Pengiraan Berat (Fizikal), Unit, Contoh, Latihan

Dia berat Ia adalah kekuatan yang mana bumi menarik objek ke permukaannya. Setiap kali objek dijatuhkan, ini akan menjadi tanah, ia tidak dapat memanjat cara sendiri dan tidak dapat dilepaskan di tengah -tengahnya, iaitu kerana bumi menariknya.

Semua objek selalu menarik antara satu sama lain, bahkan anak -anak kecil, hanya magnitud daya yang mereka lakukan adalah berkadar dengan jisim. Ini bermakna bahawa objek dengan jisim kecil memberikan sedikit kekuatan ke atas orang lain, tetapi badan -badan angkasa seperti bumi dapat mengerahkan kekuatan yang sangat besar.

Bumi menyimpan bulan yang mengorbit di sekelilingnya terima kasih kepada daya tarikan ini, yang dipanggil Tarikan graviti Ketika datang ke objek yang jauh dari permukaan bumi, dan berat Apabila objek dekat.

Ini berikutan kekuatan graviti tidak memerlukan objek semestinya bersentuhan antara satu sama lain untuk bertindak: itulah sebabnya dikatakan bahawa ia adalah kekuatan jarak tindakan.

Objek masih mempunyai berat walaupun mereka berada pada ketinggian tertentu di atas tanah dan lebih besar, semakin besar berat ini akan.

Ahli sains Inggeris yang hebat Isaac Newton adalah yang pertama memberi penjelasan mengenai isu ini, melalui undang -undang graviti sejagat yang menanggung namanya dan sejak itu telah berkhidmat untuk memahami bagaimana objek berinteraksi dengan jisim dengan jisim. Ini sangat penting, kerana objek di planet ini mempunyai berat badan.

[TOC]

Unit Berat

Sistem Unit Antarabangsa Sekiranya Berat Berat adalah Newton, Dinamakan sebagai penghormatan kepada Isaac Newton. Ini adalah unit untuk mengukur kekuatan dari semua jenis.

Newton, disingkat n, ditakrifkan sebagai daya yang diperlukan untuk objek jisim 1kg untuk memperoleh pecutan 1m/s². Selain daripada Newton, terdapat unit lain yang memaksa penggunaan biasa, contohnya yang berikut:

Kuasa kilogram

Dia Kilogram-kuasa o kilopondio, disingkat kg-f atau kp, walaupun biasanya dipanggil kg tanpa lebih jauh. Adalah perlu untuk menentukan lokasi, kerana seperti yang dinyatakan, bidang graviti mengalami variasi dengan ketinggian dan lintang.

Apabila seseorang mengatakan bahawa beratnya 45 kg, pada hakikatnya apa maksudnya ialah berat badan mereka adalah 45 kg-f, kerana kilogram adalah unit yang dikhaskan untuk jisim.

Boleh melayani anda: litar terbuka

Kesetaraan antara kg-f dan n ialah: 1kg-f = 9.8 n

Kuasa pound

The Libra-Fuerza, Disingkat LB-F juga merupakan unit daya yang sama dengan kg-f, kerana ia adalah kekuatan yang ditimbulkan oleh bumi pada objek 1 lb jisim. Dan seperti kg-f, tidak ada masalah dengan nilai-nilai ketika anda berada di bumi, iaitu objek jisim jisim, berat 1 lb-f-f.

Kesetaraan dalam lb-f dan n ialah: 1 lb-f ≡ 4.44822 n.

Pengiraan dan formula berat badan

Berat objek berkadar dengan jisimnya. Jisim yang lebih besar, berat badan yang lebih besar.

Formula untuk mencari magnitud berat p (atau juga w, seperti kadang -kadang menandakan, oleh "Berat" Dalam bahasa Inggeris) sangat mudah:

P = mg

Di mana m mewakili jisim objek dan g Ia adalah magnitud pecutan graviti (keamatan medan graviti atau keparahan), kira -kira malar dan nilainya diambil sebagai 9.81 m/s² Untuk pengiraan yang paling kerap.

Berat adalah vektor dan membezakan antara vektor dan magnitudnya huruf tebal digunakan. Dengan cara ini, ketika bercakap tentang p difahami bahawa ia adalah nilai berangka dan ketika ditulis P Rujukan dibuat kepada vektor:

P = m ∙g

The g Dengan lirik yang berani itu adalah medan graviti tanah, ia. Sebarang objek dengan jisim mempunyai medan graviti sendiri, sama ada kecil atau besar.

Keamatan medan graviti tanah g Ia tidak sepenuhnya tetap. Ia mempunyai variasi kecil yang timbul terutamanya kerana bumi bukanlah sfera yang sempurna dan juga perbezaan ketinggian dan kepadatan tempatan. Tetapi untuk kebanyakan aplikasi, nilai 9.81 m/s² Ia berfungsi dengan baik.

Badan langit yang lain mempunyai medan graviti ciri mereka sendiri, oleh itu pecutan graviti berbeza mengikut planet atau satelit. Objek yang sama akan mempunyai berat badan yang berbeza dalam setiap satu, oleh itu beratnya bukan sifat ciri -ciri perkara, tetapi subjek secara umum.

Berat sebagai vektor

Berat adalah vektor dan oleh itu mempunyai magnitud, arah dan makna. Di sekitar permukaan bumi, beratnya adalah vektor menegak dan arahnya sentiasa turun.

Secara umum, alamat menegak dilantik sebagai paksi dan Sama ada z, Dan makna diberikan tanda + atau tanda - untuk membezakannya dari arah ke atas. Pilihannya bergantung pada lokasi asal. Dalam imej yang lebih rendah, asalnya dipilih pada titik yang mana epal jatuh:

Boleh melayani anda: gas ideal: model, tingkah laku, contoh Berat adalah vektor yang diarahkan secara menegak. Sumber: f. Zapata.

Vektor unit J, Vektor magnitud sama 1, digunakan untuk menunjuk dan membezakan arah menegak. Dari segi vektor ini, berat ditulis seperti ini:

P = mg ( - J)

Di mana tanda negatif diberikan ke arah.

Perbezaan antara berat badan, jisim dan kelantangan

Selalunya ketiga -tiga konsep ini keliru, tetapi mengkaji ciri -ciri berat badan, mudah membezakannya dari jisim dan kelantangan.

Untuk memulakan, berat bergantung pada medan graviti tempat di mana objek itu. Contohnya, di bumi dan di bulan perkara yang sama mempunyai berat badan yang berbeza, walaupun jumlah atom yang menyusunnya adalah tetap.

Jisim adalah magnitud skalar, yang berkaitan dengan jumlah atom yang membentuk objek dan dibuktikan dengan rintangan bahawa objek harus mengubah pergerakannya, harta yang dipanggil inersia.

Bagi bahagiannya, jumlahnya adalah ukuran ruang yang diduduki oleh objek, kuantiti skalar lain. Dua objek dengan kelantangan yang sama tidak menimbang sama, contohnya kiub besi berat lebih banyak daripada polistirena yang lain dari dimensi yang sama.

Ringkasnya:

• Jisim berkaitan dengan jumlah perkara yang dimiliki oleh badan.
• Berat adalah daya yang dikenakan oleh bumi pada jisim itu, berkadar dengannya.
• Kelantangan adalah ruang yang diduduki oleh perkara.

Harus diingat bahawa sebagai kuantiti skalar, jisim atau jumlahnya tidak mempunyai arah atau makna, tetapi hanya nilai berangka dan unit yang mencukupi. Sebaliknya, berat badan, menjadi vektor, mesti selalu dinyatakan dengan betul menunjuk magnitud, perpaduan, arah dan makna, seperti di bahagian sebelumnya.

Contoh berat badan

Semua objek di bumi mempunyai berat badan, anda juga boleh "menimbang" objek yang tidak ada di bumi, seperti planet lain atau matahari, walaupun dengan cara tidak langsung, sudah tentu ia adalah.

Oleh kerana julat beratnya sangat besar, notasi saintifik digunakan (dalam kuasa 10) untuk menyatakan beberapa yang sangat besar atau sangat kecil:

-Matahari: 1,989 × 10³⁰ kg-f

-Musytari: 1,898 × ​​10²⁷ kg-f

-Nyamuk: 2.0 × 10^-5 N

-Bayi: 34.3 n

-Seorang kanak -kanak: 353 n

-Orang dewasa: 65 kg-f

-Gajah dewasa: 5.5 × 10³ kg-f

-Paus Biru: 1.0 × 10⁶ N

Latihan diselesaikan

Kotak doh 20 kg terletak di atas meja.

a) Cari berat kotak dan daya normal yang membuat jadual di atasnya.

Boleh melayani anda: pemuliharaan momentum linear: prinsip, contoh, latihan.

b) Kotak 10 kg yang lain diletakkan pada yang pertama. Cari yang normal yang latihan meja pada kotak 20 kg dan yang normal yang digunakan pada kotak terkecil.

Dua kotak terletak di atas meja. Sumber: f. Zapata.

Penyelesaian kepada

Adalah mudah untuk membuat gambarajah badan percuma di kotak, yang terdiri daripada melukis kekuatan yang bertindak di atasnya.

Dalam keadaan ini, masih terdapat kotak terkecil di atas, oleh itu hanya ada dua daya: yang pertama adalah berat badan P yang ditarik secara menegak, seperti yang ditunjukkan di bahagian sebelumnya dan kemudian ada yang normal N, yang merupakan daya tegak lurus yang membuat jadual dan menghalang kotak dari jatuh.

Oleh kerana kotak itu berada dalam keseimbangan statik dalam keadaan ini, adalah munasabah untuk menyimpulkan bahawa magnitud normal adalah sama dengan berat, supaya ia dapat mengimbangi, oleh itu:

N = mg = 20.0 kg x 9.8 m/s² = 196 n; diarahkan secara menegak.

Bagi bahagiannya, beratnya adalah p = 196 n diarahkan secara menegak.

Penyelesaian b

Sekarang rajah badan percuma baru dibuat mengenai kedua -dua objek. Untuk kotak besar perkara berubah sedikit, kerana kotak kecil menghasilkan kekuatan di atasnya.

Kekuatan adalah seperti berikut: N dan P Masing -masing adalah yang normal yang latihan meja dan berat di kotak 20.0 kg, itu tidak berubah. Dan kekuatan baru yang dikenakan oleh kotak kecil adalah N₁, yang normal kerana bersentuhan dengan bahagian atas kotak besar.

Bagi kotak kecil, ia menerima normal N₂, Dilancarkan oleh muka atas kotak besar dan tentu saja beratnya P₂. Oleh kerana kotak adalah baki statik:

N₂ - P₂ = 0

N - n₁ - P = 0

Dari persamaan pertama anda mesti n₂ = P₂ = 10 kg x 9.8 m/s² = 98 n. Dengan undang -undang tindakan dan tindak balas, magnitud daya yang diterima kotak kecil, adalah sama yang ia lakukan pada kotak besar, kemudian:

N₂ = N₁ = 98 n

Dari persamaan kedua n biasa n bahawa jadual latihan di kotak besar dibersihkan, yang pada gilirannya mempunyai kotak kecil di atas:

N = n₁ + P = 98 n + 196 n = 294 n

Rujukan

1. Figueroa, d. 2005. Siri: Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 2. Dinamik. Diedit oleh Douglas Figueroa (USB).
2. GiMbattista, a. 2010. Fizik. 2. Ed. McGraw Hill.
3. Giancoli, d.  2006. Fizik: Prinsip dengan aplikasi. 6th. Ed Prentice Hall.
4. Sears, Zemansky. 2016. Fizik universiti dengan fizik moden. Ke -14. Ed. Jilid 1. Pearson.
5. Serway, r., Jewett, J. 2008. Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 1. Ke -7. Ed. Pembelajaran Cengage.
6. Thomas Griffith, W. 2007. Fizik Konsep. MC Graw Hill.