V čom sa meria si? Javy spojené s pohybom náboja
Už vieme, že na opis interakcie telies sa používa fyzikálna veličina nazývaná sila. V tejto lekcii sa dozvieme viac o vlastnostiach tejto veličiny, jednotkách sily a zariadení, ktoré sa používa na jej meranie – silomer.
Téma: Interakcia telies
Lekcia: Jednotky sily. Dynamometer
V prvom rade si pripomeňme, čo je sila. Keď na teleso pôsobí iné teleso, fyzici hovoria, že na dané teleso pôsobí druhé teleso silou.
Sila je fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje pôsobenie jedného telesa na druhé.
Sila je označená latinským písmenom F, a jednotka sily sa nazýva na počesť anglického fyzika Isaaca Newtona Newton(píšeme s malým písmenom!) a označuje sa N (píšeme s veľkým písmenom, keďže jednotka je pomenovaná po vedcovi). takže,
Spolu s newtonom sa používajú viaceré a viacnásobné jednotky sily:
kilonewton 1 kN = 1000 N;
meganewton 1 MN = 1 000 000 N;
millinewton 1 mN = 0,001 N;
mikronewton 1 µN = 0,000001 N atď.
Pod vplyvom sily sa mení rýchlosť telesa. Inými slovami, telo sa začne pohybovať nie rovnomerne, ale zrýchlene. Presnejšie, rovnomerne zrýchlené: počas rovnakých časových úsekov sa rýchlosť telesa mení rovnako. presne tak zmena rýchlosti telesá pod vplyvom sily používajú fyzici na určenie jednotky sily v 1 N.
Jednotky merania nových fyzikálnych veličín sú vyjadrené prostredníctvom takzvaných základných jednotiek - jednotiek hmotnosti, dĺžky, času. V sústave SI sú to kilogram, meter a sekunda.
Nechajte pod vplyvom nejakej sily rýchlosť tela s hmotnosťou 1 kg mení svoju rýchlosť o 1 m/s za každú sekundu. Práve tento druh sily sa berie ako 1 newton.
Jeden newton (1 N) je sila, ktorou pôsobí teleso 1 kg zmení svoju rýchlosť na 1 m/s každú sekundu.
Experimentálne sa zistilo, že gravitačná sila pôsobiaca v blízkosti povrchu Zeme na teleso s hmotnosťou 102 g sa rovná 1 N. Hmotnosť 102 g je približne 1/10 kg, alebo presnejšie
To však znamená, že na teleso s hmotnosťou 1 kg, teda na teleso s hmotnosťou 9,8-krát väčšie, na povrchu Zeme bude pôsobiť gravitačná sila 9,8 N, aby sa zistila gravitačná sila pôsobiaca na teleso z akúkoľvek hmotnosť, je potrebné vynásobiť hodnotu hmotnosti (v kg) koeficientom, ktorý sa zvyčajne označuje písmenom g:
Vidíme, že tento koeficient sa číselne rovná sile gravitácie, ktorá pôsobí na teleso s hmotnosťou 1 kg. Volá sa gravitačné zrýchlenie . Pôvod názvu úzko súvisí s definíciou sily 1 newton. Ak totiž na teleso s hmotnosťou 1 kg pôsobí sila nie 1 N, ale 9,8 N, tak pod vplyvom tejto sily teleso zmení svoju rýchlosť (zrýchlenie) nie o 1 m/s, ale o 9,8. m/s každú sekundu. Na strednej škole sa o tejto problematike bude diskutovať podrobnejšie.
Teraz môžeme napísať vzorec, ktorý nám umožní vypočítať gravitačnú silu pôsobiacu na teleso ľubovoľnej hmotnosti m(obr. 1).
Ryža. 1. Vzorec na výpočet gravitácie
Mali by ste vedieť, že gravitačné zrýchlenie je 9,8 N/kg len na povrchu Zeme a s výškou klesá. Napríklad vo výške 6400 km nad Zemou je to 4-krát menej. Pri riešení problémov však túto závislosť zanedbáme. Okrem toho gravitačná sila pôsobí aj na Mesiac a iné nebeské telesá a na každé nebeské teleso má gravitačné zrýchlenie svoj význam.
V praxi je často potrebné merať silu. Na to sa používa zariadenie nazývané dynamometer. Základom dynamometra je pružina, na ktorú pôsobí nameraná sila. Každý dynamometer má okrem pružiny stupnicu, na ktorej sú uvedené hodnoty sily. Jeden z koncov pružiny je vybavený šípkou, ktorá na stupnici označuje, aká sila pôsobí na dynamometer (obr. 2).
Ryža. 2. Zariadenie dynamometra
V závislosti od elastických vlastností pružiny použitej v dynamometri (jej tuhosti) sa vplyvom rovnakej sily môže pružina viac alebo menej predĺžiť. To umožňuje vyrábať dynamometre s rôznymi limitmi merania (obr. 3).
Ryža. 3. Dynamometre s limitmi merania 2 N a 1 N
Existujú dynamometre s limitom merania niekoľko kilonewtonov alebo viac. Používajú pružinu s veľmi vysokou tuhosťou (obr. 4).
Ryža. 4. Dynamometer s limitom merania 2 kN
Ak zavesíte záťaž na dynamometer, môžete určiť hmotnosť záťaže na základe údajov na dynamometri. Napríklad, ak dynamometer s na ňom zaveseným bremenom vykazuje silu 1 N, potom hmotnosť bremena je 102 g.
Venujme pozornosť tomu, že sila má nielen číselnú hodnotu, ale aj smer. Takéto veličiny sa nazývajú vektorové veličiny. Napríklad rýchlosť je vektorová veličina. Sila je tiež vektorová veličina (tiež sa hovorí, že sila je vektor).
Zvážte nasledujúci príklad:
Na pružine je zavesené teleso s hmotnosťou 2 kg. Je potrebné znázorniť gravitačnú silu, ktorou Zem priťahuje toto teleso a hmotnosť telesa.
Pripomeňme si, že na teleso pôsobí gravitačná sila a hmotnosť je sila, ktorou teleso pôsobí na zavesenie. Ak je zavesenie stacionárne, potom číselná hodnota a smer závažia sú rovnaké ako pri gravitácii. Hmotnosť, podobne ako gravitácia, sa vypočíta pomocou vzorca znázorneného na obr. 1. Hmotnosť 2 kg sa musí vynásobiť tiažovým zrýchlením 9,8 N/kg. Pri nie veľmi presných výpočtoch sa zrýchlenie voľného pádu často považuje za 10 N/kg. Potom bude sila gravitácie a hmotnosti približne 20 N.
Na znázornenie vektorov gravitácie a hmotnosti na obrázku je potrebné vybrať a zobraziť na obrázku mierku vo forme segmentu zodpovedajúceho určitej hodnote sily (napríklad 10 N).
Zobrazme telo na obrázku ako guľu. Bod pôsobenia gravitácie je stredom tejto gule. Znázornime silu ako šípku, ktorej začiatok sa nachádza v mieste pôsobenia sily. Nasmerujme šípku kolmo nadol, keďže gravitačná sila smeruje do stredu Zeme. Dĺžka šípky podľa zvolenej mierky sa rovná dvom segmentom. Vedľa šípky nakreslíme písmeno, ktoré označuje silu gravitácie. Keďže na výkrese sme naznačili smer sily, nad písmenom je umiestnená malá šípka, aby sa zdôraznilo, čo zobrazujeme vektor veľkosť.
Keďže telesná hmotnosť je aplikovaná na záves, začiatok šípky predstavujúcej hmotnosť je umiestnený v spodnej časti závesu. Pri zobrazovaní rešpektujeme aj mierku. Umiestnite vedľa neho písmeno s uvedením hmotnosti a nezabudnite nad písmenom umiestniť malú šípku.
Kompletné riešenie problému bude vyzerať takto (obr. 5).
Ryža. 5. Formalizované riešenie problému
Upozorňujeme ešte raz, že vo vyššie uvedenom probléme sa číselné hodnoty a smery gravitácie a hmotnosti ukázali byť rovnaké, ale body aplikácie boli odlišné.
Pri výpočte a znázornení akejkoľvek sily je potrebné vziať do úvahy tri faktory:
· číselná hodnota (modul) sily;
· smer sily;
· miesto pôsobenia sily.
Sila je fyzikálna veličina, ktorá popisuje pôsobenie jedného telesa na druhé. Zvyčajne sa označuje písmenom F. Jednotkou sily je newton. Na výpočet hodnoty gravitácie je potrebné poznať gravitačné zrýchlenie, ktoré je pri povrchu Zeme 9,8 N/kg. Takouto silou Zem priťahuje teleso s hmotnosťou 1 kg. Pri zobrazovaní sily je potrebné brať do úvahy jej číselnú hodnotu, smer a miesto pôsobenia.
Bibliografia
- Peryshkin A.V. 7. trieda - 14. vyd., stereotyp. - M.: Drop, 2010.
- Peryshkin A.V. Zbierka úloh z fyziky, ročníky 7-9: 5. vydanie, stereotyp. - M: Vydavateľstvo „Skúška“, 2010.
- Lukashik V.I., Ivanova E.V. Zbierka úloh z fyziky pre ročníky 7-9 vzdelávacích inštitúcií. - 17. vyd. - M.: Vzdelávanie, 2004.
- Jednotná zbierka digitálnych vzdelávacích zdrojov ().
- Jednotná zbierka digitálnych vzdelávacích zdrojov ().
- Jednotná zbierka digitálnych vzdelávacích zdrojov ().
Domáca úloha
- Lukashik V. I., Ivanova E. V. Zbierka úloh z fyziky pre ročníky 7-9 č.327, 335-338, 351.
Už vieme, že na opis interakcie telies sa používa fyzikálna veličina nazývaná sila. V tejto lekcii sa dozvieme viac o vlastnostiach tejto veličiny, jednotkách sily a zariadení, ktoré sa používa na jej meranie – silomer.
Téma: Interakcia telies
Lekcia: Jednotky sily. Dynamometer
V prvom rade si pripomeňme, čo je sila. Keď na teleso pôsobí iné teleso, fyzici hovoria, že na dané teleso pôsobí druhé teleso silou.
Sila je fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje pôsobenie jedného telesa na druhé.
Sila je označená latinským písmenom F, a jednotka sily sa nazýva na počesť anglického fyzika Isaaca Newtona Newton(píšeme s malým písmenom!) a označuje sa N (píšeme s veľkým písmenom, keďže jednotka je pomenovaná po vedcovi). takže,
Spolu s newtonom sa používajú viaceré a viacnásobné jednotky sily:
kilonewton 1 kN = 1000 N;
meganewton 1 MN = 1 000 000 N;
millinewton 1 mN = 0,001 N;
mikronewton 1 µN = 0,000001 N atď.
Pod vplyvom sily sa mení rýchlosť telesa. Inými slovami, telo sa začne pohybovať nie rovnomerne, ale zrýchlene. Presnejšie, rovnomerne zrýchlené: počas rovnakých časových úsekov sa rýchlosť telesa mení rovnako. presne tak zmena rýchlosti telesá pod vplyvom sily používajú fyzici na určenie jednotky sily v 1 N.
Jednotky merania nových fyzikálnych veličín sú vyjadrené prostredníctvom takzvaných základných jednotiek - jednotiek hmotnosti, dĺžky, času. V sústave SI sú to kilogram, meter a sekunda.
Nechajte pod vplyvom nejakej sily rýchlosť tela s hmotnosťou 1 kg mení svoju rýchlosť o 1 m/s za každú sekundu. Práve tento druh sily sa berie ako 1 newton.
Jeden newton (1 N) je sila, ktorou pôsobí teleso 1 kg zmení svoju rýchlosť na 1 m/s každú sekundu.
Experimentálne sa zistilo, že gravitačná sila pôsobiaca v blízkosti povrchu Zeme na teleso s hmotnosťou 102 g sa rovná 1 N. Hmotnosť 102 g je približne 1/10 kg, alebo presnejšie
To však znamená, že na teleso s hmotnosťou 1 kg, teda na teleso s hmotnosťou 9,8-krát väčšie, na povrchu Zeme bude pôsobiť gravitačná sila 9,8 N, aby sa zistila gravitačná sila pôsobiaca na teleso z akúkoľvek hmotnosť, je potrebné vynásobiť hodnotu hmotnosti (v kg) koeficientom, ktorý sa zvyčajne označuje písmenom g:
Vidíme, že tento koeficient sa číselne rovná sile gravitácie, ktorá pôsobí na teleso s hmotnosťou 1 kg. Volá sa gravitačné zrýchlenie . Pôvod názvu úzko súvisí s definíciou sily 1 newton. Ak totiž na teleso s hmotnosťou 1 kg pôsobí sila nie 1 N, ale 9,8 N, tak pod vplyvom tejto sily teleso zmení svoju rýchlosť (zrýchlenie) nie o 1 m/s, ale o 9,8. m/s každú sekundu. Na strednej škole sa o tejto problematike bude diskutovať podrobnejšie.
Teraz môžeme napísať vzorec, ktorý nám umožní vypočítať gravitačnú silu pôsobiacu na teleso ľubovoľnej hmotnosti m(obr. 1).
Ryža. 1. Vzorec na výpočet gravitácie
Mali by ste vedieť, že gravitačné zrýchlenie je 9,8 N/kg len na povrchu Zeme a s výškou klesá. Napríklad vo výške 6400 km nad Zemou je to 4-krát menej. Pri riešení problémov však túto závislosť zanedbáme. Okrem toho gravitačná sila pôsobí aj na Mesiac a iné nebeské telesá a na každé nebeské teleso má gravitačné zrýchlenie svoj význam.
V praxi je často potrebné merať silu. Na to sa používa zariadenie nazývané dynamometer. Základom dynamometra je pružina, na ktorú pôsobí nameraná sila. Každý dynamometer má okrem pružiny stupnicu, na ktorej sú uvedené hodnoty sily. Jeden z koncov pružiny je vybavený šípkou, ktorá na stupnici označuje, aká sila pôsobí na dynamometer (obr. 2).
Ryža. 2. Zariadenie dynamometra
V závislosti od elastických vlastností pružiny použitej v dynamometri (jej tuhosti) sa vplyvom rovnakej sily môže pružina viac alebo menej predĺžiť. To umožňuje vyrábať dynamometre s rôznymi limitmi merania (obr. 3).
Ryža. 3. Dynamometre s limitmi merania 2 N a 1 N
Existujú dynamometre s limitom merania niekoľko kilonewtonov alebo viac. Používajú pružinu s veľmi vysokou tuhosťou (obr. 4).
Ryža. 4. Dynamometer s limitom merania 2 kN
Ak zavesíte záťaž na dynamometer, môžete určiť hmotnosť záťaže na základe údajov na dynamometri. Napríklad, ak dynamometer s na ňom zaveseným bremenom vykazuje silu 1 N, potom hmotnosť bremena je 102 g.
Venujme pozornosť tomu, že sila má nielen číselnú hodnotu, ale aj smer. Takéto veličiny sa nazývajú vektorové veličiny. Napríklad rýchlosť je vektorová veličina. Sila je tiež vektorová veličina (tiež sa hovorí, že sila je vektor).
Zvážte nasledujúci príklad:
Na pružine je zavesené teleso s hmotnosťou 2 kg. Je potrebné znázorniť gravitačnú silu, ktorou Zem priťahuje toto teleso a hmotnosť telesa.
Pripomeňme si, že na teleso pôsobí gravitačná sila a hmotnosť je sila, ktorou teleso pôsobí na zavesenie. Ak je zavesenie stacionárne, potom číselná hodnota a smer závažia sú rovnaké ako pri gravitácii. Hmotnosť, podobne ako gravitácia, sa vypočíta pomocou vzorca znázorneného na obr. 1. Hmotnosť 2 kg sa musí vynásobiť tiažovým zrýchlením 9,8 N/kg. Pri nie veľmi presných výpočtoch sa zrýchlenie voľného pádu často považuje za 10 N/kg. Potom bude sila gravitácie a hmotnosti približne 20 N.
Na znázornenie vektorov gravitácie a hmotnosti na obrázku je potrebné vybrať a zobraziť na obrázku mierku vo forme segmentu zodpovedajúceho určitej hodnote sily (napríklad 10 N).
Zobrazme telo na obrázku ako guľu. Bod pôsobenia gravitácie je stredom tejto gule. Znázornime silu ako šípku, ktorej začiatok sa nachádza v mieste pôsobenia sily. Nasmerujme šípku kolmo nadol, keďže gravitačná sila smeruje do stredu Zeme. Dĺžka šípky podľa zvolenej mierky sa rovná dvom segmentom. Vedľa šípky nakreslíme písmeno, ktoré označuje silu gravitácie. Keďže na výkrese sme naznačili smer sily, nad písmenom je umiestnená malá šípka, aby sa zdôraznilo, čo zobrazujeme vektor veľkosť.
Keďže telesná hmotnosť je aplikovaná na záves, začiatok šípky predstavujúcej hmotnosť je umiestnený v spodnej časti závesu. Pri zobrazovaní rešpektujeme aj mierku. Umiestnite vedľa neho písmeno s uvedením hmotnosti a nezabudnite nad písmenom umiestniť malú šípku.
Kompletné riešenie problému bude vyzerať takto (obr. 5).
Ryža. 5. Formalizované riešenie problému
Upozorňujeme ešte raz, že vo vyššie uvedenom probléme sa číselné hodnoty a smery gravitácie a hmotnosti ukázali byť rovnaké, ale body aplikácie boli odlišné.
Pri výpočte a znázornení akejkoľvek sily je potrebné vziať do úvahy tri faktory:
· číselná hodnota (modul) sily;
· smer sily;
· miesto pôsobenia sily.
Sila je fyzikálna veličina, ktorá popisuje pôsobenie jedného telesa na druhé. Zvyčajne sa označuje písmenom F. Jednotkou sily je newton. Na výpočet hodnoty gravitácie je potrebné poznať gravitačné zrýchlenie, ktoré je pri povrchu Zeme 9,8 N/kg. Takouto silou Zem priťahuje teleso s hmotnosťou 1 kg. Pri zobrazovaní sily je potrebné brať do úvahy jej číselnú hodnotu, smer a miesto pôsobenia.
Bibliografia
- Peryshkin A.V. 7. trieda - 14. vyd., stereotyp. - M.: Drop, 2010.
- Peryshkin A.V. Zbierka úloh z fyziky, ročníky 7-9: 5. vydanie, stereotyp. - M: Vydavateľstvo „Skúška“, 2010.
- Lukashik V.I., Ivanova E.V. Zbierka úloh z fyziky pre ročníky 7-9 vzdelávacích inštitúcií. - 17. vyd. - M.: Vzdelávanie, 2004.
- Jednotná zbierka digitálnych vzdelávacích zdrojov ().
- Jednotná zbierka digitálnych vzdelávacích zdrojov ().
- Jednotná zbierka digitálnych vzdelávacích zdrojov ().
Domáca úloha
- Lukashik V. I., Ivanova E. V. Zbierka úloh z fyziky pre ročníky 7-9 č.327, 335-338, 351.
Ako sa meria sila? V akých jednotkách sa meria sila?
- V čom je sila, brat?
- V newtonoch, brat...
(Prestali učiť fyziku v škole?)
Ešte v škole sme sa učili, že pojem sily zaviedol do fyziky muž, ktorému spadlo jablko na hlavu. Ten mimochodom spadol vplyvom gravitácie. Myslím, že Newton bolo jeho priezvisko. Tak nazval jednotku merania sily. Hoci ho mohol nazvať jablkom, aj tak ho udrelo po hlave!
Podľa Medzinárodného systému jednotiek (SI) sa sila meria v newtonoch.
Podľa Technickej sústavy jednotiek sa sila meria v tonách, kilogramoch, gramoch atď.
Podľa systému jednotiek GHS je jednotkou sily dyna.
V ZSSR sa istý čas používala na meranie sily merná jednotka nazývaná stena.
Okrem toho vo fyzike existujú takzvané prirodzené jednotky, podľa ktorých sa sila meria v Planckových silách.
sila je jedným z najznámejších pojmov vo fyzike. Pod silou sa chápe ako veličina, ktorá predstavuje mieru vplyvu iných telies a rôznych fyzikálnych procesov na telo.
Pomocou sily môže dôjsť nielen k pohybu predmetov v priestore, ale aj k ich deformácii.
Pôsobenie akýchkoľvek síl na teleso sa riadi 3 Newtonovými zákonmi.
Jednotka merania sila v medzinárodnom systéme jednotiek C je Newton. Označuje sa písmenom N.
1H je sila, pri vystavení fyzickému telesu s hmotnosťou 1 kg toto teleso nadobudne zrýchlenie rovné 1 ms.
Na meranie sily použite prístroj ako napr dynamometer.
Za zmienku tiež stojí, že množstvo fyzikálnych veličín sa meria v iných jednotkách.
Napríklad:
Prúdová sila sa meria v ampéroch.
Intenzita svetla sa meria v kandelách.
Na počesť vynikajúceho vedca a fyzika Isaaca Newtona, ktorý vykonal veľa výskumov o povahe existencie procesov ovplyvňujúcich rýchlosť tela. Preto je vo fyzike zvykom merať silu v newtonov(1 N).
Vo fyzike sa pojem sily meria v newtonoch. Dali meno Newtons na počesť slávneho a vynikajúceho fyzika menom Isaac Newton. Vo fyzike existujú 3 Newtonove zákony. Jednotka sily sa tiež nazýva newton.
Sila sa meria v newtonoch. Jednotkou sily je 1 Newton (1 N). Samotný názov jednotky merania sily pochádza z mena slávneho vedca menom Isaac Newton. Vytvoril 3 zákony klasickej mechaniky, ktoré sa nazývajú Newtonov 1., 2. a 3. zákon. V sústave SI sa jednotka sily nazýva Newton (N) a v latinčine sa sila označuje newton (N). Predtým, keď ešte neexistovala sústava SI, sa jednotka sily nazývala dyna, ktorá bola odvodená od nosiča jedného zariadenia na meranie sily, ktoré sa nazývalo dynamometer.
Sila v medzinárodných jednotkách (SI) sa meria v Newtonoch (N). Podľa druhého Newtonovho zákona sa sila rovná súčinu hmotnosti telesa a jeho zrýchlenia, respektíve Newton (N) = KG x M / S 2. (KILOGRAM VYNÁSOBENÝ METROM, VYDELENÝ DRUHÝM Štvorcom).
