir büyüklüktür.

e) Kütle, kilogram cinsinden ölçülen skaler bir büyüklüktür.

Şablon: C harfi

Çözüm:

Tek yanlış ifade C harfidir, ağırlığın aşağıyı gösterdiğini söyler ki bu yanlıştır. Ağırlık kuvveti vektörel bir büyüklük olduğundan, tanımı bir referans çerçevesine bağlıdır. Örneğin bizim için dünyanın diğer tarafındaki bir kişinin ağırlığı yukarıya dönüktür. Ağırlığın her zaman Dünya'nın merkezini gösterdiğini söylemek doğru olur.

Soru 2) Yerçekiminin 1,6 m/s²'ye eşit olduğu Ay'da bir kişinin ağırlığı 80 N'dir. Yerçekiminin 9,8 m/s² olduğu Dünya'da, bu kişinin kg cinsinden kütlesi şuna eşit olacaktır:

a) 490.0 kg

b) 50.0 kg

c) 8,2 kg

d) 784,0 kg

e) 128 kg

Şablon: B 'harfi

Çözüm:

İlk önce kişinin kütlesini Ay'daki ağırlığına ve yerçekimine göre hesaplamalıyız, kontrol edin:

Yukarıdaki hesaplamalardan, bu cismin kütlesinin 50 kg'a eşit olduğunu bulduk, ancak cismin Dünya'daki kütlesini, başka bir yerdeki kütlesine eşit olması gerektiğini soruyoruz. Bu nedenle, doğru alternatif B harfidir.

Soru 3) Yerçekiminin 24.79 m/s² olduğu Jüpiter'in yüzeyinde bir cismin ağırlığı 2231 N'dir. Yerçekiminin 3,7 m/s² olduğu Mars'ta bu cismin ağırlığı ne olmalıdır?

a) 333 N

b) 90 N

c) 900 N

d) 370 N

e) 221 N

Şablon: A harfi

Çözüm:

Jüpiter'deki vücudun kütlesine ve ağırlığına dayanarak, Mars'taki kütlesini hesaplayabiliriz, bakınız:

Vücut kütlesini (90 kg) bulduktan sonra ağırlık formülünü bu sefer Mars yerçekimi (3,7 m/s²) kullanarak tekrar uyguluyoruz. Böylece, bu cismin Mars'taki ağırlığının 333 N olması gerektiğini bulduk.

Benden. Rafael Helerbrock