V čem se měří? Jevy spojené s pohybem náboje
Již víme, že k popisu vzájemného působení těles se používá fyzikální veličina zvaná síla. V této lekci se dozvíme více o vlastnostech této veličiny, jednotkách síly a zařízení, které se používá k jejímu měření - dynamometr.
Téma: Interakce těles
Lekce: Jednotky síly. Dynamometr
Nejprve si připomeňme, co je síla. Když na těleso působí jiné těleso, fyzici říkají, že na toto těleso působí druhé těleso silou.
Síla je fyzikální veličina, která charakterizuje působení jednoho tělesa na druhé.
Síla je označena latinským písmenem F, a jednotka síly se nazývá na počest anglického fyzika Isaaca Newtona Newton(píšeme s malým písmenem!) a označuje se N (píšeme s velkým písmenem, protože jednotka je pojmenována po vědci). Tak,
Spolu s newtonem se používá více a více jednotek síly:
kilonewton 1 kN = 1000 N;
meganewton 1 MN = 1 000 000 N;
millinewton 1 mN = 0,001 N;
micronewton 1 µN = 0,000001 N atd.
Vlivem síly se mění rychlost tělesa. Jinými slovy, tělo se začne pohybovat ne rovnoměrně, ale zrychleně. přesněji řečeno rovnoměrně zrychlený: za stejné časové úseky se rychlost tělesa mění stejně. Přesně změna rychlosti tělesa pod vlivem síly používají fyzici k určení jednotky síly v 1 N.
Jednotky měření nových fyzikálních veličin se vyjadřují prostřednictvím tzv. základních jednotek - jednotek hmotnosti, délky, času. V soustavě SI jsou to kilogram, metr a sekunda.
Nechte, pod vlivem nějaké síly, rychlost těla o váze 1 kg mění svou rychlost o 1 m/s za každou sekundu. Je to tento druh síly, která je brána jako 1 newton.
Jeden newton (1 N) je síla, kterou působí hmotné těleso 1 kg změní svou rychlost na 1 m/s každou vteřinu.
Experimentálně bylo zjištěno, že gravitační síla působící blízko povrchu Země na těleso o hmotnosti 102 g se rovná 1 N. Hmotnost 102 g je přibližně 1/10 kg, resp.
To ale znamená, že na těleso o hmotnosti 1 kg, tedy na těleso o hmotnosti 9,8 krát větší, na povrchu Země bude působit gravitační síla 9,8 N, abychom zjistili gravitační sílu působící na těleso o libovolnou hmotnost, musíte hodnotu hmotnosti (v kg) vynásobit koeficientem, který se obvykle označuje písmenem G:
Vidíme, že tento koeficient se číselně rovná gravitační síle, která působí na těleso o hmotnosti 1 kg. Jmenuje se gravitační zrychlení . Původ názvu úzce souvisí s definicí síly 1 newtonu. Pokud totiž na těleso o hmotnosti 1 kg působí síla ne 1 N, ale 9,8 N, pak pod vlivem této síly těleso změní svou rychlost (zrychlení) nikoli o 1 m/s, ale o 9,8 m/s každou sekundu. Na střední škole bude tato problematika probírána podrobněji.
Nyní můžeme napsat vzorec, který nám umožní vypočítat gravitační sílu působící na těleso libovolné hmotnosti m(obr. 1).
Rýže. 1. Vzorec pro výpočet gravitace
Měli byste vědět, že gravitační zrychlení je 9,8 N/kg pouze na povrchu Země a s výškou klesá. Například ve výšce 6400 km nad Zemí je to 4x méně. Při řešení problémů však tuto závislost zanedbáme. Navíc gravitační síla působí i na Měsíc a další nebeská tělesa a na každé nebeské těleso má gravitační zrychlení svůj význam.
V praxi je často nutné měřit sílu. K tomu se používá zařízení zvané dynamometr. Základem dynamometru je pružina, na kterou působí měřená síla. Každý dynamometr má kromě pružiny stupnici, na které jsou uvedeny hodnoty síly. Jeden z konců pružiny je opatřen šipkou, která na stupnici ukazuje, jaká síla působí na dynamometr (obr. 2).
Rýže. 2. Zařízení dynamometru
V závislosti na elastických vlastnostech pružiny použité v dynamometru (její tuhosti) se vlivem stejné síly může pružina více či méně prodloužit. To umožňuje vyrábět dynamometry s různými mezemi měření (obr. 3).
Rýže. 3. Dynamometry s mezemi měření 2 N a 1 N
Existují dynamometry s limitem měření několika kilonewtonů nebo více. Používají pružinu s velmi vysokou tuhostí (obr. 4).
Rýže. 4. Dynamometr s mezí měření 2 kN
Pokud zavěsíte zátěž na dynamometr, pak lze hmotnost zátěže určit z údajů na dynamometru. Pokud například dynamometr s na něm zavěšeným břemenem vykazuje sílu 1 N, pak hmotnost břemene je 102 g.
Věnujme pozornost tomu, že síla má nejen číselnou hodnotu, ale i směr. Takové veličiny se nazývají vektorové veličiny. Například rychlost je vektorová veličina. Síla je také vektorová veličina (také se říká, že síla je vektor).
Zvažte následující příklad:
Na pružině je zavěšeno těleso o hmotnosti 2 kg. Je třeba znázornit gravitační sílu, kterou Země toto těleso přitahuje, a hmotnost tělesa.
Připomeňme si, že na těleso působí gravitační síla a váha je síla, kterou těleso působí na závěs. Pokud je zavěšení nehybné, pak číselná hodnota a směr závaží jsou stejné jako u gravitace. Hmotnost, stejně jako gravitace, se vypočítá pomocí vzorce znázorněného na obr. 1. Hmotnost 2 kg musí být vynásobena gravitačním zrychlením 9,8 N/kg. S nepříliš přesnými výpočty se zrychlení volného pádu často považuje za 10 N/kg. Potom bude gravitační síla a hmotnost přibližně 20 N.
Pro znázornění vektorů gravitace a hmotnosti na obrázku je nutné vybrat a na obrázku zobrazit měřítko ve formě segmentu odpovídající určité hodnotě síly (například 10 N).
Představme si tělo na obrázku jako kouli. Bod působení gravitace je středem této koule. Znázorněme sílu jako šipku, jejíž začátek se nachází v místě působení síly. Nasměrujme šipku svisle dolů, protože gravitační síla směřuje do středu Země. Délka šipky se podle zvoleného měřítka rovná dvěma segmentům. Vedle šipky nakreslíme písmeno, které označuje gravitační sílu. Vzhledem k tomu, že jsme na výkresu uvedli směr síly, je nad písmenem umístěna malá šipka, která zdůrazňuje, co zobrazujeme vektor velikost.
Vzhledem k tomu, že na závěs je aplikována tělesná hmotnost, je začátek šipky představující hmotnost umístěn ve spodní části závěsu. Při zobrazování respektujeme i měřítko. Umístěte vedle něj písmeno s uvedením hmotnosti a nezapomeňte nad písmeno umístit malou šipku.
Kompletní řešení problému bude vypadat takto (obr. 5).
Rýže. 5. Formalizované řešení problému
Ještě jednou si uvědomte, že ve výše uvedeném problému se číselné hodnoty a směry gravitace a hmotnosti ukázaly být stejné, ale body aplikace byly odlišné.
Při výpočtu a zobrazení jakékoli síly je třeba vzít v úvahu tři faktory:
· číselná hodnota (modul) síly;
· směr síly;
· místo působení síly.
Síla je fyzikální veličina, která popisuje působení jednoho tělesa na druhé. Obvykle se označuje písmenem F. Jednotkou síly je newton. Pro výpočet hodnoty gravitace je potřeba znát gravitační zrychlení, které je na povrchu Země 9,8 N/kg. Takovou silou Země přitahuje těleso o hmotnosti 1 kg. Při zobrazování síly je nutné vzít v úvahu její číselnou hodnotu, směr a místo působení.
Reference
- Peryshkin A.V. 7. třída - 14. vyd., stereotyp. - M.: Drop, 2010.
- Peryshkin A.V. Sbírka úloh z fyziky, ročníky 7-9: 5. vydání, stereotyp. - M: Nakladatelství „Zkouška“, 2010.
- Lukashik V.I., Ivanova E.V. Sbírka úloh z fyziky pro ročníky 7-9 vzdělávacích institucí. - 17. vyd. - M.: Vzdělávání, 2004.
- Jednotná sbírka digitálních vzdělávacích zdrojů ().
- Jednotná sbírka digitálních vzdělávacích zdrojů ().
- Jednotná sbírka digitálních vzdělávacích zdrojů ().
Domácí úkol
- Lukashik V. I., Ivanova E. V. Sbírka úloh z fyziky pro ročníky 7-9 č. 327, 335-338, 351.
Již víme, že k popisu vzájemného působení těles se používá fyzikální veličina zvaná síla. V této lekci se dozvíme více o vlastnostech této veličiny, jednotkách síly a zařízení, které se používá k jejímu měření - dynamometr.
Téma: Interakce těles
Lekce: Jednotky síly. Dynamometr
Nejprve si připomeňme, co je síla. Když na těleso působí jiné těleso, fyzici říkají, že na toto těleso působí druhé těleso silou.
Síla je fyzikální veličina, která charakterizuje působení jednoho tělesa na druhé.
Síla je označena latinským písmenem F, a jednotka síly se nazývá na počest anglického fyzika Isaaca Newtona Newton(píšeme s malým písmenem!) a označuje se N (píšeme s velkým písmenem, protože jednotka je pojmenována po vědci). Tak,
Spolu s newtonem se používá více a více jednotek síly:
kilonewton 1 kN = 1000 N;
meganewton 1 MN = 1 000 000 N;
millinewton 1 mN = 0,001 N;
micronewton 1 µN = 0,000001 N atd.
Vlivem síly se mění rychlost tělesa. Jinými slovy, tělo se začne pohybovat ne rovnoměrně, ale zrychleně. přesněji řečeno rovnoměrně zrychlený: za stejné časové úseky se rychlost tělesa mění stejně. Přesně změna rychlosti tělesa pod vlivem síly používají fyzici k určení jednotky síly v 1 N.
Jednotky měření nových fyzikálních veličin se vyjadřují prostřednictvím tzv. základních jednotek - jednotek hmotnosti, délky, času. V soustavě SI jsou to kilogram, metr a sekunda.
Nechte, pod vlivem nějaké síly, rychlost těla o váze 1 kg mění svou rychlost o 1 m/s za každou sekundu. Je to tento druh síly, která je brána jako 1 newton.
Jeden newton (1 N) je síla, kterou působí hmotné těleso 1 kg změní svou rychlost na 1 m/s každou vteřinu.
Experimentálně bylo zjištěno, že gravitační síla působící blízko povrchu Země na těleso o hmotnosti 102 g se rovná 1 N. Hmotnost 102 g je přibližně 1/10 kg, resp.
To ale znamená, že na těleso o hmotnosti 1 kg, tedy na těleso o hmotnosti 9,8 krát větší, na povrchu Země bude působit gravitační síla 9,8 N, abychom zjistili gravitační sílu působící na těleso o libovolnou hmotnost, musíte hodnotu hmotnosti (v kg) vynásobit koeficientem, který se obvykle označuje písmenem G:
Vidíme, že tento koeficient se číselně rovná gravitační síle, která působí na těleso o hmotnosti 1 kg. Jmenuje se gravitační zrychlení . Původ názvu úzce souvisí s definicí síly 1 newtonu. Pokud totiž na těleso o hmotnosti 1 kg působí síla ne 1 N, ale 9,8 N, pak pod vlivem této síly těleso změní svou rychlost (zrychlení) nikoli o 1 m/s, ale o 9,8 m/s každou sekundu. Na střední škole bude tato problematika probírána podrobněji.
Nyní můžeme napsat vzorec, který nám umožní vypočítat gravitační sílu působící na těleso libovolné hmotnosti m(obr. 1).
Rýže. 1. Vzorec pro výpočet gravitace
Měli byste vědět, že gravitační zrychlení je 9,8 N/kg pouze na povrchu Země a s výškou klesá. Například ve výšce 6400 km nad Zemí je to 4x méně. Při řešení problémů však tuto závislost zanedbáme. Navíc gravitační síla působí i na Měsíc a další nebeská tělesa a na každé nebeské těleso má gravitační zrychlení svůj význam.
V praxi je často nutné měřit sílu. K tomu se používá zařízení zvané dynamometr. Základem dynamometru je pružina, na kterou působí měřená síla. Každý dynamometr má kromě pružiny stupnici, na které jsou uvedeny hodnoty síly. Jeden z konců pružiny je opatřen šipkou, která na stupnici ukazuje, jaká síla působí na dynamometr (obr. 2).
Rýže. 2. Zařízení dynamometru
V závislosti na elastických vlastnostech pružiny použité v dynamometru (její tuhosti) se vlivem stejné síly může pružina více či méně prodloužit. To umožňuje vyrábět dynamometry s různými mezemi měření (obr. 3).
Rýže. 3. Dynamometry s mezemi měření 2 N a 1 N
Existují dynamometry s limitem měření několika kilonewtonů nebo více. Používají pružinu s velmi vysokou tuhostí (obr. 4).
Rýže. 4. Dynamometr s mezí měření 2 kN
Pokud zavěsíte zátěž na dynamometr, pak lze hmotnost zátěže určit z údajů na dynamometru. Pokud například dynamometr s na něm zavěšeným břemenem vykazuje sílu 1 N, pak hmotnost břemene je 102 g.
Věnujme pozornost tomu, že síla má nejen číselnou hodnotu, ale i směr. Takové veličiny se nazývají vektorové veličiny. Například rychlost je vektorová veličina. Síla je také vektorová veličina (také se říká, že síla je vektor).
Zvažte následující příklad:
Na pružině je zavěšeno těleso o hmotnosti 2 kg. Je třeba znázornit gravitační sílu, kterou Země toto těleso přitahuje, a hmotnost tělesa.
Připomeňme si, že na těleso působí gravitační síla a váha je síla, kterou těleso působí na závěs. Pokud je zavěšení nehybné, pak číselná hodnota a směr závaží jsou stejné jako u gravitace. Hmotnost, stejně jako gravitace, se vypočítá pomocí vzorce znázorněného na obr. 1. Hmotnost 2 kg musí být vynásobena gravitačním zrychlením 9,8 N/kg. S nepříliš přesnými výpočty se zrychlení volného pádu často považuje za 10 N/kg. Potom bude gravitační síla a hmotnost přibližně 20 N.
Pro znázornění vektorů gravitace a hmotnosti na obrázku je nutné vybrat a na obrázku zobrazit měřítko ve formě segmentu odpovídající určité hodnotě síly (například 10 N).
Představme si tělo na obrázku jako kouli. Bod působení gravitace je středem této koule. Znázorněme sílu jako šipku, jejíž začátek se nachází v místě působení síly. Nasměrujme šipku svisle dolů, protože gravitační síla směřuje do středu Země. Délka šipky se podle zvoleného měřítka rovná dvěma segmentům. Vedle šipky nakreslíme písmeno, které označuje gravitační sílu. Vzhledem k tomu, že jsme na výkresu uvedli směr síly, je nad písmenem umístěna malá šipka, která zdůrazňuje, co zobrazujeme vektor velikost.
Vzhledem k tomu, že na závěs je aplikována tělesná hmotnost, je začátek šipky představující hmotnost umístěn ve spodní části závěsu. Při zobrazování respektujeme i měřítko. Umístěte vedle něj písmeno s uvedením hmotnosti a nezapomeňte nad písmeno umístit malou šipku.
Kompletní řešení problému bude vypadat takto (obr. 5).
Rýže. 5. Formalizované řešení problému
Ještě jednou si uvědomte, že ve výše uvedeném problému se číselné hodnoty a směry gravitace a hmotnosti ukázaly být stejné, ale body aplikace byly odlišné.
Při výpočtu a zobrazení jakékoli síly je třeba vzít v úvahu tři faktory:
· číselná hodnota (modul) síly;
· směr síly;
· místo působení síly.
Síla je fyzikální veličina, která popisuje působení jednoho tělesa na druhé. Obvykle se označuje písmenem F. Jednotkou síly je newton. Pro výpočet hodnoty gravitace je potřeba znát gravitační zrychlení, které je na povrchu Země 9,8 N/kg. Takovou silou Země přitahuje těleso o hmotnosti 1 kg. Při zobrazování síly je nutné vzít v úvahu její číselnou hodnotu, směr a místo působení.
Reference
- Peryshkin A.V. 7. třída - 14. vyd., stereotyp. - M.: Drop, 2010.
- Peryshkin A.V. Sbírka úloh z fyziky, ročníky 7-9: 5. vydání, stereotyp. - M: Nakladatelství „Zkouška“, 2010.
- Lukashik V.I., Ivanova E.V. Sbírka úloh z fyziky pro ročníky 7-9 vzdělávacích institucí. - 17. vyd. - M.: Vzdělávání, 2004.
- Jednotná sbírka digitálních vzdělávacích zdrojů ().
- Jednotná sbírka digitálních vzdělávacích zdrojů ().
- Jednotná sbírka digitálních vzdělávacích zdrojů ().
Domácí úkol
- Lukashik V. I., Ivanova E. V. Sbírka úloh z fyziky pro ročníky 7-9 č. 327, 335-338, 351.
Jak se měří síla? V jakých jednotkách se síla měří?
- Jaká je síla bratra?
- V newtonech, bratře...
(Přestali učit fyziku ve škole?)
Ještě ve škole jsme se učili, že pojem síly zavedl do fyziky muž, kterému spadlo jablko na hlavu. Ta mimochodem spadla vlivem gravitace. Newton, myslím, bylo jeho příjmení. To je to, co nazval jednotkou měření síly. I když mu mohl říkat jablko, stejně ho to praštilo do hlavy!
Podle Mezinárodní soustavy jednotek (SI) se síla měří v newtonech.
Podle technického systému jednotek se síla měří v tunách, kilogramech, gramech atd.
Podle systému jednotek GHS je jednotkou síly dyna.
Po nějakou dobu se v SSSR k měření síly používala měrná jednotka zvaná zeď.
Navíc ve fyzice existují tzv. přirozené jednotky, podle kterých se síla měří v Planckových silách.
Pevnost je jedním z nejznámějších pojmů ve fyzice. Pod násilím je chápána jako veličina, která představuje míru působení jiných těles a různých fyzikálních procesů na tělo.
Pomocí síly může docházet nejen k pohybu objektů v prostoru, ale také k jejich deformaci.
Působení jakýchkoli sil na těleso se řídí 3 Newtonovými zákony.
Jednotka měření síla v mezinárodní soustavě jednotek C je Newton. Označuje se písmenem N.
1H je síla, při vystavení fyzickému tělesu o hmotnosti 1 kg získává toto těleso zrychlení rovné 1 ms.
K měření síly slouží zařízení jako např dynamometr.
Za zmínku také stojí, že řada fyzikálních veličin se měří v jiných jednotkách.
Například:
Síla proudu se měří v ampérech.
Svítivost se měří v kandelách.
Na počest vynikajícího vědce a fyzika Isaaca Newtona, který provedl mnoho výzkumů o podstatě existence procesů ovlivňujících rychlost těla. Proto je ve fyzice obvyklé měřit sílu v newtonů(1 N).
Ve fyzice se pojem síly měří v newtonech. Dali jméno Newtons na počest slavného a vynikajícího fyzika jménem Isaac Newton. Ve fyzice existují 3 Newtonovy zákony. Jednotka síly se také nazývá newton.
Síla se měří v newtonech. Jednotkou síly je 1 Newton (1 N). Samotný název jednotky měření síly pochází ze jména slavného vědce jménem Isaac Newton. Vytvořil 3 zákony klasické mechaniky, které se nazývají Newtonův 1., 2. a 3. zákon. V soustavě SI se jednotka síly nazývá Newton (N) a v latině se síla označuje newton (N). Dříve, když ještě neexistovala soustava SI, se jednotka síly nazývala dyna, což bylo odvozeno od nosiče jednoho zařízení na měření síly, kterému se říkalo dynamometr.
Síla v mezinárodních jednotkách (SI) se měří v Newtonech (N). Podle druhého Newtonova zákona je síla rovna součinu hmotnosti tělesa a jeho zrychlení, respektive Newton (N) = KG x M / S 2. (KILOGRAM NÁSOBEN METREM, DĚLENO DRUHÝM ČTEČREM).
