Единицы силы. | План-конспект занятия по физике (7 класс):

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.

Единицы силы. Связь между силой тяжести и массой тела

Сила — физическая величина. Ее можно измерить, т. е. сравнить с силой, принятой за единицу.

Мы знаем, что единицы измерения различных величин выбирают условно. И за единицу силы можно принять любую силу, например силу упругости определенной пружины, растянутой до определенной длины. Можно выбрать в качестве единицы силы и силу тяжести, действующую на какое-нибудь тело.

По международному соглашению за единицу силы принят 1 ньютон — это сила, которая в течение 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с.

Единица силы ньютон названа так в честь великого английского физика Исаака Ньютона, открывшего закон всемирного тяготения.

Сокращенное обозначение единицы силы ньютон — 1 Н. Применяют также и большую единицу силы — 1 килоньютон (1 кН).

1кН = 1000 Н.

1 Н приблизительно равен силе тяжести, действующей на тело массой 0,1 кг, или, точнее, 1/9,8 кг. Следует учесть, что сила тяжести, действующая на тело, зависит от географической широты места, в котором находится данное тело. Поэтому сила тяжести, действующая на тело массой 1/9,8 кг, равна 1 Н только на определенной широте, а именно на широте французского г. Севра, где хранится эталон массы.

Как, пользуясь единицей силы 1 Н, подсчитать силу тяжести, действующую на тело любой массы?

Известно, что сила тяжести тем больше, чем больше масса тела. Так как 1 Н — сила тяжести, действующая на тело массой 1/9,8 кг, то отсюда следует, что на тело массой 1 кг действует сила тяжести, равная 9,8 Н. Сокращенно будем обозначать это так: 9,8 Н/кг. Но если на тело массой 1 кг действует сила тяжести 9,8 Н, то на тело массой 2 кг действует сила, в два раза большая и равная 19,6 Н, на тело в 3 кг — в три раза большая сила и равная 29,4 Н и т. д. Следовательно, чтобы определить силу тяжести, действующую на тело, надо 9,8 Н/кг умножить на массу тела, т. е.

F= 9,8 Н/кг m, или F = gm,

здесь F—сила тяжести, выражена в ньютонах, g=9,8 Н/кг, m — масса, дана в килограммах.

Мы знаем, что силу, с которой тело, притягиваясь Землей, действует на опору или подвес, называют весом тела. Если опора расположена горизонтально и неподвижна относительно Земли, то вес тела равен силе тяжести.

В дальнейшем в этой книге, говоря о весе тела, мы будем всегда, относить его к неподвижной и горизонтально расположенной опоре. Поэтому и вес, тела Р в ньютонах будем рассчитывать по формуле:

P= gm,

где масса m выражена в килограммах, а g = 9,8 Н/кг.

В ряде случаев при расчетах можно округлить числа и считать g=10 Н/кг.

Вопросы. 1. Что значит измерить какую-нибудь силу? 2. Что принято за единицу силы? 3. Какую силу называют ньютоном? 4. Какая сила тяжести действует на тело массой 1 кг? 5. Как подсчитать силу тяжести, действующую на тело любой массы? 6. В каком случае можно применять для вычисления веса формулу, по которой вычисляют силу тяжести?

Упражнения. 1. Чему равна сила тяжести, действующая на тело массой 2,5 кг? 800 г? 1,2 т? 50 г? 2. Скольким ньютонам равен вес тела, масса которого 10 кг? 200 г? 3. Человек весит 800 Н, Какова его масса? 4. Прочтите в конце учебника параграфы «Невесомость». «Сила тяжести на других планетах». Подготовьте по ним доклады.

Метки: весВес телаЕдиницы силызакон всемирного тяготениязаконыЗемляИсаак НьютонмассаМасса телаНьютонсиласила тяжеститяготениетяжестьфизикаформула

сил — Единицы измерения веса

спросил 7 лет, 8 месяцев назад

Изменено 2 месяца назад

Просмотрено 562 раза

$\begingroup$

Мы знаем, что вес измеряется в ньютонах. Поскольку $вес=масса\умножить на гравитационное~ускорение$. В каких единицах будет Ньютон? Будет ли это $N = кг\times g$? Но мы всегда измеряем свой вес в единицах $kg$! Правильно ли мы поступаем? 9{-2}$. У него также есть другие эквиваленты, когда мы смотрим на электромагнетизм и другие области физики, но обычно это первая форма, с которой вы знакомитесь.

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Весы для ванной — тип, о котором вы говорите, когда говорите о собственном весе — на самом деле измеряют вес . Так что правда немного сложнее, чем указывали другие ответы.

Что мы должны сказать, когда весы показывают ваш «вес», скажем, 70 кг, так это то, что ваш вес на самом деле равен 70 г$ ньютонов, где $g$ — значение ускорения свободного падения, которое равно , принятому за в калибровка весов. Иногда есть корректировка для изменения этого предполагаемого значения, которое можно откалибровать, если у вас есть точная тестовая масса, которую вы можете положить на весы.

Если нет, и вы хотите точно оценить свою массу, то вам необходимо знать, какое значение $g$ принималось, и местное значение силы тяжести $g_0$, так как ваши 9Масса 0037 на самом деле составляет $70 г/г_0$ кг.

Местная гравитация на поверхности Земли варьируется на целых 0,5%, поэтому весы, если они не будут откалиброваны повторно, сообщат, что ваш «вес» изменяется на 0,5% в соответствии с этим изменением. Точно так же «вес», сообщаемый весами, если вы поднимались и опускались в лифте, будет варьироваться.

Обратите внимание, что это обсуждение относится к пружинным или тензометрическим весам. Если вы измеряете «вес», используя что-то вроде старомодных весов или балансира, то вы напрямую сравниваете свою массу с пробной массой в том же гравитационном поле. Поэтому этот метод измерения «веса» точно сообщает вам, какова ваша масса напрямую (в кг), и для оценки вашего веса вам нужно будет умножить его на местное значение силы тяжести.

$\endgroup$

$\begingroup$

Но мы всегда измеряем свой вес в килограммах! Правильно ли мы поступаем?

№ .

Вы правы, думая, что мы ошибаемся при этом.

На самом деле, что здесь не так, так это использование нами слова веса . Если вы вместо «Мой вес 70 кг» сказали «Моя масса 70 кг», то все нормально.

Когда вы стоите на весах, весы измеряют прилагаемую вами силу, которая равна вашему весу $W$ в $\mathrm{[N]}$, а затем сами по себе умножаются на $g$, чтобы в конечном итоге показать вам ваш масса $m$ на экране. Он просто использует уравнение:

$$W=mg$$

, чтобы найти $m$. Калибровка весов является причиной того, что $g$ подходит. Если бы вы принесли шкалу, сделанную на Земле, на Луну, это было бы неправильно! Поскольку гравитация примерно в 6 раз слабее, а это значит, что $g$ на Луне в 6 раз меньше и вы теперь весите в 6 раз меньше, то (поскольку весы все еще используют земные $g$) масса (которая должна быть постоянной независимо от материи где вы находитесь), что масштаб, отображаемый на экране, также будет в 6 раз меньше: 92]$$

$\endgroup$

$\begingroup$

Хорошо, читайте внимательно.

Так что же такое вес? Вес — это не что иное, как Сила, которую ваше тело оказывает на окружающую среду. Если масса тела около 5, то сила, действующая на землю, будет равна 50 Н.

Итак, как я пришел к этому ответу?

Похоже, ты десятиклассник своего возраста. Может быть, девятиклассник, но я думаю, что в своей школе вы должны были выучить формулу поиска Силы. 92$, но так как очень утомительно писать его таким большим, мы подумали, почему бы не сократить название и не назвать его Newton. Я имею в виду, что Ньютон — громкое имя в классической механике, поэтому уважение к нему не так уж важно, если назвать единицу Ньютоном.

Таким образом, они оба одинаковы, последний способ немного удобнее. Опять же, в Индии большинство учителей сбивает с толку ученика, потому что они сами сбиты с толку. Единицей массы является кг. Вес у вас тоже в кг.

Когда вы стоите на Весах, вы на самом деле измеряете свою массу, потому что машина уже учла, что Сила гравитации, действующая на ваше тело, должна быть остановлена, чтобы показать точный и точный ответ. Просто в обществе это оказалось неправильным. Когда-то он распространился как вес и даже не уменьшится.

Это всего лишь недоразумение со стороны многих индийских книг и учителей. Я не знаю об остальном мире.

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Да мы что-то не так делаем. Вместо этого мы должны использовать «кг» для измерения нашего веса. Если мы воспользуемся земными весами и измерим наш вес на планете с другим значением «g», мы не получим правильного измерения.

$\endgroup$

2

Ньютоновская механика — Какую силу измеряют весы?

спросил 6 лет, 5 месяцев назад

Изменено 6 лет, 5 месяцев назад

Просмотрено 11 тысяч раз

$\begingroup$

В Интернете я наткнулся на несколько ответов на вопрос «Измеряют ли весы массу или вес?» но уверяю вас, что это не один такой вопрос.

Вот что я сомневаюсь; при решении задач, связанных со свободными схемами корпуса весов, когда меня попросили найти показание весов, я немного растерялся; какую именно силу измеряют весы? $мг$ вниз, только из-за веса тела на весах или из-за нормальной силы? Мне нужна эта концепция для решения таких задач, как та, что описана на следующем рисунке, в которой мне нужно найти показание весов, отмеченное (1).

Пожалуйста, помогите! Заранее большое спасибо 🙂 С уважением.

• ньютоновская механика
• силы
• вес

$\endgroup$

$\begingroup$

Как правило, весы измеряют нормальную силу, которую они прилагают к объекту, находящемуся на них. В особом случае, когда весы стационарны (как показано на вашем рисунке), это равно $mg$ или весу объекта.

Если система ускоряется, нормальная сила (и, следовательно, показания шкалы) соответственно увеличиваются или уменьшаются.

Однако эта нормальная сила уже не равна весу.

$\endgroup$

3

$\begingroup$

Если предположить, что масса весовой машины пренебрежимо мала, FBD можно представить следующим образом.

Показание на весах является мерой сжимающей силы $F$, которая действует на пружину, где величина сжатия отображается как вес на весах весов.
Как видно из диаграммы, сила $F$ равна нормальной силе реакции $N$ между весами и полом, поэтому показания весов равны нормальной реакции пола на весы. машина.

Значение $F$ зависит от того, что происходит в верхней части шкалы.
Если ускорение тела вверх равно $a$ и положительно, то $mg — F = ma$, где $a$ — ускорение тела.

Если нет ускорения $a=0$ и показания весов равны весу предмета.

По сути, весы дают вам показания силы, с которой пол действует на объект.