Единицы измерения силы. Формула силы тяжести | 7 класс

Содержание

Сила — это векторная физическая величина, имеющая направление и численное значение. Как же определить ее численное значение?

Что значит измерить какую-либо силу? Как вы уже знаете, для этого нам необходимо определить единицу измерения — некий эталон, принятый за единицу. За такую единицу можно принять любую силу. Например, силу тяжести, которая действует на какое-то определенное тело.

Также можно принять и силу упругости выбранной пружины, растянутой до некоторой длины. На данном уроке вы узнаете, какую силу приняли за единицу, получите формулу для определения силы тяжести и научитесь ею пользоваться для решения задач.

Единицы силы

Если изменяется скорость тела, то мы можем сказать, что на него действует сила. Итак, что принято за единицу силы?

За единицу силы принята сила, которая за время $1 \space c$ изменяет скорость тела массой $1 \space кг$ на $1 \frac{м}{с}$.

Данная единица называется ньютоном ($1 \space Н$). Она была названа в честь знаменитого английского физика, механика и астронома Исаака Ньютона (рисунок 1).

Рисунок 1. Исаак Ньютон (1642–1727). Портрет сделан в 1689 году

Часто используются и другие единицы — килоньютон ($кН$) и миллиньютон ($мН$).

$1 \space кН = 1000 \space Н$,
$1 \space Н = 0,001 \space кН$.

$1 \space Н = 1000 \space мН$,
$1 \space мН = 0,001 \space Н$.

{"questions":[{"content":"Выберите, какая сила принята за <b>единицу силы</b>[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["сила, которая которая за время $1 \\space с$ <br /> изменяет скорость тела массой $1 \\space кг$ на $1 \\frac{м}{с}$","сила, которая которая за время $1 \\space с$ <br /> изменяет скорость тела массой $10 \\space кг$ на $1 \\frac{км}{с}$","сила, которая которая за время $1 \\space с$ <br /> изменяет скорость тела массой $1 \\space г$ на $1 \\frac{м}{с}$","сила, которая которая за время $1 \\space м$ <br /> изменяет скорость тела массой $1 \\space кг$ на $1 \\frac{с}{м}$"],"answer":[0]}}}]}

Связь между силой тяжести и массой тела

Теперь мы знаем единицу измерения силы. Но как ее представить? С чем сравнить? Что это за сила в $1 \space Н$? 

Рассмотрим силу тяжести, равную $1 \space Н$.

Доказано, что с такой силой притягивается к Земле тело массой приблизительно $\frac{1}{10} \space кг$. Если быть более точными, эта масса составляет $\frac{1}{9.8} \space кг$ (около $102 \space г$). Но чему будет равна сила тяжести, действующая на тело другой массы? 

Нам известно, что сила тяжести прямо пропорциональна массе рассматриваемого тела. Если мы возьмем два тела с разными массами, то во сколько раз отличаются друг от друга массы двух тел, во столько же раз будут отличаться силы тяжести, действующие на них. 

Теперь используем новую информацию.
На тело массой $\frac{1}{9.8} \space кг$ действует сила тяжести в $1 \space Н$.

Возьмем тело с массой в 2 раза большей — $\frac{2}{9.8} \space кг$. Тогда сила тяжести тоже будет в 2 раза больше — $2 \space Н$.

Очевидно, что на тело с массой $\frac{7}{9.8} \space кг$ будет действовать сила тяжести, равная $7 \space Н$, на тело с массой $\frac{7. 5}{9.8} \space кг$ — $7.5 \space Н$ и т.д. 

А теперь возьмем тело с массой $\frac{9.8}{9.8} \space кг$. На него будет действовать сила тяжести, равная $9.8 \space Н$. Посмотрите внимательнее на массу данного тела: $\frac{9.8}{9.8} \space кг = 1 \space кг$.

На тело массой $1 \space кг$ действует сила тяжести, равная $9.8 \space Н$

Значение данной силы, действующей на тело массой $1 \space кг$, можно записать как: $9.8 \space \frac{Н}{кг}$.

Формула для расчета силы тяжести. Ускорение свободного падения

Давайте снова используем свойство прямо пропорциональности массы и силы тяжести: 

• если мы возьмем тело с массой $2 \space кг$ (а это в 2 раза больше, чем масса $1 \space кг$), то сила тяжести будет равна $19.6 \space Н$ ($9.8 \space Н \cdot 2$)
• если мы возьмем тело с массой $3 \space кг$ (а это в 3 раза больше, чем масса $1 \space кг$), то сила тяжести будет равна $29.4 \space Н$ ($9.8 \space Н \cdot 3$)

Так мы можем продолжать бесконечно, рассматривая тела различных масс. Таким образом,

Чтобы определить силу тяжести, действующую на тело любой массы, нужно $9.8 \frac{Н}{кг}$ умножить на массу выбранного тела:
$F_{тяж} = 9.8 \frac{Н}{кг} \cdot m$.

Величину $9.8 \frac{Н}{кг}$ обозначают буквой $g$ и называют ускорением свободного падения.

Так мы получили формулу для силы тяжести. Как рассчитать силу тяжести, действующую на тело любой массы?

$F_{тяж} = gm$

Если тело и опора неподвижны или движутся равномерно и прямолинейно, то мы получим формулу для веса тела.

По какой формуле можно определить вес тела?

$$P = F_{тяж} = gm$$

{"questions":[{"content":"Величину [[input-40]]$\\frac{Н}{кг}$ обозначают буквой [[fill_choice-59]] и называют <b>ускорением свободного падения</b>.","widgets":{"input-40":{"type":"input","inline":1,"answer":["9,8","9. 8","9.80","9,80"]},"fill_choice-59":{"type":"fill_choice","options":["$g$","$H$","$t$","$m$"],"answer":0}}}]}

Примеры задач

Если для решения задачи не требуется особой точности, $g = 9.8 \frac{Н}{кг}$ округляют до $g = 10 \frac{Н}{кг}$. Если в тексте задачи нет информации о точности или используемой величине ускорения свободного падения, то используется $g = 9.8 \frac{Н}{кг}$.

Задача №1

На столе лежит книга массой $700 \space г$. Определите силу тяжести и вес книги. Покажите эти силы на рисунке, используя масштаб, где за $1 \space Н$ равен $0.5 \space си$. При расчетах используйте ускорение свободного падения равное $10 \frac{Н}{кг}$.

Дано:
$m = 700 \space г$
$g = 10 \frac{Н}{кг}$

СИ:
$m = 0.7 \space кг$

$F_{тяж} — ?$
$P — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Решение:

Используем формулы: $F_{тяж} = gm$ и $P = gm$. 

$F_{тяж} = P \approx 10 \frac{Н}{кг} \cdot 0. 3 = 39.2 \space Н$.

Ответ: $P = 39.2 \space Н$.

Задача №3

Люстра, подвешенная к потолку, действует на него с силой $63.7 \space Н$. Найдите массу люстры.

Для того чтобы верно записать условия задачи, нужно понимать, как люстра действует на потолок. Люстра неподвижна, значит, речь идет о весе. 

Дано:
$P = 63.7 \space Н$
$g = 9.8 \frac{Н}{кг}$

$m — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Решение: 

Итак, люстра действует на потолок своим весом. На люстру же действует сила тяжести, численно равная весу люстры.

Воспользуемся формулой:
$P = gm$.

Выразим массу:
$m = \frac {P}{g}$.

$m = \frac {63.7 \space Н}{9.8 \frac{Н}{кг}} = 6.5 \space кг$.

Ответ: $m = 6.5 \space кг$.

Больше задач на расчет силы тяжести, а также веса тела и силы упругости смотрите в отдельном уроке.

Упражнения

Упражнение №1

Определите силу тяжести, действующую на тело массой $3. 5 \space кг$; $400 \space г$; $1.5 \space т$; $60 \space г$.


Дано:
$m_1 = 3.5 \space кг$
$m_2 = 400 \space г$
$m_3 = 1.5 \space т$
$m_4 = 60 \space г$
$g \approx 10 \frac{Н}{кг}$

СИ:

$m_2 = 0.4 \space кг$
$m_3 = 1500 \space кг$
$m_4 = 0.06 \space кг$

$F_{тяж1} — ?$
$F_{тяж2} — ?$
$F_{тяж3} — ?$
$F_{тяж4} — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Решение:

Для расчета силы тяжести будем использовать формулу: $F_{тяж} = gm$.

$F_{тяж1} = gm_1$,
$F_{тяж1} = 10 \frac{Н}{кг} \cdot 3.5 \space кг = 35 \space Н$.

$F_{тяж2} = gm_2$,
$F_{тяж2} = 10 \frac{Н}{кг} \cdot 0.4 \space кг = 4 \space Н$.

$F_{тяж3} = gm_3$,
$F_{тяж3} = 10 \frac{Н}{кг} \cdot 1500 \space кг = 15000 \space Н = 15 \space кН$.

$F_{тяж4} = gm_4$,
$F_{тяж4} = 10 \frac{Н}{кг} \cdot 0.06 \space кг = 0.6 \space Н$.

Ответ: $F_{тяж1} = 35 \space Н$, $F_{тяж2} = 4 \space Н$, $F_{тяж3} = 15 \space кН$, $F_{тяж4} = 0. 6 \space Н$.

Упражнение №2

Найдите вес тела, масса которого $5 \space кг$, $300 \space г$.

Дано:
$m_1 = 5 \space кг$
$m_2 = 300 \space г$
$g \approx 10 \frac{Н}{кг}$

СИ:

$m_2 = 0.3 \space кг$

$P_1 — ?$
$P_2 — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Решение:

Для расчета веса тел будем использовать формулу: $P = F_{тяж} = gm$.

$P_1 = gm_1$,
$P_1 = 10 \frac{Н}{кг} \cdot 5 \space кг = 50 \space Н$.

$P_2 = gm_2$,
$P_2 = 10 \frac{Н}{кг} \cdot 0.3 \space кг = 3 \space Н$.

Ответ: $P_1 = 50 \space Н$, $P_2 = 3 \space Н$.

Упражнение №3

Вес человека $700 \space Н$. Определите его массу. Сделайте рисунок и покажите вес тела.

Дано:
$P = 700 \space Н$
$g \approx 10 \frac{Н}{кг}$

$m — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Решение:

Мы знаем, что вес тела будет равен силе тяжести, действующей на человека. Запишем формулу, связывающую эти величины, и рассчитаем массу тела человека.

$P = F_{тяж} = gm$,
$m = \frac{P}{g}$,
$m = \frac{700 \space Н}{10 \frac{Н}{кг}} = 70 \space кг$.

На рисунке 3 изображен вес тела человека.

Масштаб: $200 \space Н$ соответствует отрезку длиной $1 \space см$. Так, вес изображен отрезком длиной $3.5 \space см$.

В отличие от силы тяжести вес тела приложен к опоре, а не к центру тела. Так как человек стоит на полу, то вес приложен к точке между подошвами его обуви и полом.

Рисунок 3. Вес тела стоящего человека

Ответ: $m = 70 \space кг$.

Упражнение №4

Выразите в ньютонах следующие силы: $240 \space кН$, $25 \space кН$, $5 \space кН$, $0.2 \space кН$.

Показать решение

Скрыть

Решение:

$F_1 = 240 \space кН = 240 \space 000 \space Н$.

$F_2 = 25 \space кН = 25 \space 000 \space Н$.

$F_3 = 5 \space кН = 5000 \space Н$.

$F_4 = 0.2 \space кН = 200 \space Н$.

Упражнение №5

На столе стоит телевизор массой $5 \space кг$. Определите силу тяжести и вес телевизора. Изобразите эти силы на рисунке.

Дано:
$m = 5 \space кг$
$g \approx 10 \frac{Н}{кг}$

$F_{тяж} — ?$
$P — ?$

Показать решение и ответ

Скрыть

Решение:

Телевизор неподвижен, поэтому вес тела и сила тяжести будут равны друг другу. Рассчитаем их:
$P = F_{тяж} = gm$,
$P = F_{тяж} = 10 \frac{Н}{кг} \cdot 5 \space кг = 50 \space Н$.

Для изображения сил выберем масштаб: $10 \space Н$ соответствует отрезок длиной $1 \space см$. На рисунке 4, а показана сила тяжести, действующая на телевизор. Она приложена к его центру. На рисунке 4, б показан вес, действующий на телевизор. Он приложен к опоре. Эти силы равны по модулю, поэтому при их изображении обратите внимание на то, чтобы отрезки были одинаковой длины (по $5 \space см$ каждый).

Рисунок 4. Сила тяжести, действующая на телевизор и его вес

Ответ: $P = F_{тяж} = 50 \space Н$.

ньютон [Н] в килоньютон [кН] • Конвертер силы • Популярные конвертеры единиц • Компактный калькулятор • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Функциональность этого сайта будет ограничена, так как в Вашем браузере отключена поддержка JavaScript!

Популярные конвертеры единиц

Конвертеры единиц измерения длины, массы, объема, температуры, давления, энергии, скорости и другие популярные конвертеры единиц измерения.

Конвертер силы

Сила — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел, а также полей. Приложенная к телу сила является причиной изменения его скорости или возникновения в нём деформаций.

Единицей измерения в Международной системе единиц (СИ) является ньютон (N, Н). 1 ньютон — это сила, требуемая для сообщения телу массой один килограмм ускорения один метр в секунду за секунду или кг·м·с⁻². В системе СГС единицей измерения силы является дина. Одна дина — это сила, требуемая для сообщения телу массой один грамм ускорения один сантиметр в секунду за секунду или г·см·с⁻².

Использование конвертера «Конвертер силы»

На этих страницах размещены конвертеры единиц измерения, позволяющие быстро и точно перевести значения из одних единиц в другие, а также из одной системы единиц в другую. Конвертеры пригодятся инженерам, переводчикам и всем, кто работает с разными единицами измерения.

Изучайте технический английский язык и технический русский язык с нашими видео! — Learn technical English and technical Russian with our videos!

Пользуйтесь конвертером для преобразования нескольких сотен единиц в 76 категориях или несколько тысяч пар единиц, включая метрические, британские и американские единицы. Вы сможете перевести единицы измерения длины, площади, объема, ускорения, силы, массы, потока, плотности, удельного объема, мощности, давления, напряжения, температуры, времени, момента, скорости, вязкости, электромагнитные и другие.

», то есть «…умножить на десять в степени…». Компьютерная экспоненциальная запись широко используется в научных, математических и инженерных расчетах.
• Выберите единицу, с которой выполняется преобразование, из левого списка единиц измерения.
• Выберите единицу, в которую выполняется преобразование, из правого списка единиц измерения.
• Введите число (например, «15») в поле «Исходная величина».
• Результат сразу появится в поле «Результат» и в поле «Преобразованная величина».
• Можно также ввести число в правое поле «Преобразованная величина» и считать результат преобразования в полях «Исходная величина» и «Результат».

Мы работаем над обеспечением точности конвертеров и калькуляторов TranslatorsCafe.com, однако мы не можем гарантировать, что они не содержат ошибок и неточностей. Вся информация предоставляется «как есть», без каких-либо гарантий. Условия.

Если вы заметили неточность в расчётах или ошибку в тексте, или вам необходим другой конвертер для перевода из одной единицы измерения в другую, которого нет на нашем сайте — напишите нам!

Канал Конвертера единиц TranslatorsCafe.

com на YouTube

Random converter

Перевести единицы: ньютон [Н] в килоньютон [кН] Конвертер длины и расстоянияКонвертер массыКонвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питанияКонвертер площадиКонвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептахКонвертер температурыКонвертер давления, механического напряжения, модуля ЮнгаКонвертер энергии и работыКонвертер мощностиКонвертер силыКонвертер времениКонвертер линейной скоростиПлоский уголКонвертер тепловой эффективности и топливной экономичностиКонвертер чисел в различных системах счисления.Конвертер единиц измерения количества информацииКурсы валютРазмеры женской одежды и обувиРазмеры мужской одежды и обувиКонвертер угловой скорости и частоты вращенияКонвертер ускоренияКонвертер углового ускоренияКонвертер плотностиКонвертер удельного объемаКонвертер момента инерцииКонвертер момента силыИмпульс (количество движения)Импульс силыКонвертер вращающего моментаКонвертер удельной теплоты сгорания (по массе)Конвертер плотности энергии и удельной теплоты сгорания топлива (по объему)Конвертер разности температурКонвертер коэффициента теплового расширенияКонвертер термического сопротивленияКонвертер удельной теплопроводностиКонвертер удельной теплоёмкостиКонвертер энергетической экспозиции и мощности теплового излученияКонвертер плотности теплового потокаКонвертер коэффициента теплоотдачиКонвертер объёмного расходаКонвертер массового расходаКонвертер молярного расходаКонвертер плотности потока массыКонвертер молярной концентрацииКонвертер массовой концентрации в раствореКонвертер динамической (абсолютной) вязкостиКонвертер кинематической вязкостиКонвертер поверхностного натяженияКонвертер паропроницаемостиКонвертер плотности потока водяного параКонвертер уровня звукаКонвертер чувствительности микрофоновКонвертер уровня звукового давления (SPL)Конвертер уровня звукового давления с возможностью выбора опорного давленияКонвертер яркостиКонвертер силы светаКонвертер освещённостиКонвертер разрешения в компьютерной графикеКонвертер частоты и длины волныОптическая сила в диоптриях и фокусное расстояниеОптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×)Конвертер электрического зарядаКонвертер линейной плотности зарядаКонвертер поверхностной плотности зарядаКонвертер объемной плотности зарядаКонвертер электрического токаКонвертер линейной плотности токаКонвертер поверхностной плотности токаКонвертер напряжённости электрического поляКонвертер электростатического потенциала и напряженияКонвертер электрического сопротивленияКонвертер удельного электрического сопротивленияКонвертер электрической проводимостиКонвертер удельной электрической проводимостиЭлектрическая емкостьКонвертер индуктивностиКонвертер реактивной мощностиКонвертер Американского калибра проводовУровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицахКонвертер магнитодвижущей силыКонвертер напряженности магнитного поляКонвертер магнитного потокаКонвертер магнитной индукцииРадиация. Конвертер мощности поглощенной дозы ионизирующего излученияРадиоактивность. Конвертер радиоактивного распадаРадиация. Конвертер экспозиционной дозыРадиация. Конвертер поглощённой дозыКонвертер десятичных приставокПередача данныхКонвертер единиц типографики и обработки изображенийКонвертер единиц измерения объема лесоматериаловВычисление молярной массыПериодическая система химических элементов Д. И. Менделеева 1 ньютон [Н] = 0,001 килоньютон [кН] Исходная величина ньютонэксаньютонпетаньютонтераньютонгиганьютонмеганьютонкилоньютонгектоньютондеканьютондециньютонсантиньютонмиллиньютонмикроньютоннаноньютонпиконьютонфемтоньютонаттоньютондинаджоуль на метрджоуль на сантиметрграмм-силакилограмм-силатонна-сила (короткая)тонна-сила (дл.)тонна-сила (метрическая)килофунт-силакилофунт-силафунт-силаунция-силапаундальфунт-фут в сек²грамм-силакилограмм-силастенграв-силамиллиграв-силаатомная единица силы Преобразованная величина ньютонэксаньютонпетаньютонтераньютонгиганьютонмеганьютонкилоньютонгектоньютондеканьютондециньютонсантиньютонмиллиньютонмикроньютоннаноньютонпиконьютонфемтоньютонаттоньютондинаджоуль на метрджоуль на сантиметрграмм-силакилограмм-силатонна-сила (короткая)тонна-сила (дл. )тонна-сила (метрическая)килофунт-силакилофунт-силафунт-силаунция-силапаундальфунт-фут в сек²грамм-силакилограмм-силастенграв-силамиллиграв-силаатомная единица силы Спектры Знаете ли вы что произойдет, если убрать из звука скрипки все высшие гармоники и оставить только основную частоту? Всего один щелчок — и вы узнаете! Сила тяжести, подъемная сила и сила сопротивления, которые действуют на спортсмена, находятся в равновесии Общие сведения Равновесие Основные силы в природе Сильное взаимодействие Электромагнитное взаимодействие Слабое взаимодействие Гравитационное взаимодействие Приливы и отливы Другие силы Сила нормальной реакции опоры Сила трения Интересные факты о силе Общие сведения В физике сила определяется как явление, которое изменяет движение тела. Это может быть как движение всего тела, так и его частей, например, при деформировании. Если, к примеру, поднять камень, а потом отпустить, то он упадет, потому что его притягивает к земле сила притяжения. Эта сила изменила движение камня — из спокойного состояния он перешел в движение с ускорением. Падая, камень пригнет к земле траву. Здесь сила, называемая весом камня, изменила движение травы и ее форму. Сила — это вектор, то есть, у нее есть направление. Если на тело одновременно действует несколько сил, они могут быть в равновесии, если их векторная сумма равна нулю. В этом случае тело находится в состоянии покоя. Камень в предыдущем примере, вероятно, покатится по земле после столкновения, но, в конце концов, остановится. В этот момент сила тяжести будет тянуть его вниз, а сила упругости, наоборот, толкать наверх. Векторная сумма этих двух сил равна нулю, поэтому камень находится в равновесии и не движется. В системе СИ сила измеряется в ньютонах. Один ньютон — это векторная сумма сил, которая изменяет скорость тела массой в один килограмм на один метр в секунду за одну секунду. Равновесие Архимед одним из первых начал изучать силы. Его интересовало воздействие сил на тела и материю во Вселенной, и он построил модель этого взаимодействия. Архимед считал, что если векторная сумма сил, действующих на тело, равна нулю, то тело находится в состоянии покоя. Позже было доказано, что это не совсем так, и что тела в состоянии равновесия также могут двигаться с постоянной скоростью. Основные силы в природе Именно силы приводят в движение тела, или заставляют их оставаться на месте. В природе существует четыре основные силы: гравитация, электромагнитное взаимодействие, сильное и слабое взаимодействие. Они также известны под названием фундаментальных взаимодействий. Все другие силы — производные этих взаимодействий. Сильное и слабое взаимодействия воздействуют на тела в микромире, в то время как гравитационное и электромагнитное воздействия действуют и на больших расстояниях. Сильное взаимодействие Самое интенсивное из взаимодействий — сильное ядерное взаимодействие. Связь между кварками, которые формируют нейтроны, протоны, и частицы, из них состоящие, возникает именно благодаря сильному взаимодействию. Движение глюонов, бесструктурных элементарных частиц, вызвано сильным взаимодействием, и передается кваркам благодаря этому движению. Без сильного взаимодействия не существовало бы материи. Электромагнитное взаимодействие Трансформаторы на столбах в городе Киото, Япония Электромагнитное взаимодействие — второе по величине. Оно происходит между частицами с противоположными зарядами, которые притягиваются друг к другу, и между частицами с одинаковыми зарядами. Если обе частицы имеют положительный или отрицательный заряд, они отталкиваются. Движение частиц, которое при этом возникает — это электричество, физическое явление, которое мы используем каждый день в повседневной жизни и в технике. Химические реакции, свет, электричество, взаимодействие между молекулами, атомами и электронами — все эти явления происходят благодаря электромагнитному взаимодействию. Электромагнитные силы препятствуют проникновению одного твердого тела в другое, так как электроны одного тела отталкивают электроны другого тела. Изначально считалось, что электрическое и магнитное воздействия — две разные силы, но позже ученые обнаружили, что это разновидность одного и того же взаимодействия. Электромагнитное взаимодействие легко увидеть с помощью простого эксперимента: снять с себя шерстяной свитер через голову, или потереть волосы о шерстяную ткань. Большинство тел имеет нейтральный заряд, но если потереть одну поверхность об другую, можно изменить заряд этих поверхностей. При этом электроны передвигаются между двумя поверхностями, притягиваясь к электронам с противоположным зарядом. Когда на поверхности становится больше электронов, общий заряд поверхности также изменяется. Волосы, «встающие дыбом» когда человек снимает свитер — пример этого явления. Электроны на поверхности волос сильнее притягиваются к атомам с на поверхности свитера, чем электроны на поверхности свитера притягиваются к атомам на поверхности волос. В результате происходит перераспределение электронов, что приводит к появлению силы, притягивающей волосы к свитеру. В этом случае волосы и другие заряженные предметы притягиваются не только к поверхностям не только с противоположным но и с нейтральным зарядами. Слабое взаимодействие Слабое ядерное взаимодействие слабее электромагнитного. Как движение глюонов вызывает сильное взаимодействие между кварками, так движение W- и Z- бозонов вызывает слабое взаимодействие. Бозоны — испускаемые или поглощаемые элементарные частицы. W-бозоны участвуют в ядерном распаде, а Z-бозоны не влияют на другие частицы, с которыми приходят в контакт, а только передают им импульс. Благодаря слабому взаимодействию возможно определить возраст материи с помощью метода радиоуглеродного анализа. Возраст археологических находок можно определить, измерив содержание радиоактивного изотопа углерода по отношению к стабильным изотопам углерода в органическом материале этой находки. Для этого сжигают предварительно очищенный небольшой фрагмент вещи, возраст которой нужно определить, и, таким образом, добывают углерод, который потом анализируют. Гравитационное взаимодействие Звездное небо над озером Онтарио. Миссиссога, Канада Самое слабое взаимодействие — гравитационное. Оно определяет положение астрономических объектов во вселенной, вызывает приливы и отливы, и из-за него брошенные тела падают на землю. Гравитационное взаимодействие, также известное как сила притяжения, притягивает тела друг к другу. Чем больше масса тела, тем сильнее эта сила. Ученые считают, что эта сила также как и другие взаимодействия, возникает благодаря движению частиц, гравитонов, но пока не удалось найти такие частицы. Движение астрономических объектов зависит от силы притяжения, и траекторию движения можно определить, зная массу окружающих астрономических объектов. Именно с помощью таких вычислений ученые обнаружили Нептун еще до того, как увидели эту планету в телескоп. Траекторию движения Урана нельзя было объяснить гравитационными взаимодействиями между известными в то время планетами и звездами, поэтому ученые предположили, что движение происходит под влиянием гравитационной силы неизвестной планеты, что позже и было доказано. Согласно теории относительности, сила притяжения изменяет пространственно-временной континуум — четырехмерное пространство-время. Согласно этой теории, пространство искривляется силой притяжения, и это искривление больше около тел с большей массой. Обычно это более заметно возле больших тел, таких как планеты. Это искривление было доказано экспериментально. Сила притяжения вызывает ускорение у тел, летящих по направлению к другим телам, например, падающих на Землю. Ускорение можно найти с помощью второго закона Ньютона, поэтому оно известно для планет, чья масса также известна. Например, тела, падающие на землю, падают с ускорением 9,8 метров в секунду. Приливы и отливы Море и скалы Пример действия силы притяжения — приливы и отливы. Они возникают благодаря взаимодействию сил притяжения Луны, Солнца и Земли. В отличие от твердых тел, вода легко меняет форму при воздействии на нее силы. Поэтому силы притяжения Луны и Солнца притягивают воду сильнее, чем поверхность Земли. Движение воды, вызванное этими силами, следует за движением Луны и Солнца относительно Земли. Это и есть приливы и отливы, а силы, при этом возникающие, — приливообразующие силы. Так как Луна ближе к Земле, приливы больше зависят от Луны, чем от Солнца. Когда приливообразующие силы Солнца и Луны одинаково направлены, возникает наибольший прилив, называемый сизигийным. Наименьший прилив, когда приливообразующие силы действуют в разных направлениях, называется квадратурным. Частота приливов зависит от географического положения водяной массы. Силы притяжения Луны и Солнца притягивают не только воду, но и саму Землю, поэтому в некоторых местах приливы возникают, когда Земля и вода притягиваются в одном направлении, и когда это притяжение происходит в противоположных направлениях. В этом случае прилив-отлив происходит два раза в день. В других местах это происходит один раз в день. Приливы и отливы зависят от береговой линии, океанских приливов в этом районе, и расположения Луны и Солнца, а также взаимодействия их сил притяжения. В некоторых местах приливы и отливы происходят раз в несколько лет. В зависимости от структуры береговой линии и от глубины океана, приливы могут влиять на течения, шторма, изменение направления и силы ветра и изменение атмосферного давления. В некоторых местах используют специальные часы для определения следующего прилива или отлива. Настроив их в одном месте, приходится настраивать их заново при перемещении в другое место. Такие часы работают не везде, так как в некоторых местах невозможно точно предсказать следующий прилив и отлив. Сила движущейся воды во время приливов и отливов используется человеком с древних времен как источник энергии. Мельницы, работающие на энергии приливов, состоят из водного резервуара, в который пропускается вода во время прилива, и выпускается во время отлива. Кинетическая энергия воды приводит в движение мельничное колесо, и полученная энергия используется для совершения работы, например помола муки. Существует ряд проблем с использованием этой системы, например экологических, но несмотря на это — приливы являются многообещающим, надежным и возобновляемым источником энергии. Другие силы Согласно теории о фундаментальных взаимодействиях, все остальные силы в природе — производные четырех фундаментальных взаимодействий. Сила нормальной реакции опоры Равновесие Сила нормальной реакции опоры — это сила противодействия тела нагрузке извне. Она перпендикулярна поверхности тела и направлена против силы, действующей на поверхность. Если тело лежит на поверхности другого тела, то сила нормальной реакции опоры второго тела равна векторной сумме сил, с которой первое тело давит на второе. Если поверхность вертикальна поверхности Земли, то сила нормальной реакции опоры направлена противоположно силе притяжения Земли, и равна ей по величине. В этом случае их векторная сила равна нулю и тело находится в состоянии покоя или движется с постоянной скоростью. Если же эта поверхность имеет уклон по отношению к Земле, и все другие силы, действующие на первое тело в равновесии, то векторная сумма силы тяжести и силы нормальной реакции опоры направлена вниз, и первое тело скользит по поверхности второго. Широкие шины обеспечивают лучшее трение Сила трения Сила трения действует параллельно поверхности тела, и противоположно его движению. Она возникает при движении одного тела по поверхности другого, когда их поверхности соприкасаются (трение скольжения или качения). Сила трения также возникает между двумя телами в неподвижном состоянии, если одно лежит на наклонной поверхности другого. В этом случае — это сила трения покоя. Эта сила широко используется в технике и в быту, например при движении транспорта с помощью колес. Поверхность колес взаимодействует с дорогой и сила трения не позволяет колесам скользить по дороге. Для увеличения трения на колеса надевают резиновые шины, а в гололед на шины надевают цепи, чтобы еще больше увеличить трение. Поэтому без силы трения невозможен автотранспорт. Трение между резиной шин и дорогой обеспечивает нормальное управление автомобилем. Сила трения качения меньше по величине сухой силы трения скольжения, поэтому последняя используется при торможении, позволяя быстро остановить автомобиль. В некоторых случаях, наоборот, трение мешает, так как из-за него изнашиваются трущиеся поверхности. Поэтому его убирают или сводят к минимуму с помощью жидкости, так как жидкостное трение намного слабее сухого. Именно поэтому механические детали, например, велосипедную цепь, часто смазывают маслом. Интересные факты о силе Силы могут деформировать твердые тела, а также изменять объем жидкостей и газов и давление в них. Это происходит когда действие силы распределяется по телу или веществу неравномерно. Если достаточно большая сила действует на тяжелое тело, его можно сжать его то до очень маленького шара. Если размер шаре меньше определенного радиуса, то тело становится черной дырой. Этот радиус зависит от массы тела и называется радиусом Шварцшильда. Объем этого шара настолько мал, что, по сравнению с массой тела, почти равен нулю. Масса черных дыр сконцентрирована в таком незначительно малом пространстве, что у них огромная сила притяжения, которая притягивает к себе все тела и материю в определенном радиусе от черной дыры. Даже свет притягивается к черной дыре и не отражается от нее, поэтому черные дыры действительно черны — и называются соответственно. Ученые считают, что большие звезды в конце жизни превращаются в черные дыры и растут, поглощая окружающие предметы в определенном радиусе. Литература Автор статьи: Kateryna Yuri Перевести единицы: ньютон в килофунт-сила Перевести единицы: стен в фунт-фут в сек² Перевести единицы: ньютон в джоуль на метр Перевести единицы: паундаль в ньютон Перевести единицы: ньютон в килоньютон Перевести единицы: дина в ньютон Перевести единицы: фунт-фут в сек² в джоуль на метр Перевести единицы: дина в килограмм-сила Перевести единицы: фунт-фут в сек² в дина Перевести единицы: ньютон в унция-сила Вас могут заинтересовать и другие конвертеры из группы «Популярные конвертеры единиц»: Конвертер длины и расстояния Конвертер массы Конвертер мер объема сыпучих продуктов и продуктов питания Конвертер площади Конвертер объема и единиц измерения в кулинарных рецептах Конвертер температуры Конвертер давления, механического напряжения, модуля Юнга Конвертер энергии и работы Конвертер мощности Конвертер времени Конвертер линейной скорости Плоский угол Конвертер тепловой эффективности и топливной экономичности Конвертер чисел в различных системах счисления. Конвертер единиц измерения количества информации Конвертер десятичных приставок Передача данных Курсы валют Размеры мужской одежды и обуви Размеры женской одежды и обуви Компактный калькулятор Полный калькулятор Определения единиц Вы затрудняетесь в переводе единицы измерения с одного языка на другой? Коллеги готовы вам помочь. Опубликуйте вопрос в TCTerms и в течение нескольких минут вы получите ответ.

{-2}$. Но как мы можем заключить, что сила также вдвое превышает предыдущую величину?
• ньютоновская механика
• силы
• определение
• измерения
• законы физики

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Полезным экспериментом для доказательства второго закона Ньютона является эксперимент, в котором у вас есть масса на наклонной плоскости, прикрепленная к динамометру, который является инструментом, с помощью которого вы можете измерить силу и, следовательно, определить ее. Вы можете прикрепить массу $m_{1}$ и измерить интенсивность силы. Затем вы присоединяете массу $m_{2}$, которая может, например, удвоить первую массу, а затем вы можете снова проверить интенсивность силы на динамометре. Затем доказывается соотношение между массой и силой.

$\endgroup$

2

$\begingroup$

Я думаю, что ваш вопрос носит циркулярный характер.

Физические «законы» — это просто формулировки наблюдаемых явлений, которые кажутся верными при наблюдаемых обстоятельствах.

Ньютон предположил, что тело не изменит свой импульс, если на него не действует сила. Он также предположил, что скорость изменения импульса прямо пропорциональна силе.

Таким образом, величина силы ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ ускорением, которое она производит, поэтому ваш вопрос некорректен.

$\endgroup$

4

$\begingroup$

Является ли второй закон Ньютона реальным законом природы или это определение силы ? Если это закон, говорящий нам о том, как обстоят дела в мире, а не о том, что означают определенные слова, то сила должна иметь определение (или, по крайней мере, средство ее измерения), независимое от закона.

Principia читается так, как если бы Ньютон думал об этом утверждении как о законе. Мы действительно можем придумать некоторые неформальные способы измерения силы независимо от скорости изменения количества движения, которое она вызывает. Например, мы можем растянуть несколько одинаковых пружин на одинаковую величину и поставить их параллельно друг другу. Можно считать очевидным, что сила, создаваемая комбинацией, пропорциональна количеству пружин. [Не так давно в Великобритании студентам предложили «открыть» $F=ma$, прикрепив такие комбинации пружин к тележкам. Я не думаю, что это плохая наука.]

Какова сегодня общепринятая точка зрения? Вероятно, мы определяем величину и направление силы по скорости изменения импульса, вызванного силой (действующей отдельно). Но я ставлю точку в определении понятия силы как скорости изменения импульса. Мы по-прежнему, конечно, рассматриваем силу как фактор, вызывающий изменение импульса. Рассмотрим заряд в электрическом поле. Мы можем написать $$q\mathbf E = m\ddot {\mathbf r}.$$ Не считаем ли мы по-прежнему левую сторону силой, а правую — ее следствием?

$\endgroup$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но никогда не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

. Единица

для ударной силы0001

Я хотел бы отослать вас к предыдущему ответу, который я дал, здесь:

Молоток против большой массы на гвозде

Но я постараюсь ответить очень просто, только здесь. Если вы имеете в виду один свободно движущийся объект, сталкивающийся с другим объектом и отскакивающий от него, то мы можем перечислить все переменные, которых было бы достаточно для описания приближения/воздействия. Кроме того, мы, вероятно, будем рассматривать один из объектов, участвующих в ударе, как «лабораторную» систему отсчета, просто чтобы не вдаваться в сложность задачи двух тел.

Скажем, снаряд летит к земле, стене, гвоздю или любой другой твердой поверхности. Снаряд имеет массу $m$ и скорость $v$. Затем это может дать вам импульс $I$ (но обозначения различаются) и энергию $E$. Любого из этих двух наборов переменных достаточно, чтобы описать природу снаряда, помимо проблем, связанных с конкретным материалом.

В зависимости от конкретного материала, если одна вещь ударяет другую, мы можем думать об этом как о пружине, где $k$ — функциональная константа для закона Гука, которая на самом деле представляет собой общую константу пружины двух объектов. Опять же, если один предмет покоится (или мы используем уменьшенную массу), то мы можем найти время, проведенное в контакте до того, как снаряд отскочит назад, это $t=\pi \sqrt{m/k}$. Вы должны прочитать Википедию и другие ресурсы для получения более подробной информации о механике, но сила $F$ не является постоянной и следует синусоидальному профилю во времени (с учетом предыдущих предположений). Для силы, испытываемой при ударе:

$$F \propto \frac{I}{t} = \frac{m v}{\pi} \sqrt{\frac{k}{m}} = \frac{v}{\pi} \sqrt{ m k}$$

На самом деле именно эта величина и будет средней силой. Думаю, для максимальной силы будет:

$$F_{max} = \frac{\pi}{2} F_{avg} = 2 v \sqrt{m k}$$

Хотя мне это сложно чтобы придумать что-то, что более уместно было бы «силой удара», вам все равно нужно уточнить свой вопрос. Кажется, что некоторая путаница связана с единицами, и нет единой единицы, которая будет количественно определять «силу» или «ущерб» от удара, поскольку это зависит от ряда факторов. Хотя приведенное выше выражение имеет только 3 переменные, столкновение в реальной жизни намного сложнее. Площадь и контур, по которым распределяется сила, имеют большое значение, и предположение, что материалы ведут себя как пружины, также неверно, поскольку может произойти пластическая деформация и другие вещи.

Надеюсь, это поможет вам продвинуться в своих размышлениях по этому вопросу.

Думаю, я смог бы более точно представить себе задачу, если бы перефразировал ее так: каким должен быть порог максимальной структурной целостности объекта, чтобы он все же был полностью раздавлен между двумя поверхностями, не считая их собственных свойств материала ?

Это будет кинетическая энергия со стороны снаряда и интеграл кривой напряжения-деформации со стороны раздробленного объекта.