Site Loader

Содержание

Что измеряют в ньютонах


Ньютон (единица измерения) — это… Что такое Ньютон (единица измерения)?

  • Ньютон (единица) — Ньютон (обозначение: Н, N) единица измерения силы в системе СИ. 1 ньютон равен силе, сообщающей телу массой 1 кг ускорение 1 м/с² в направлении действия силы. Таким образом, 1 Н = 1 кг·м/с². Единица названа в честь английского физика Исаака… …   Википедия

  • Единица измерения Сименс — Сименс (обозначение: См, S)  единица измерения электрической проводимости в системе СИ, величина обратная ому. До Второй мировой войны (в СССР до 1960 х годов) сименсом называлась единица электрического сопротивления, соответсвующая сопротивлению …   Википедия

  • Тесла (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Тесла. Тесла (русское обозначение: Тл; международное обозначение: T)  единица измерения индукции магнитного поля в Международной системе единиц (СИ), численно равная индукции такого… …   Википедия

  • Зиверт (единица измерения) — Зиверт (обозначение: Зв, Sv)  единица измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ), используется с 1979 г. 1 зиверт  это количество энергии, поглощённое килограммом… …   Википедия

  • Беккерель (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Беккерель. Беккерель (обозначение: Бк, Bq)  единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель определяется как активность источника, в… …   Википедия

  • Сименс (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Сименс. Сименс (русское обозначение: См; международное обозначение: S)  единица измерения электрической проводимости в Международной системе единиц (СИ), величина обратная ому. Через другие… …   Википедия

  • Паскаль (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Паскаль (значения). Паскаль (обозначение: Па, международное: Pa)  единица измерения давления (механического напряжения) в Международной системе единиц (СИ). Паскаль равен давлению… …   Википедия

  • Грей (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Грей. Грей (обозначение: Гр, Gy)  единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ). Поглощённая доза равна одному грею, если в результате… …   Википедия

  • Вебер (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Вебер. Вебер (обозначение: Вб, Wb) единица измерения магнитного потока в системе СИ. По определению, изменение магнитного потока через замкнутый контур со скоростью один вебер в секунду наводит в… …   Википедия

  • Генри (единица измерения) — У этого термина существуют и другие значения, см. Генри. Генри (русское обозначение: Гн; международное: H) единица измерения индуктивности в Международной системе единиц (СИ). Цепь имеет индуктивность один генри, если изменение тока со скоростью… …   Википедия

ньютон (Н)

newton (N)

Ньютон (англ. newton) — единица силы в системе СИ, определяется как сила, которая, будучи приложена к массе 1 килограмм, сообщает ей ускорение 1 метр в секунду за секунду. Сокращенное обозначение: международное — N, русское — Н, но см. также ниже. В терминах основных единиц СИ ньютон имеет следующую размерность: килограмм x метр / секунда2

Единица измерения ньютон названа в честь сэра Исаака Ньютона (1642-1727), английского математика, физика и натурфилософа. Он был первым человеком, который ясно осознал взаимосвязь между силой (F), массой (m) и ускорением (a), выражаемую формулой F = ma. Консультативный комитет Международной электротехнической комиссии номер 24 по электрическим и магнитным величинам и единицам принял наименование ньютон для единицы силы в системе единиц Джорджи (МКСА) 23–24 июня 1938 года на совещании в г. Торки, Англия. Голосование прошло с результатом десять против трех, одна страна воздержалась. Оппозицию возглавили немцы.

До стандартизации обозначения для единицы ньютон на Генеральной конференции по весам и мерам CGPM иногда применялось обозначение n (на нижнем регистре), а также Nw. Соответствующая единица в системе СГС имеет название дина; 105 дин составляют один ньютон. В традиционных английских единицах один ньютон – это приблизительно 0,224809 фунто-силы (lbf) или 7,23301 паундаля. Ньютон также равен приблизительно 0,101972 килограмм-силы (кгс) или килопонда (kp).

Единицы силы: Ньютон

Все мы привыкли в жизни употреблять слово сила в сравнительной характеристике, говоря мужчины сильнее женщин, трактор сильнее автомобиля, лев сильнее антилопы.

Сила в физике определяется как мера изменения скорости тела, которое происходит при взаимодействии тел. Если сила является мерой, и мы можем сравнивать приложение различной силы, значит, это физическая величина, которую можно измерить. В каких единицах измеряется сила? 

Единицы измерения силы

В честь английского физика Исаака Ньютона, проделавшего огромные исследования в природе существования и использования различных видов силы, за единицу измерения силы в физике принят 1 ньютон (1 Н). Что же такое сила в 1 Н? В физике не выбирают единицы измерения просто так, а делают специальное согласование с теми единицами, которые уже приняты.

Мы знаем из опыта и экспериментов, что если тело покоится и на него действует сила, то тело под действием этой силы меняет свою скорость. Соответственно, для измерения силы выбирали единицу, которая будет характеризовать изменение скорости тела. И не забываем, что есть еще и масса тела, так как известно, что с одинаковой силой воздействие на различные предметы будет различно.  Мяч мы можем кинуть далеко, а вот булыжник улетит на гораздо меньшее расстояние. То есть, учтя все факторы, приходим к определению, что сила в 1 Н будет приложена к телу, если тело массой 1 кг под воздействием этой силы меняет свою скорость на 1 м/с за 1 секунду.

Единица измерения силы тяжести

Также нас интересует единица измерения силы тяжести. Так как мы знаем, что Земля притягивает к себе все тела на ее поверхности, значит, существует сила притяжения и ее можно измерить. И опять-таки, мы знаем, что сила притяжения зависит от массы тела. Чем больше масса тела, тем сильнее Земля его притягивает. Экспериментально установлено, что сила тяжести, действующая на тело массой 102 грамма – это 1 Н. А 102 грамма – это приблизительно одна десятая килограмма. А если быть более точным, то если 1 кг разделить на 9,8 частей, то мы как раз и получим приблизительно 102 грамма.

Если на тело массой 102 грамма действует сила 1 Н, то на тело массой 1 кг действует сила 9,8 Н. Ускорение свободного падения обозначают буквой g. И g равно 9,8 Н/кг. Это сила, которая действует на тело массой 1 кг, ускоряя его каждую секунду на 1 м/с. Получается, что тело, падающее с большой высоты, за время полета набирает очень большую скорость. Почему же тогда снежинки и дождевые капли падают довольно спокойно? У них очень маленькая масса, и тянет их к себе земля очень слабо. А сопротивление воздуха для них довольно велико, поэтому они летят к Земле с не очень большой, довольно одинаковой скоростью. А вот метеориты, например, при подлете к Земле набирают очень высокую скорость и при приземлении, образуется приличный взрыв, который зависит от величины и массы метеорита соотвественно.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Вес тела в физике: формула, масса, сила тяжести Следующая тема:   Связь между силой тяжести и массой тела: динамометр.
Твитнуть Нравится Нравится

Все неприличные комментарии будут удаляться.

Килоньютон — это… Что такое Килоньютон?

 Килоньютон

Ньютон (обозначение: Н, N) — единица измерения силы в системе СИ.

1 ньютон равен силе, сообщающей телу массой 1 кг ускорение 1 м/с² в направлении действия силы. Таким образом, 1 Н = 1 кг·м/с².

Единица названа в честь английского физика Исаака Ньютона.

1 Н = 105 дин.

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные Дольные величина название обозначение величина название обозначение 101 Н 10−1 Н 102 Н 10−2 Н 103 Н 10−3 Н 106 Н 10−6 Н 109 Н 10−9 Н 1012 Н 10−12 Н 1015 Н 10−15 Н 1018 Н 10−18 Н 1021 Н 10−21 Н 1024 Н 10−24 Н
деканьютон даН daNдециньютон дН dN
гектоньютон гН hNсантиньютон сН cN
килоньютон кН kNмиллиньютон мН mN
меганьютон МН MNмикроньютон мкН µN
гиганьютон ГН GNнаноньютон нН nN
тераньютон ТН TNпиконьютон пН pN
петаньютон ПН PNфемтоньютон фН fN
эксаньютон ЭН ENаттоньютон аН aN
зеттаньютон ЗН ZNзептоньютон зН zN
йоттаньютон ИН YNйоктоньютон иН yN
     применять не рекомендуется

Примеры

  • Земля притягивает яблоко массой 102 г с силой 1 Н (с такой же силой неподвижное, лежащее на земле яблоко давит на землю).
  • На поверхности Земли тело массой 1 кг давит на опору с силой примерно 9,8 Н, таким образом 1 кг примерно соответствует 10 Н. Такое округление используется в обиходе и в инженерных расчётах, не требующих особой точности.
  • Земное тяготение для человека массой 70 кг составляет 686 Н.

Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:

Ньютон-метр — это… Что такое Ньютон-метр?

Ньютон-метр (обозначение Н·м, международное — N·m) — единица измерения момента силы в Международной системе единиц (СИ).

Один ньютон-метр равен произведению плеча рычага в 1 метр и веса материала на рычаге в 1 ньютон. Для равновесия рычага количество ньютон-метров на обоих рычагах должно быть равно.

Кратные и дольные единицы

За основу единицы был принят ньютон.

Кратные Дольные величина название обозначение величина название обозначение 101 Н·м 10−1 Н·м 102 Н·м 10−2 Н·м 103 Н·м 10−3 Н·м 106 Н·м 10−6 Н·м 109 Н·м 10−9 Н·м 1012 Н·м 10−12 Н·м 1015 Н·м 10−15 Н·м 1018 Н·м 10−18 Н·м 1021 Н·м 10−21 Н·м 1024 Н·м 10−24 Н·м
деканьютон-метр даН·м daN·mдециньютон-метр дН·м dN·m
гектоньютон-метр гН·м hN·mсантиньютон-метр сН·м cN·m
килоньютон-метр кН·м kN·mмиллиньютон-метр мН·м mN·m
меганьютон-метр МН·м MN·mмикроньютон-метр мкН·м µN·m
гиганьютон-метр ГН·м GN·mнаноньютон-метр нН·м nN·m
тераньютон-метр ТН·м TN·mпиконьютон-метр пН·м pN·m
петаньютон-метр ПН·м PN·mфемтоньютон-метр фН·м fN·m
эксаньютон-метр ЭН·м EN·mаттоньютон-метр аН·м aN·m
зеттаньютон-метр ЗН·м ZN·mзептоньютон-метр зН·м zN·m
йоттаньютон-метр ИН·м YN·mйоктоньютон-метр иН·м yN·m
     применять не рекомендуется

Перевод в другие единицы

1 килограмм-сила-метр = 9.80665 Н·м 1 дюйм-унция-сила = 7.0615518 мН·м

1 дина-сантиметр = 10−7 Н·м

Экзаменационные тесты по физике 7 класс

1.​ Единица измерения мощности называется…
А) Джоуль Б) Паскаль +В) Ватт Г) Ньютон
2.​ Основателем гелиоцентрической системы мира является…
А) И.Ньютон +Б) Птолемей В) Демокрит Г) Н.Коперник
3.​ Давление рассчитывается по формуле…

+А) Б) B) Г)
4.​ Прибор для измерения силы называется…
А) спидометр +Б) динамометр В) термометр Г) барометр
5.​ На тело массой 5 кг действует сила тяжести…
+А) 50 Н Б) 0,5 Н В) 100 Н Г) 5 Н
6.​ В Паскалях измеряется…
+А) давление Б) работа В) сила Г) мощность
7.​ Закон Всемирного тяготения был открыт…
+А) И.Ньютоном Б) Птолемеем В) Демокритом Г) Н.Коперником
8.​ Под действием силы упругости 100 Н пружина растянулась на 0, 01м. Коэффициент жесткости пружины равен…
А) 1000 Н/м +Б) 10 кН/м В) 10 МН/м Г) 100 Н/м
9.​ Барометром измеряют…
А) работу Б) артериальное давление +В) атмосферное давление Г) силу
10.​ Паровая машина была изобретена…
А) Джоулем +Б) Уаттом В) Поповым Г) Н.Коперником
11.​ В момент, когда тело движется вниз и теряет часть своего веса, оно испытывает…
+А) невесомость Б) инерцию В) перегрузку Г) тяжесть


12.​ Мальчик, передвигая шкаф на 2 метра, прилагает силу 120 Н. Работа, совершенная мальчиком, равна…
А) 60 Дж +Б) 240 Дж В) 240 кДж Г) 60 кДж
13.​ Отрезок, соединяющий начальное и конечное положение тела в пространстве, называется…
А) траекторией Б) пройденным путем +В) перемещением Г) движением
14.​ Единица измерения силы называется…
А) Джоуль Б) Паскаль В) Ватт +Г) Ньютон
15.​ Скорость рассчитывается по формуле…
А) Б) +B) Г)
16.​ Мерой определяющей степень изменения скоростей тел при их взаимодействии является…

А) сила +Б) масса В) скорость Г) давление
17.​ На рычаг длиной 0,5 метра действуют с силой 20 Н. Момент силы равен…
А) 40 Н*м +Б) 10 Н*м В) 1000 Н*м Г) 0, 25 Н*м
18.​ Понятие «молекула» было введено ученым…
А) И.Ньютоном Б) Птолемеем +В) Демокритом Г) Н.Коперником
19.​ Объем тела 0,0004 м3, масса 0,8 кг. Плотность вещества, из которого изготовлено тело равно…
+А) 2000 кг/м3 Б) 1600 кг/м3 В) 3000 кг/м3 Г) 700 кг/м3
20.​ Давление, оказываемое телом на поверхность площадью 0,005 м2, вес которого 100 Н, равно…
А) 0,5 Па Б) 0,5 кПа +В) 20 кПа Г) 2 кПа
21.​ Спидометром измеряют…
А) силу Б) массу +В) скорость Г) давление
22.​ 36 км/ч равно…
А) 20 м/с +Б) 10 м/с В) 5 см/мин Г) 10 см/мин
23.​ Прибор ареометр используют для измерения…
А) силы +Б) плотности жидкости В) давления Г) скорости
24.​ Нормальное атмосферное давление равно…
+А) 105Па Б) 100 Па В) 15000 Па Г) 103Па
25.​ Коэффициент трения саней о снег 0,05. Масса саней с грузом 2 кг. Сила трения равна…
+А) 1 Н Б) 10 Н В) 0,25 Н Г) 0,1 Н
26.​ За 2 часа велосипедист проехал 10 км. Его средняя скорость равна…
А) 8 м/с +Б) 1,4 м/с В) 2 м/с Г) 10 м/с
27.​ Формула отражает…
А) закон Гука Б) взаимодействие растянутых пружин
В) закон движения +Г) закон Всемирного тяготения
28.​ Взаимное проникновение молекул одного вещества в межмолекулярные пустоты другого вещества называется…
+А) диффузия Б) инерция В) деформация Г) конвекция
29.​ Выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость 10 Н, а сила тяжести 8 Н. В этом случае тело…
А) тонет Б) плавает внутри жидкости
+В) всплывает Г) может всплывать или тонуть
30.​ Изменение положения тела в пространстве относительно других тел со временем называется…
+А) движение Б) инерция В) тяготение Г) диффузия

Физики предположили, что темная материя существует в другом измерении

https://ria.ru/20210603/materiya-1735411502.html

Физики предположили, что темная материя существует в другом измерении

Физики предположили, что темная материя существует в другом измерении — РИА Новости, 27.08.2021

Физики предположили, что темная материя существует в другом измерении

Американские физики теоретически обосновали возможность существования особого типа сил, которые объясняют свойство темной материи ускользать от наблюдений. Для… РИА Новости, 27.08.2021

2021-06-03T13:11

2021-06-03T13:11

2021-08-27T13:56

наука

сша

космос — риа наука

физика

математика

астрофизика

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/148303/09/1483030971_688:0:3312:1476_1920x0_80_0_0_81ec118c4f70c94914dab0ace2773316.jpg

МОСКВА, 3 июн — РИА Новости. Американские физики теоретически обосновали возможность существования особого типа сил, которые объясняют свойство темной материи ускользать от наблюдений. Для их описания авторы применили математический подход на основе принципа дополнительных измерений. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of High Energy Physics.По оценкам ученых, на темную материю приходится примерно 85 процентов материальной Вселенной. Но, в отличие от обычного вещества, темную материю нельзя ни обнаружить, ни описать ее свойства, так как она не поглощает, не отражает и не испускает свет.Физики из Калифорнийского университета в Риверсайде предположили, что в пространстве-времени есть дополнительное измерение, в котором и надо искать темную материю. Эта гипотеза представляет собой вариант теории самовзаимодействующей темной материи (SIDM — Self-interacting dark matter) — согласно ей, фактически невидимые частицы взаимодействуют между собой посредством неизвестной темной силы, результате чего перестают вести себя как частицы и становятся совершенно невидимыми.»Мы живем в океане темной материи, но очень мало знаем о том, чем она может быть. Мы знаем, что она существует, но не знаем, как ее искать, и не можем объяснить, почему не обнаружили ее там, где мы этого ожидали, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования доцента физики и астрономии Филипа Танедо (Philip Tanedo). — За последнее десятилетие физики пришли к пониманию того, что взаимодействиями темной материи могут управлять скрытые темные силы. Они могут полностью переписать правила того, как следует искать темную материю».Авторы доказали, что действие темных сил, благодаря которым частицы взаимно притягиваются или отталкиваются, можно описать с помощью математической теории дополнительных измерений.»Наблюдаемая Вселенная имеет три измерения. Мы предполагаем, что может быть четвертое измерение, о котором «знают» только темные силы. Дополнительное измерение может объяснить, почему темная материя так хорошо скрывается от наших попыток изучить ее в лаборатории», — говорит ученый.Исследователи отмечают, что, хотя дополнительные измерения могут показаться экзотической идеей, на самом деле это известный математический прием для описания трехмерных квантово-механических полей, не содержащих обычных частиц. В математике он называется голографическим принципом. Считается, что для описания природных систем он не подходит. Обычные силы описываются одним типом частиц с фиксированной массой. Ключевая особенность предложенной авторами теории заключается в том, что частицы темной материи описываются как континуум — бесконечное количество с разными массами.По словам авторов, предыдущие модели темной материи строились на теориях, имитирующих поведение видимых частиц. Но в реальном мире не существует аналогов темных сил, и реальная материя может не взаимодействовать с ними.Исследователи называют свою модель «континуумной» версией теории самовзаимодействующей темной материи. В отличие от классического варианта, в ней описываются взаимодействия не одинаковых частиц, а их континуума.»Наша модель идет дальше и упрощает объяснение космического происхождения темной материи, чем модель самовзаимодействующей темной материи. Это более реалистичная картина для темной силы», — заключил Танедо.

https://ria.ru/20210423/astronomy-1729637705.html

https://ria.ru/20210201/galo-1595533344.html

сша

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdnn21.img.ria.ru/images/148303/09/1483030971_1016:0:2984:1476_1920x0_80_0_0_495b1cb03b041c8de218929831a5e863.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

сша, космос — риа наука, физика, математика, астрофизика

МОСКВА, 3 июн — РИА Новости. Американские физики теоретически обосновали возможность существования особого типа сил, которые объясняют свойство темной материи ускользать от наблюдений. Для их описания авторы применили математический подход на основе принципа дополнительных измерений. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of High Energy Physics.

По оценкам ученых, на темную материю приходится примерно 85 процентов материальной Вселенной. Но, в отличие от обычного вещества, темную материю нельзя ни обнаружить, ни описать ее свойства, так как она не поглощает, не отражает и не испускает свет.

Физики из Калифорнийского университета в Риверсайде предположили, что в пространстве-времени есть дополнительное измерение, в котором и надо искать темную материю. Эта гипотеза представляет собой вариант теории самовзаимодействующей темной материи (SIDM — Self-interacting dark matter) — согласно ей, фактически невидимые частицы взаимодействуют между собой посредством неизвестной темной силы, результате чего перестают вести себя как частицы и становятся совершенно невидимыми.

«Мы живем в океане темной материи, но очень мало знаем о том, чем она может быть. Мы знаем, что она существует, но не знаем, как ее искать, и не можем объяснить, почему не обнаружили ее там, где мы этого ожидали, — приводятся в пресс-релизе университета слова руководителя исследования доцента физики и астрономии Филипа Танедо (Philip Tanedo). — За последнее десятилетие физики пришли к пониманию того, что взаимодействиями темной материи могут управлять скрытые темные силы. Они могут полностью переписать правила того, как следует искать темную материю».

23 апреля 2021, 14:31НаукаАстрономы придумали необычный способ поиска темной материи

Авторы доказали, что действие темных сил, благодаря которым частицы взаимно притягиваются или отталкиваются, можно описать с помощью математической теории дополнительных измерений.

«Наблюдаемая Вселенная имеет три измерения. Мы предполагаем, что может быть четвертое измерение, о котором «знают» только темные силы. Дополнительное измерение может объяснить, почему темная материя так хорошо скрывается от наших попыток изучить ее в лаборатории», — говорит ученый.

Исследователи отмечают, что, хотя дополнительные измерения могут показаться экзотической идеей, на самом деле это известный математический прием для описания трехмерных квантово-механических полей, не содержащих обычных частиц. В математике он называется голографическим принципом. Считается, что для описания природных систем он не подходит.

Обычные силы описываются одним типом частиц с фиксированной массой. Ключевая особенность предложенной авторами теории заключается в том, что частицы темной материи описываются как континуум — бесконечное количество с разными массами.

По словам авторов, предыдущие модели темной материи строились на теориях, имитирующих поведение видимых частиц. Но в реальном мире не существует аналогов темных сил, и реальная материя может не взаимодействовать с ними.

Исследователи называют свою модель «континуумной» версией теории самовзаимодействующей темной материи. В отличие от классического варианта, в ней описываются взаимодействия не одинаковых частиц, а их континуума.

«Наша модель идет дальше и упрощает объяснение космического происхождения темной материи, чем модель самовзаимодействующей темной материи. Это более реалистичная картина для темной силы», — заключил Танедо.

1 февраля 2021, 19:00НаукаУ карликовой галактики обнаружили огромное гало темной материи

Что такое Сила | НИСТ

Когда мы толкаем или тянем тело, говорят, что мы воздействуем на него силой. Силы также могут проявляться неодушевленными предметами. Например, локомотив воздействует на поезд, который он тянет или толкает. Точно так же сжатый воздух в контейнере воздействует на стенку контейнера. Сила может вызывать движение тела или деформацию тела. В процессе может расходоваться энергия, или приложенная сила может уравновешиваться противодействующей силой, так что энергия не расходуется.

Деформация или смещение, происходящее, когда на тело действует сила, происходит в соответствии с законами Гука и Ньютона, управляющими поведением упругих и неупругих тел.

Сэр Исаак Ньютон (1642-1727) первым сформулировал основные законы движения тел. Он постулировал три фундаментальных принципа:

  • Первый закон: тело остается в покое или продолжает двигаться прямолинейно с постоянной скоростью, если на него не действует неуравновешенная сила.
  • Второй закон: Неуравновешенная сила, действующая на тело, заставит это тело ускоряться в направлении силы с ускорением, обратно пропорциональным массе тела.
  • Третий закон: на каждое действие есть равное и противоположное противодействие.

В ту же эпоху Роберт Гук (1635-1703) заметил, что когда упругое тело подвергается нагрузке, его размеры или форма изменяются пропорционально приложенному напряжению в диапазоне напряжений.Это привело к закону Гука, который гласит, что деформация, относительное изменение размера, пропорциональна напряжению. Если напряжение, приложенное к телу, превышает определенное значение, известное как предел упругости, тело не возвращается в исходное состояние после снятия напряжения. Закон Гука применяется только в области ниже предела упругости.

Поскольку измерение искажения или движения обеспечивает средства определения величины силы, законы Ньютона и Гука являются ключевыми понятиями в измерении силы.

Единица силы

 

Единица силы определяется фундаментальной величиной массой. Основной единицей массы является килограмм (кг). Сам килограмм определяется как масса платино-иридиевого цилиндра, хранящегося в Международном бюро мер и весов в Севре, недалеко от Парижа, Франция. Копия этого цилиндра хранится в Национальном институте стандартов и технологий в Гейтерсбурге, штат Мэриленд. Он служит эталоном массы для США.

Единицей силы является Ньютон (Н). По определению, ньютон — это сила, необходимая для придания массе в один килограмм ускорения, равного одному метру в секунду в квадрате.

Ссылки по теме: Проверочное кольцо Главная  | Как появилось испытательное кольцо? | Проектирование и строительство испытательного кольца | Зачем измерять силу? | Калибровка испытательного кольца

Измерители силы | Инструменты PCE

В физике сила — это физическая величина, которая измеряет интенсивность обмена импульсом между двумя частицами или системами частиц (на языке физики элементарных частиц это называется взаимодействием).Согласно классическому определению, сила — это любой агент, способный изменять количество движения или форму материальных тел. Это не следует путать с понятиями усилия или энергии.

Виды силы

Сила растяжения:
Натяжением называется внутренняя сила, придаваемая телу за счет приложения двух сил, которые тянут в противоположных направлениях и растягивают его.
Логически, растяжение любого сечения, перпендикулярного этим силам, нормально к этому сечению, и они имеют эффект, противоположный силам, пытающимся растянуть тело.
В случае твердых тел деформация может быть постоянной; в этом случае тело превысило свой предел текучести и ведет себя как пластмасса, т. е. после прекращения действия силы тяги оно остается растянутым; если деформация непостоянна, тело называется упругим, так что при исчезновении силы тяги оно восстанавливает свою первоначальную длину.
Соотношение между возникающей силой растяжения и возникающей деформацией обычно изображается графически с помощью диаграммы с декартовой осью, которая иллюстрирует процесс и дает информацию о поведении рассматриваемого тела.


Сила сжатия:
Сжатие является результатом напряжений или давлений, существующих внутри деформируемого или полусплошного твердого тела, характеризующееся тем, что оно имеет тенденцию к уменьшению объема тела и тело укорачивается в определенном направлении.

В общем, когда материал подвергается воздействию ряда сил, вызывающих такое сильное изгибание, как сдвиг или скручивание, все эти силы вызывают появление напряжений, как растяжения, так и сжатия.Однако в технике существует различие между сжимающей силой (осевой) и сжимающим напряжением.
В механической призме сжимающая сила может быть просто результирующей силой, которая тянет определенное сечение, поперечное барицентрической оси указанной призмы, что приводит к укорочению куска в направлении барицентрической оси. Призматические детали, подвергающиеся значительной силе сжатия, подвержены короблению при изгибе, поэтому для правильного определения размеров необходимо изучить этот тип нелинейной геометрии.

Помимо измерения максимальной силы разрыва или разрыва, с помощью измерителей силы можно определить временной дискурс силы. Для этого требуется дополнительный пакет программного обеспечения и позиция для ручного тестирования LTS-20. Справа вы можете увидеть фотографию, на которой показана комбинация этих устройств. То Измерители силы серии PCE-FM могут определять множество значений измерений, но программное обеспечение способно передавать эти данные, по одному значению каждые 2 секунды. Если требуется более высокая скорость передачи, можно использовать гипертерминал Windows.Звоните в наши офисы по телефонам: Для клиентов из Великобритании +44(0) 23 809 870 30 / для клиентов из США (561) 320-9162. Если у вас есть какие-либо вопросы относительно программного обеспечения или переноса данных на компьютер. По следующей ссылке есть информация о: Калибровочных сертификатах для измерителей силы.

Вес и масса — Силы — GCSE Physics (отдельная наука) Пересмотр — Другое

Вес не то же самое, что масса. Масса — это мера того, сколько материи содержится в объекте. Вес – это сила, действующая на это вещество.Масса сопротивляется любому изменению движения объектов.

В физике термин «вес» имеет особое значение — это сила, действующая на массу из-за гравитации. Вес измеряется в ньютонах. Масса измеряется в килограммах .

Масса данного объекта везде одинакова, но его вес может меняться. Мы используем весы для измерения веса и массы.

Напряженность гравитационного поля

Вес является результатом гравитации. Сила гравитационного поля Земли составляет 10 Н/кг (десять ньютонов на килограмм).Это означает, что объект массой 1 кг будет притягиваться к центру Земли с силой 10 Н. Мы воспринимаем такие силы как вес.

На Луне вы бы весили меньше, потому что сила гравитационного поля Луны составляет одну шестую силы гравитационного поля Земли ( 1,6 Н/кг ). Но обратите внимание, что ваша масса останется прежней.

Вес

На Земле, если вы уроните объект, он ускорится по направлению к центру планеты. Вес объекта рассчитывается по следующей формуле:

вес (Н) = масса (кг) × напряженность гравитационного поля (Н/кг)

Вопрос

Масса человека составляет 60 кг.Сколько они весят на Земле, если напряженность гравитационного поля 10 Н/кг?

Открыть ответ
Открыть ответ

Вес = Масса × Гравитационное поле напряженности

Вес = 60 кг × 10 н / кг

7 Вес = 600 N

9009
  • 3
  • 4 Вопрос

    Сколько весит тот же человек на Луне, если напряженность гравитационного поля 1,6 Н/кг?

    Раскройте ответ

    вес = масса × напряженность гравитационного поля

    вес = 60 кг × 1.6 Н/кг

    вес = 96 Н

  • Количественная оценка импульса и силы — Nexus Wiki

    В нашем описании физики, лежащей в основе законов Ньютона, мы описали влияние внешних агентов на объект в интервале времени $Δt$   как Импульс , $ΔI$ , и неявно определили его как уравнение

    $ΔI/м = Δv$. (В интервале времени $Δt$   при воздействии неуравновешенного воздействия)

    Чтобы понять это, мы должны найти способ количественно определить и измерить импульс.

    Наш физический смысл в том, что что-то толкает или тянет объект, и это наше «внешнее влияние». Очень хороший способ количественной оценки чего-либо состоит в том, чтобы найти объект, который меняет себя таким образом, что мы можем измерить, когда присутствует желаемый эффект.

    В качестве аналогии подумайте о термометре. Когда термометр находится в ситуации, которую наши чувства назвали бы «горячей», жидкость в термометре расширяется, занимая больше места. Когда термометр находится в ситуации, которую наши чувства назвали бы «холодной», жидкость в термометре сжимается, занимая меньше места.Помещая жидкость в тонкую трубку, мы усиливаем этот эффект и используем измерение длины жидкости в качестве меры того, насколько что-то горячее или холодное. Мы делаем это, определяя «стандартный термометр». Кто-то (например, Национальный институт стандартов и технологий) должен поддерживать стандарт и рассылать производителям термометров откалиброванные термометры для сравнения, чтобы убедиться, что все измеряют одно и то же.

    Нам нужно сделать что-то подобное для импульса.Основная идея преобразования нашего физического ощущения толчка и притяжения во что-то измеримое — это пружина. Когда мы держим пружину в руках и тянем в обе стороны, пружина меняет свою длину. Чем сильнее мы тянем, тем дольше это становится. Мы можем чувствовать, как пружина тянет наши руки, и мы можем чувствовать, что она тянет сильнее по мере того, как растягивается. Таким образом, мы можем создать «стандартную пружину», растяжение которой измеряет силу ее растяжения.

    Теперь давайте представим простую ситуацию: стандартную тележку с маленькими колесами (поэтому можно ожидать, что качение колес будет иметь незначительное влияние), которую тянет пружина.

    Если мы тянем так, что пружина остается растянутой на фиксированную величину, мы знаем, что она растягивается с обеих сторон на фиксированную величину. Поскольку мы допускаем объектный эгоизм, тележка ощущает только неуравновешенное влияние пружины, поэтому мы можем видеть, каков эффект постоянного натяжения.

    Я пытался это сделать на видео слева. Это не так просто, так как тележка движется, поэтому вам нужно продолжать двигаться назад, чтобы пружина была растянута одинаково. Чтобы сохранить такое же растяжение, я прикрепил линейку к тележке, выходящей вперед ровно настолько, чтобы пружина растягивалась, чтобы тянуть тележку, но не слишком быстро.Затем я попытался удержать передний конец пружины на краю линейки, чтобы пружина всегда растягивалась на одинаковую величину.

    Вы можете сделать это самостоятельно, загрузив видео, нажав на изображение ниже, и вставив этот фильм в программу захвата видео, такую ​​как ImageJ или LoggerPro™.

    Я использовал это видео, чтобы получить данные в LoggerPro, показанные ниже. Мы видим, что скорость продолжает изменяться с постоянной скоростью. Это говорит о том, что растяжение пружины измеряет не импульс, который подает пружина, а что-то другое, и что импульс, который она дает, пропорционален количеству времени, в течение которого действует воздействие.(Как вы думаете, почему существуют небольшие, но устойчивые колебания относительно линейно возрастающей скорости?)

    Мы будем называть то, что измеряет растяжение пружины, сила . Наши наблюдения того факта, что тележка продолжает ускоряться до тех пор, пока ее тянет растянутая пружина, позволяют нам определить импульс, который производит пружина, как постоянное произведение временного интервала. (Изменение скорости пропорционально тому, как долго тянули тележку.)

    $$FΔt = ΔI$$

    Это приводит к уравнению

    $$FΔt/м = Δv$$

    или

    $$ΔI = FΔt = mΔv$$

    Это критическое уравнение: сила (такая, как сила пружины с постоянным растяжением), действующая в течение временного интервала, создает импульс, который изменяет массу, умноженную на скорость объекта.

    На самом деле мы должны ввести константу, так как наша стандартная пружина будет определять систему единиц. Но поскольку приведенное выше уравнение так хорошо установлено, мы можем выбрать нашу систему единиц так, чтобы нам не приходилось добавлять новую размерность, соответствующую силе.Это пришлось бы сделать, если бы мы вводили новую произвольную шкалу измерений. Вместо этого мы посмотрим на полученное нами уравнение и определим силу так, чтобы не было константы преобразования. Скорее будем писать

    $$F= m \frac{Δv}{Δt} = ma$$

    , и мы определим силу «1 единица силы» как

    .

    Одна единица силы – это сила, которая вызывает ускорение 1 м/с 2 при приложении к массе 1 кг. Мы будем называть это 1 Ньютон = 1 кг-м/с 2 .

    Теперь нам нужно выяснить, какие существуют силы, как понять, что они из себя представляют, и как их сложить.

    Джо Редиш 17.09.11

    Веревочная спасательная масса и сила

    Существуют тонкие различия между единицами измерения массы и силы. Чтобы сделать сайт RopeRescueTraining.com простым для понимания, мы часто игнорируем эти различия. и сообщить как массу, так и силу в фунтах и ​​килограммах.Однако на самом деле силы измеряются в ньютонах (Н), килограммах — сила (кг f ) или фунтах ( сила ) (lb f ).

    На этой странице более подробно описываются масса и сила, а также единицы измерения, используемые для их измерения. Эта информация в основном теоретическая, и если она вас не интересует, не стесняйтесь перейти на следующую страницу.

    Масса

    «Масса» — это измерение количества материала в объекте.Масса объекта напрямую зависит от количества и типа содержащихся в нем атомов. В «Международном Система единиц» (то есть «СИ» или «метрическая» система), масса измеряется в килограммах. Массу также можно указать в нескольких других единицах, включая фунты.

    Масса объекта остается неизменной независимо от того, где находится объект и движется ли он. Объект массой 100 кг на Земле будет все еще имеют массу 100 кг на Луне — масса объекта может измениться только путем добавления или удаления материала.

    Сила

    В физике «сила» — это взаимодействие между двумя объектами. Если не встретишь сопротивления, заставь приведет к изменению скорости объекта. Сила может быть результатом сопротивления воздуха, прямой контакт, гравитация, магнетизм и т. д.

    Второй закон движения Ньютона можно использовать для определения силы как произведения масса объекта и его ускорение (т. е. «F = ma»). Сила в единицах СИ выражается в ньютонах.

    или

    При расчете сил в канатных системах «ускорение» обусловлено гравитация Земли, которая составляет примерно 9.81 м/с 2 (метры в секунду в квадрате). Это означает, что, пренебрегая сопротивлением воздуха, падающий объект разгонится до 9,81 метров (около 32 футов) в секунду каждую секунду.

    Таким образом, брошенный предмет будет падать со скоростью примерно 10 м/с после одного секунду, 20 м/с через две секунды, почти 30 м/с через три секунды и т. д. Игнорирование сопротивление воздуха, скорость ускорения одинакова независимо от масса — перо падало бы с той же скоростью, что и камень.

    Мы можем использовать формулу «F=ma» для расчета статической силы на веревке путем умножения масса объекта на 9,81. Например, предмет массой 100 кг. который висит на веревке, создаст силу в 981 ньютон (т. е. 100 * 9,81).

    Этот 100-килограммовый объект пытается «ускориться» по направлению к Земле со скоростью 9,81. м/с 2 , но силе тяжести противостоят веревка и якорь.В результате на канат и якорь действует сила 981 ньютон.

    Вес

    В повседневном английском, когда люди используют слово «вес», они обычно имеют в виду к массе — так мы говорим. Однако, с научной точки зрения, «вес» — это измерение силы, создаваемой массой объекта и гравитацией.

    Вес объекта рассчитывается путем умножения его массы на ускорение из-за гравитации.

    или

    Вы можете видеть, что и статическая сила, и вес решаются путем умножения объекта. масса в килограммах на ускорение свободного падения Земли (9,81 м/с 2 ).

    Единицы измерения

    Как объяснялось выше, при измерении массы используются другие единицы измерения, чем при измерении сила. Вот краткое изложение этих единиц измерения.

    • Килограмм (кг) . Килограмм измеряет массу. Это является базовой единицей массы в метрической системе СИ.
    • Килограмм-сила (кгс) . Килограммы-сила — это нестандарт единица измерения силы. Она равна силе притяжения Земли на массу в один килограмм.
    • Фунт . Слово «фунт» относится либо к единице массы или силы. Когда это слово используется само по себе, оно почти всегда относится к к единице массы.Чтобы уменьшить путаницу, термины «фунт (масса)» и «фунт (сила)» используются для уточнения единицы измерения.
      • Фунт (масса) (lb или lbm) . Фунт (масса) измеряет массу. Это основная единица массы в имперской системе.
      • Фунт (сила) (lbf) . Фунт (сила) меры сила в английских инженерных единицах. Она равна силе, действующей на Земная гравитация на массу в один фунт.
    • Ньютон (Н) .Ньютон измеряет силу. это стандартная единица силы в системе СИ (метрическая).
    • Килоньютон (кН) . Килоньютон – это единица измерения силы. Один килоньютон равен 1000 ньютонов.

    Имеют ли значение слова?

    Имеет ли значение, что большинство спасателей не проводят четких различий между подразделениями? которые используются для измерения массы и силы? Если объект находится на Земле, вероятно, нет. Это потому, что, как объяснялось выше, килограмм-сила — это сила, действующая на Землю. гравитация на килограмм массы.Так что, по крайней мере на Земле, масса и сила равны (даже если они измеряют разные атрибуты объекта). Если бы ты был на Луне, масса этого объекта по-прежнему будет составлять один килограмм, но он будет оказывать только 0,16 кгс.

    Основные выводы: (1) оснастка силы являются произведением массы и ускорения свободного падения, (2) для выражения сил и массы используются разные единицы измерения, и (3) разница между силой и массой для спасателей на Земля в основном теоретическая.

    Большой ‘G’ | PhysicsCentral

    В 1665 году Исаак Ньютон признал, что всякая материя притягивает всю другую материю, но он также признал, что гравитационное притяжение повседневных предметов друг к другу было слишком мало, чтобы его можно было измерить в его время. Ньютон проверил свою теорию гравитации на больших массах астрономических объектов, таких как Луна, Земля и Солнце.

    В 1797 году Генри Кавендишу удалось измерить крошечную гравитационную силу между двумя металлическими сферами.На концы стержня он прикрепил маленькие шарики и подвесил его на проволоке. Затем он поднял два больших шара, как показано на схематическом рисунке, так что гравитационные силы слегка закрутили проволоку. Силы между маленькой и большой сферой составляют лишь около миллиардной части их веса. Тем не менее, исходя из степени кручения проволоки и физических свойств проволоки и подвешенных сфер, Кавендиш измерил крошечную силу, и она совпала с предсказанием Ньютона. (см. рисунок справа)

    Зависимость от массы и расстояния


    Фотография эксперимента Вашингтонского университета, показывающего полированные сферы

    Ньютон обнаружил, что вся материя во Вселенной притягивает все остальное вещество с силой, которая уменьшается пропорционально квадрату расстояния .Если вы удвоите расстояние между двумя объектами, сила, с которой они действуют друг на друга, делится в четыре раза.

    Сила пропорциональна массе каждого объекта. Удвойте массу одного объекта, и гравитационная сила тоже удвоится.

    Составляем уравнение.

    до сих пор у нас есть, что для силы тяжести F между двумя объектами, 1 и 2,



    F пропорциональны м 1 м 2

    R 2


    В приведенном выше соотношении M 1 и M 2 — массы, R — расстояние между ними.Чтобы преобразовать эту связь в уравнение, нам нужна константа, известная как «Большая G». Вот уравнение:


    Обратите внимание, что если R становится большим, значение F становится маленьким.

    Почему важна «большая G»

    Если мы знаем «G» из лабораторных измерений, мы можем найти массу Земли, измерив радиус лунной орбиты и продолжительность месяца, или измерив ускорение силы тяжести на поверхности Земли. Точно так же мы можем найти массу Солнца, измерив орбиту Земли и определив продолжительность года.

    Наука идет вперед?

    Мы ожидаем, что со временем измерения будут становиться все более и более точными, поскольку физики совершенствуют эксперименты и применяют новые технологии. Однако с «Большой G» точность на какое-то время падала, и быстро. До 1987 года «Большая буква G» считалась с точностью до 0,013%. Впоследствии две исследовательские группы произвели замеры, отличавшиеся на десятые доли процента от принятого тогда значения, причем в разные стороны! Следовательно, принятая неопределенность увеличилась более чем в десять раз.Эта неблагоприятная ситуация побудила к действию несколько других групп, в том числе одну из Вашингтонского университета, чьи измерения имеют точность до 0,0015%, что почти в 10 раз точнее, чем значение 1987 года.

    Измерение большой буквы «G»

    Большой новостью на научном собрании в апреле 2000 года стало объявление Йенса Гундлаха из Вашингтонского университета о долгожданном более точном измерении гравитационной постоянной (известной среди физиков как «Большая G»).Хотя G имеет фундаментальное значение для физики и астрономии с тех пор, как он был введен Исааком Ньютоном в семнадцатом веке (сила притяжения между двумя объектами равна G, умноженной на массу двух объектов и деленная на квадрат их расстояния друг от друга), она относительно трудно измерить из-за слабости гравитации.


    Стив Мерковиц (слева) и Йенс Гундлах (справа) с аппаратом Кавендиша, разработанным в Вашингтонском университете. (Фото: Мэри Левин, Вашингтонский университет)

    Группа UW уменьшила неопределенность значения G почти в десять раз.Их предварительное значение G=6,67390 x 10 -11 м3/кг/с2 с погрешностью 0,0014%. Объединение этого нового значения G с измерениями, сделанными со спутника Lageos (который использует лазерную дальнометрию для отслеживания своего орбитального положения с точностью до миллиметра), позволяет вычислить совершенно новую массу Земли с высочайшей точностью: 5,97223 (+/- .00008) x 10 24 кг. Точно так же новая масса Солнца становится 1,98843 (+/- 0,00003) x 10 30 кг.

    По словам Гундлаха, установка мало чем отличается от почтенных крутильных весов Кавендиша двухсотлетней давности: висящий маятник вынужден крутиться под воздействием каких-то находящихся поблизости пробных грузов.Но в вашингтонском эксперименте погрешности измерения значительно снижаются за счет использования механизма обратной связи для перемещения тестовых грузов, сводящего к минимуму скручивание маятника.

    Другой группе ученых из Вашингтонского университета впервые удалось измерить гравитацию в субмиллиметровом масштабе. Сила давно изучается на планетарных расстояниях, но ее труднее измерить в земном масштабе, где интрузивные электрические и магнитные поля, на много порядков более сильные, чем гравитационные поля, могут быть подавляющими.Тем не менее, Эрику Адельбергеру и его коллегам из Университета Вашингтона удалось измерить силу гравитации на расстоянии всего 150 микрон с помощью маятника в форме диска, тщательно подвешенного над другим диском, с натянутой между ними медной мембраной, помогающей изолировать электрические силы.

    Тема короткодействующей гравитации недавно привлекла большой теоретический и экспериментальный интерес благодаря относительно новой модели, которая предполагает существование дополнительных пространственных измерений, в которых может действовать гравитация, но не другие силы.По словам Нимы Аркани-Хамед из LBL, именно поэтому гравитация такая слабая: она растворяется в дополнительных измерениях. Другими словами, обычные частицы привязаны к нашему обычному пространству-времени, или «бране», в то время как гравитоны могут свободно перемещаться в невидимых измерениях.

    Одно из следствий этой модели, которое можно проверить с помощью настольных экспериментов, таких как Адельбергер, состоит в том, что гравитационная сила может отклоняться от закона обратных квадратов Ньютона (сила тяжести обратно пропорциональна квадрату расстояния между двумя объектами) на близком расстоянии.Адельбергер не наблюдал такого отклонения на расстояниях вплоть до десятых долей миллиметра и продолжит исследовать еще более короткие расстояния. (Список проводимых настольных экспериментов см. на http://gravity.phys.psu.edu/mog/mog15/node12.html.)

    Предоставлено APS News, июль 2000 г.

    Ссылки

    Вашингтонский университет

    Двухсотлетие конференции Cavendish Experiment

    Мичиганский университет

    Университет штата Айова


    Авторы и права: Джон Амсбо, Вашингтонский университет,

    Force — New World Encyclopedia

    Пружинные весы измеряют вес объекта в соответствии с силой тяжести, действующей на объект.

    В физике сила определяется как скорость изменения количества движения объекта. Это определение дал Исаак Ньютон в семнадцатом веке. Проще говоря, силу можно рассматривать как влияние, которое может заставить объект ускоряться. Сила и масса лежат в основе ньютоновской физики.

    В повседневной жизни сила может ощущаться по-разному, например, как подъем, толчок или притяжение. Знакомым примером силы является вес объекта, который определяется как количество гравитационной силы, действующей на объект. Кроме того, сила (или комбинация сил) может заставить объект вращаться или деформироваться. Вращательные эффекты и деформации определяются соответственно крутящими моментами и напряжениями, которые создают силы.

    В двадцатом веке было обнаружено, что все известные силы можно свести к четырем фундаментальным силам: сильному взаимодействию, слабому взаимодействию, электромагнитному взаимодействию и гравитации.Однако современная физика, такая как квантовая механика и общая теория относительности, больше не считает концепцию силы фундаментальной. В квантовой механике сила рассматривается как производная от взаимодействия между частицами. В общей теории относительности гравитационная сила представляет собой траекторию вдоль искривленного пространства-времени.

    История

    Аристотель и его последователи считали, что это естественное состояние объектов на Земле — быть неподвижными и что они стремятся к этому состоянию, если оставить их в покое.Но эта теория, хотя и основанная на повседневном опыте движения объектов, была впервые показана Галилеем как неудовлетворительная в результате его работы над гравитацией. Галилей построил эксперимент, в котором камни и пушечные ядра катились по склону, чтобы опровергнуть аристотелевскую теорию движения в начале семнадцатого века. Он показал, что тела ускоряются под действием силы тяжести до степени, не зависящей от их массы, и утверждал, что объекты сохраняют свою скорость, если на них не действует сила — обычно трение.

    Считается, что Исаак Ньютон дал математическое определение силы как скорость изменения (производная по времени) импульса. В 1784 году Чарльз Кулон открыл закон обратных квадратов взаимодействия между электрическими зарядами с помощью крутильных весов.

    С развитием квантовой теории поля и общей теории относительности в двадцатом веке стало понятно, что частицы влияют друг на друга посредством фундаментальных взаимодействий и что «сила» — это концепция, возникающая из закона сохранения импульса.Известны только четыре фундаментальных взаимодействия. Их называют сильными, электромагнитными, слабыми и гравитационными взаимодействиями (в порядке убывания силы). [1] В 1970-х годах электромагнитное и слабое взаимодействия были объединены в «электрослабое взаимодействие».

    Определение

    Сила определяется как скорость изменения импульса во времени:

    F→=dp→dt{\displaystyle {\vec {F}}={\mathrm {d} {\vec {p}} \over \mathrm {d} t}}

    Количество p→= mv→{\displaystyle {\vec {p}}=m{\vec{v}}} (где m{\displaystyle m\,} — масса, а v→{\displaystyle {\vec {v}}} — скорость) называется импульсом.Это единственное определение силы, известное в физике.

    Импульс является векторной величиной, т. е. имеет как величину, так и направление. Следовательно, сила также является векторной величиной. Фактическое ускорение тела определяется векторной суммой всех сил, действующих на него (известных как результирующая сила или результирующая сила).

    Если масса m постоянна во времени, то из этого определения можно вывести второй закон Ньютона:

    F → = dp → dt = d (mv →) dt = md (v →) dt = ma → {\ displaystyle {\ vec {F}} = {\ frac {\ mathrm {d} {\ vec {p }}} {\ mathrm {d} t}} = {\ frac {\ mathrm {d} (m {\ vec {v}})} {\ mathrm {d} t}} = m {\ frac {\ mathrm {d} ({\vec {v}})}{\mathrm {d} t}}=m{\vec {a}}}

    , где a→=dv→/dt{\displaystyle {\vec{ a}}={\mathrm {d} {\vec {v}}}/{\mathrm {d} t}} (скорость изменения скорости) — ускорение.

    В этой форме второй закон Ньютона обычно преподается на вводных курсах физики.

    Все известные силы природы определяются с помощью приведенного выше ньютоновского определения силы. Например, вес (сила тяжести) определяется как масса, умноженная на ускорение свободного падения: w = мг.

    Не всегда м , масса объекта, не зависит от времени, т . Например, масса ракеты уменьшается по мере сжигания топлива. При таких обстоятельствах приведенное выше уравнение F→=ma→{\displaystyle {\vec {F}}=m{\vec {a}}} явно неверно, и исходное определение силы: F→=dp→dt{ \displaystyle {\vec {F}}={\mathrm {d} {\vec {p}} \over \mathrm {d} t}}.

    Поскольку импульс является вектором, сила также является вектором — она имеет величину и направление. Векторы (и, следовательно, силы) складываются из их компонентов. Когда на объект действуют две силы, результирующая сила, часто называемая равнодействующей , представляет собой векторную сумму первоначальных сил. Это называется принципом суперпозиции. Величина равнодействующей изменяется от разности величин двух сил до их суммы в зависимости от угла между линиями их действия.Как и при любом сложении векторов, это приводит к правилу параллелограмма: сложение двух векторов, представленных сторонами параллелограмма, дает эквивалентный результирующий вектор, который по величине и направлению равен поперечной параллелограмма. Если две силы равны по величине, но противоположны по направлению, то равнодействующая равна нулю. Это состояние называется статическим равновесием, в результате чего скорость объекта остается постоянной (которая может быть равна нулю).

    Силы можно не только добавлять, но и разбивать (или «разрешать»).Например, горизонтальная сила, направленная на северо-восток, может быть разделена на две силы: одна направлена ​​на север, а другая — на восток. Суммирование этих составных сил с использованием сложения векторов дает исходную силу. Векторы силы также могут быть трехмерными, с третьим (вертикальным) компонентом, расположенным под прямым углом к ​​двум горизонтальным компонентам.

    Примеры

    • Объект находится в свободном падении. Его импульс изменяется как dp/dt = mdv/dt = ma = mg (если масса m постоянна), поэтому мы называем величину mg «гравитационной силой», действующей на объект.Это определение веса (w=mg) объекта.
    • Предмет на столе тянет вниз к полу под действием силы тяжести. В то же время стол сопротивляется направленной вниз силе с равной восходящей силой (называемой нормальной силой), что приводит к нулевой результирующей силе и отсутствию ускорения. (Если объект — человек, то он действительно ощущает нормальную силу, действующую на него снизу.)
    • Объект на столе осторожно толкается пальцем вбок. Однако он не двигается, потому что усилию пальца на объект теперь противостоит сила статического трения, возникающая между объектом и поверхностью стола.Эта сила в точности уравновешивает силу, действующую на предмет со стороны пальца, и никакого ускорения не происходит. Статическое трение автоматически увеличивается или уменьшается. Если усилие пальца увеличивается (до точки), противодействующая боковая сила статического трения увеличивается точно до точки полного противодействия.
    • Объект на столе толкается пальцем с такой силой, что статическое трение не может создать достаточную силу, чтобы соответствовать силе, действующей на палец, и объект начинает скользить по поверхности.Если палец движется с постоянной скоростью, ему необходимо приложить силу, которая в точности компенсирует силу кинетического трения о поверхность стола, и тогда объект движется с той же постоянной скоростью. Здесь наивному наблюдателю кажется, что приложение силы производит скорость (а не ускорение). Однако скорость постоянна только потому, что сила пальца и кинетическое трение компенсируют друг друга. Без трения объект постоянно ускорялся бы в ответ на постоянную силу.
    • Предмет достигает края стола и падает. Теперь тело, находящееся под действием постоянной силы своего веса, но освобожденное от нормальной силы и сил трения о стол, набирает скорость прямо пропорционально времени падения, и, таким образом, (прежде чем оно достигнет скоростей, при которых силы сопротивления воздуха становятся равными значительно по сравнению с силами гравитации) его скорость усиления по импульсу и скорости постоянна. Эти факты были впервые обнаружены Галилеем.

    Виды силы

    Хотя, по-видимому, во Вселенной существует много типов сил, все они основаны на четырех фундаментальных силах, упомянутых выше.Сильные и слабые взаимодействия действуют только на очень коротких расстояниях и ответственны за удержание вместе определенных нуклонов и составных ядер. Электромагнитная сила действует между электрическими зарядами, а гравитационная сила действует между массами.

    Все остальные силы основаны на этих четырех. Например, трение есть проявление электромагнитной силы (действующей между атомами двух поверхностей) и принципа запрета Паули, не позволяющего атомам проходить друг сквозь друга.Силы в пружинах, моделируемые законом Гука, также являются результатом электромагнитных сил и принципа исключения, действующих вместе, чтобы вернуть объект в его положение равновесия. Центробежные силы — это силы ускорения (силы инерции), возникающие просто из-за ускорения вращающихся систем отсчета.

    Современный квантово-механический взгляд на первые три фундаментальные силы (все, кроме гравитации) состоит в том, что частицы материи (фермионы) взаимодействуют не напрямую друг с другом, а путем обмена виртуальными частицами (бозонами).Этот обмен приводит к тому, что мы называем электромагнитными взаимодействиями. (Кулоновская сила является одним из примеров электромагнитного взаимодействия).

    В общей теории относительности гравитация строго не рассматривается как сила. Скорее, объекты, свободно движущиеся в гравитационных полях, просто совершают инерционное движение по прямой линии в искривленном пространстве-времени, определяемом как кратчайший пространственно-временной путь между двумя точками. Эта прямая линия в пространстве-времени представляет собой кривую линию в пространстве, и она называется баллистической траекторией объекта.Например, баскетбольный мяч, брошенный с земли, движется по параболе, так как он находится в однородном гравитационном поле. Точно так же планеты движутся по эллипсам, поскольку они находятся в обратном квадрате гравитационного поля. Производная по времени изменения импульса тела — это то, что мы называем «гравитационной силой».

    Сила в специальной теории относительности

    В специальной теории относительности масса и энергия эквивалентны (в чем можно убедиться, вычислив работу, необходимую для ускорения тела).{2}}}}}

    , где

    v{\displaystyle v} — скорость, а
    c{\displaystyle c} — скорость света.

    Обратите внимание, что это определение согласуется с классическим определением импульса (mv) на низких скоростях.

    Кроме того, согласно теории относительности, для объектов, движущихся с чрезвычайно высокой скоростью, постоянная сила создает не постоянное ускорение, а постоянно уменьшающееся ускорение по мере приближения объекта к скорости света.{2}}}}.

    ньютона – это сила, необходимая для ускорения тела массой в один килограмм со скоростью один метр в секунду в квадрате.

    A фунт-сила ( фунта f или фунт-сила ) является еще одной распространенной единицей силы. Один фунт-сила — это сила, эквивалентная силе, действующей на массу в один фунт на поверхности Земли. Когда для определения силы в фунтах используется стандарт г (ускорение 9,80665 м/с²), масса в фунтах численно равна весу в фунтах силы.Однако даже на уровне моря на Земле фактическое ускорение свободного падения различно, более чем на 0,53% больше на полюсах, чем на экваторе.

    Килограмм-сила — единица силы, которая использовалась в различных областях науки и техники. В 1901 году CGPM улучшила определение килограмм-силы, приняв для этой цели стандартное ускорение свободного падения и приравняв килограмм-силу к силе, действующей на массу в 1 кг при ускорении на 9,80665 м/с². Килограмм-сила не является частью современной системы СИ, но все еще используется в таких приложениях, как:

    • Тяга реактивных и ракетных двигателей
    • Натяжение спиц велосипедных
    • Сила натяжения луков
    • Динамометрические ключи в таких единицах, как «метр-килограммы» или «килограммы-сантиметры» (килограммы редко обозначаются как единицы силы)
    • Выходной крутящий момент двигателя (кгс·м, выраженный в различных порядках слов, написании и символах)
    • Манометры в «кг/см²» или «кгс/см²»

    Другая единица силы, называемая фунтал (пдл), определяется как сила, которая ускоряет 1 фунт на 1 фут в секунду в квадрате.Учитывая, что 1 фунт-сила = 32,174 фунта, умноженный на один фут в секунду в квадрате, мы имеем 1 фунт-сила = 32,174 пдл.

    Коэффициенты пересчета

    Ниже приведены несколько коэффициентов пересчета силы в различных единицах измерения:

    • 1 кгс (килопонд кп) = 9,80665 ньютонов
    • 1 фунт силы = 4,448222 ньютона
    • 1 фунт силы = 32,174 фунта стерлингов
    • 1 кгс = 2,2046 фунт-силы
    • 1 дина = 10 -5 ньютона
    • 1 порция = 32,174 фунта

    См. также

    Примечания

    1. ↑ Сильное взаимодействие (или сильное взаимодействие) представляет собой взаимодействие между кварками и глюонами, как это объясняется теорией квантовой хромодинамики (КХД).Слабое взаимодействие, влияющее на левые лептоны и кварки, объясняется обменом тяжелыми W- и Z-бозонами. Слово «слабый» происходит от того факта, что напряженность поля примерно в 10 13 раз меньше, чем у сильного взаимодействия.

    Ссылки

    Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

    • Паркер, Сибил П. 1983. Энциклопедия физики McGraw-Hill. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. ISBN 0070452539
    • Сервэй, Рэймонд А., Джон В. Джуэтт и Роберт Дж. Бейхнер. 2000. Физика для ученых и инженеров с современной физикой. Форт-Уэрт, Техас: Колледж Сондерс. ISBN 0030226570
    • Типлер, Пол Аллен. 1999. Физика для ученых и инженеров. Нью-Йорк: WH Издательство Freeman/Worth. ISBN 9781572598140
    • Янг, Хью Д. и Роджер А. Фридман. 2003. Физика для ученых и инженеров 11-е изд. Сан-Франциско, Калифорния: ISBN Пирсона 080538684X

    Кредиты

    New World Encyclopedia авторы и редакторы переписали и дополнили статью Wikipedia в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

    История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

    Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

    .

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.