Kuinka löytää massa tuntemalla voima ja kiihtyvyys. Voiman tai voimahetken määrittäminen, jos kehon massa tai hitausmomentti tiedetään, antaa sinun tietää vain kiihtyvyyden eli kuinka nopeasti nopeus muuttuu. Kuinka löytää kiihtyvyys voiman ja massan avulla

En ymmärtänyt fysiikan oppituntia enkä tiedä kuinka määrittää painovoima!

Vastaus

Painovoima on massakappaleiden ominaisuus vetää toisiaan puoleensa. Kehot, joilla on massa, vetävät aina toisiaan puoleensa. Astronomisessa mittakaavassa erittäin suurten massojen ruumiiden vetovoima luo merkittäviä voimia, jotka tekevät maailmasta sellaisena kuin me sen tunnemme.

Painovoima on painovoiman syy, minkä seurauksena esineet putoavat sen päälle. Painovoiman ansiosta Kuu kiertää Maata, Maata ja muita planeettoja Auringon ympärillä, Aurinkokunta galaksin keskellä.

Fysiikassa painovoima on voima, jolla keho vaikuttaa tukeen tai pystysuoraan jousitukseen. Tämä voima on aina suunnattu pystysuoraan alaspäin.

F on voima, jolla keho toimii. Mitattu Newtonissa (N).
m on kehon massa (paino). Mitattu kilogrammoina (kg)
g on painovoiman kiihtyvyys. Mitattu newtoneina kilogrammaa kohden (N / kg). Sen arvo on vakio ja keskimäärin maan pinnalla 9,8 N / kg.

Kuinka määrittää painovoima?

Esimerkki:

Olkoon matkalaukun paino 15 kg, sitten löydämme matkalaukun vetovoiman maahan, käytämme kaavaa:

F = m * g = 15 * 9,8 = 147 N.

Matkalaukun vetovoima on siis 147 Newtonia.

Maa -planeetan g: n arvo ei ole sama - päiväntasaajalla se on 9,83 N / kg ja napoilla 9,78 N / kg. Siksi he käyttävät laskennassa käyttämäämme keskimääräistä arvoa. Ilmailuteollisuudessa käytetään tarkkoja arvoja planeetan eri alueille, ja niihin kiinnitetään huomiota myös urheilussa, kun urheilijoita koulutetaan osallistumaan kilpailuihin muissa maissa.

Historiallinen huomautus: Ensimmäistä kertaa hän laski g: n ja johti painovoiman kaavan tai pikemminkin kaavan voimalle, jolla keho vaikuttaa muihin ruumiisiin, vuonna 1687 kuuluisan englantilaisen fyysikon Isaac Newtonin toimesta. Hänen kunniakseen on nimetty voiman mittayksikkö. Legendan mukaan Newton alkoi tutkia painovoimaa, kun omena putosi hänen päähänsä.

Miten löytö kehon nopeus, tietäen sen massan ja siihen kohdistetun voiman?

On 5 gramman ammus, siihen kohdistettiin 1,5 N voima.

Kitkavoima - fysiikka kokeissa ja kokeissa

onko mahdollista saada selville sen nopeus jollakin tavalla?

Jos on, mitä muita ominaisuuksia pitäisi tietää?

Kuvitellaan, että meillä on nämä ominaisuudet. Mitä kaavaa käytetään sitten tietyn kehon liikenopeuden laskemiseen?

Ei lisäominaisuuksia. Voima on edellytys kiihtyvyydelle Newtonin toisen zanonin pitkin a = F / m. Mutta nopeus kullakin ajanhetkellä löytyy kaavasta v = v0at. Siksi nopeuden selvittämiseksi sinun on vielä tiedettävä sen alkuperäinen arvo ja kuinka paljon aikaa on kulunut tästä lähtien.

Mutta jos puhumme nimenomaan ammuksesta, kaikki on paljon monimutkaisempaa. Voima kohdistuu ammukseen vain siihen hetkeen asti, kun ammus poistuu tynnyristä, eikä sitä paitsi ole vakio. Voima itsessään muuttuu suhteessa jauhekaasujen paineeseen. Painekäyrä on esitetty kuvassa.

Nopeus ja paine lasketaan jo ballististen kaavojen mukaisesti, esimerkiksi seuraavasti:

missä l on tynnyrin polku, L on kiväärin osan pituus, a, b, φ ovat jauhevakioita, S on tynnyrin poikkileikkausalue.

Mutta jopa rintareikissä tuloksena oleva voima ei ole vakio, vaan taaksepäin on verrannollinen kumin jännitykseen, ja alkunopeus riippuu tästä muuttuvasta voimasta, massasta ja laukauksen ajasta. Siksi näiden tietojen (vain voima ja massa) mukaan et voi itse laskea mitään.

Tässä tapauksessa sinun on haettava 2 Newtonin laki, mutta ei meille tavanomaisessa muodossa, vaan differentiaalisesti:

F = (p2-p1) / t, missä F on kehoon kohdistuva voima, p1 on kehon momentti ennen voiman kohdistamista, p2 on kehon liikemäärä pakotus, t on voiman käytön aika.

Toisin sanoen kehoon kohdistuvan voiman tuloksena saatava arvo on muutos tämän kappaleen liikemäärässä aikayksikköä kohti. Erityisesti tässä muodossa Newton johti oman lainsa.

Sovelletaan tätä kaavaa.

Kuten ymmärrän, ammuksen alkunopeus on 0, kuten toinen Newtonin laki tulee muotoon:

Kun olemme kirjoittaneet impulssin ja ilmaisseet nopeuden, meillä on:

Hankitun kaavan perusteella on selvää, että nopeuden löytämiseksi meidän on tiedettävä aika. Itse asiassa mitä enemmän aikaa voima kohdistetaan kehoon, sitä enemmän se kiihdyttää kehoa (tai se hidastuu, jos voiman suunta ja nopeuden suunta ovat vastakkaisia).

Kuvitellaan, että t = 1 s.

Siten, jotta voimme löytää kehon nopeuden, meidän on tässä tapauksessa tunnettava kehoon vaikuttava voima, kehon massa ja aika, jolloin voima vaikuttaa kehoon (edellyttäen, että keho oli pysähdyksissä).

Korjatkoon joku, jos olen väärässä, mutta mielestäni tässä on Newtonin toinen laki. Yleensä tämä on henkilökohtaista voimasta jaettuna!

Jos kehoon, jonka massa on 5 g, kohdistetaan (eikä sitä poisteta) 1,5 N voima, Newtonin toisen lain mukaan se antaa hänelle kiihtyvyyden a = F / m = 1,5 / 0,005 = 300 m / s ^ 2. Tämän kiihtyvyyden vaikutuksesta keho alkaa lisätä nopeuttaan lain v = at mukaisesti, missä t on voiman toiminnan aika. Joten, tietäen kaavan, voit laskea kehon nopeuden missä tahansa ajanhetki.

Sekunnissa - 1,5 / 0,005 = 300 m / s. 2 sekunnin kuluttua - 600 m / s. 3 sekunnin kuluttua - 900 m / s. 4 sekunnin kuluttua - 1,2 km / s. 5 sekunnin kuluttua - 1,5 km / s. 10 sekunnin kuluttua - 3 km / s. 20 sekunnin kuluttua - 6 km / s. Ja puolen minuutin kuluttua nopeus saavuttaa 8 km / s, ja jos ammus ei tartu maahan tähän mennessä, se alkaa siirtyä pois maan pinnasta.

Jos tarkastellaan tätä asiaa koulun tietämyksen kannalta, niin F = ma, F - voima, m - massa, a - kiihtyvyys. Jos haluat löytää nopeuden milloin tahansa, riittää kertoa kiihtyvyys ajan kanssa. Jos otamme huomioon, että kitkavoima on olemassa, niin että voimaa ei käytetty tasaisesti eikä jatkuvasti, tarvitaan lisätietoja.

Nopeus voidaan määrittää kaavalla: v = Ft / m.

Toisin sanoen, jotta voimme ratkaista onnistuneesti asetetun ongelman, meiltä puuttuu vielä yksi fyysinen määrä, nimittäin aika.

Tiivistelmät

Kuinka löytää massa, tietää voimaa vuonna 2017 miten selvittää. Kuinka löytää voimaa kitka slip f kitkakaava. Kuinka määrittää kitkakerroin lipsahdus? Tässä tasapainotetaan dynamometrin jousen voima pakottaa kitka Kuinka tietäen massa. Miten löydät kitkakertoimen? Kitkavoiman kaava. Se on aina olemassa, koska ei ole täysin sileitä kappaleita. löytö kitkavoima... Kerro minulle, kuinka löytää se. joka kulkee kehon ohi, tietäen voiman kitka, massa ja kehon nopeus ??? Löydämme pakottaa kitka. Kitkavoiman kaava. Ennen kitkavoiman löytämistä, jonka kaava saa eri muodon (f =? Kuinka löytää kiihtyvyys - wikiHow. Kuinka löytää kiihtyvyys. Löytääksesi kiihtyvyyden, jaa voima kiihdyttimen massalla. laske voima. Etsi massa, tietäen voimaa ja kiihtyvyyttä. Jos tiedät kohteen voiman ja kiihtyvyyden, miten. Miten löytö kitkakerroin, joka tietää massan ja voiman -. Koulun tiedot.

Kiihtyvyys kuvaa liikkuvan kehon nopeuden muutosnopeutta. Jos kehon nopeus pysyy vakiona, se ei kiihdy.

Kiihtyvyys tapahtuu vain, kun kehon nopeus muuttuu. Jos kappaleen nopeus kasvaa tai pienenee jollakin vakioarvolla, niin tällainen kappale liikkuu jatkuvalla kiihtyvyydellä. Kiihtyvyys mitataan metreinä sekunnissa sekunnissa (m / s2) ja se lasketaan kahden nopeuden ja ajan arvoista tai vartaloon kohdistetun voiman arvosta.

Askeleet

1. 1 a = Δv / Δt
2. 2 Muuttujien määritelmä. Voit laskea Δv ja Δt seuraavalla tavalla: Δv = vк - vн ja Δt = tк - tн, missä vk- lopullinen nopeus, vn- käynnistysnopeus, tк- loppu aika, tn- aloitusaika.
3. 3
4. Kirjoita kaava: a = Δv / Δt = (vк - vн) / (tк - tн)
5. Kirjoita muuttujat: vk= 46,1 m / s, vn= 18,5 m / s, tк= 2,47 s, tn= 0 s.
6. Laskeminen: a
7. Kirjoita kaava: a = Δv / Δt = (vк - vн) / (tк - tн)
8. Kirjoita muuttujat: vk= 0 m / s, vn= 22,4 m / s, tк= 2,55 s, tn= 0 s.
9. Laskeminen: a

1. 1 Newtonin toinen laki.
2. Fres = m x a, missä Frez m- kehomassa, a- kehon kiihtyvyys.
3. 2 Löydä kehon paino.
4. Muista, että 1 N = 1 kg ∙ m / s2.
5. a = F / m = 10/2 = 5 m / s2

3 Tietojesi testaaminen

1. 1 Kiihdytyssuunta.
   
2. 2 Voiman suunta.
3. 3 Tuloksena oleva vahvuus.
4. Ratkaisu: Tämän ongelman selvitys on suunniteltu hämmentämään sinua. Itse asiassa kaikki on hyvin yksinkertaista. Piirrä kaavio voimien suunnasta, niin näet, että 150 N voima on suunnattu oikealle, 200 N voima myös oikealle, mutta 10 N voima suunnataan vasemmalle. Siten tuloksena oleva voima on yhtä kuin: 150 + 200-10 = 340 N. Kiihtyvyys on yhtä suuri kuin: a = F / m = 340/400 = 0,85 m / s2.

Voiman tai voimahetken määrittäminen, jos kehon massa tai hitausmomentti tiedetään, vain kiihtyvyys eli kuinka nopeasti nopeus muuttuu

Voiman olkapää- kohtisuorassa, laskettuna pyörimisakselista voiman toimintalinjaan.

Ihmiskehon luut ovat vipuja. Tässä tapauksessa lihaksen toiminnan tulos ei määräydy niinkään sen kehittämällä voimalla vaan voimahetkellä. Ihmisen tuki- ja liikuntaelimistön rakenteen piirre on lihasten vetovoimien käsivarsien pienet arvot. Samaan aikaan ulkoisella voimalla, kuten painovoimalla, on suuri olkapää (kuva 3.3). Siksi suurten ulkoisten voimahetkien torjumiseksi lihasten on kehitettävä suuri vetovoima.

Riisi. 3.3. Ihmisen luustolihasten työn piirteet

Voimahetkeä pidetään positiivisena, jos voima saa kehon kääntymään vastapäivään ja negatiiviseksi, kun keho kääntyy myötäpäivään. Kuviossa 1 3.3. käsipainon painovoima luo negatiivisen voimahetken, koska se pyrkii kääntämään kyynärvarren kyynärpäässä myötäpäivään. Kyynärvarren taivutuslihasten vetovoima luo positiivisen hetken, koska se pyrkii kiertämään kyynärvarren kyynärpäässä vastapäivään.

Voiman hetki(Sм) - mitta voimahetken vaikutuksesta tiettyyn akseliin tietyn ajanjakson aikana.

Kineettinen hetki (TO) & on vektorin määrä, kehon pyörimisliikkeen mitta, joka kuvaa sen kykyä välittää toiselle ruumiille mekaanisen liikkeen muodossa. Kineettinen momentti määritetään kaavalla: K= J .

Kineettinen momentti pyörimisliikkeen aikana on analoginen kehon vauhdille (vauhti) translaatioliikkeen aikana.

Esimerkki. Kun hyppäät veteen sillasta nousun jälkeen, ihmiskehon kineettinen hetki ( TO) pysyy muuttumattomana. Siksi, jos pienennät hitausmomenttia (J), eli teet ryhmittelyn, kulmanopeus kasvaa. Ennen veteen tuloa urheilija lisää hitausmomenttia (suoristaa) ja vähentää siten pyörimisnopeutta.

Kuinka löytää kiihtyvyys voiman ja massan avulla?

Kuinka paljon nopeus on muuttunut, voidaan selvittää määrittämällä voiman impulssi. Voiman impulssilla mitataan voiman vaikutusta kehoon tietyllä ajanjaksolla (translaatioliikkeessä): S = F * Dt = m * Dv. Useiden voimien samanaikaisen toiminnan tapauksessa niiden impulssien summa on yhtä suuri kuin niiden tuloksena olevan impulssin sama aika. Voiman impulssi määrää nopeuden muutoksen. Pyörivässä liikkeessä voiman impulssi vastaa voimahetken impulssia - mittaa voiman vaikutuksen kehoon suhteessa tiettyyn akseliin tietyn ajan: Sz = Mz * Dt.

Voiman impulssin ja voimahetken impulssin vuoksi liikkeessä tapahtuu muutoksia, jotka riippuvat kehon inertiaominaisuuksista ja ilmenevät nopeuden muutoksissa (vauhti ja kulmamomentti - kineettinen hetki).

Liikkeen määrä on kehon translaatioliikkeen mitta, joka kuvaa tämän liikkeen kykyä välittää toiselle ruumiille: K = m * v. Momentin muutos on yhtä suuri kuin voiman impulssi: DK = F * Dt = m * Dv = S.

Kineettinen momentti on kehon pyörimisliikkeen mitta, joka kuvaa tämän liikkeen kykyä välittää toiselle ruumiille: Kя = I * w = m * v * r. Jos runko on kytketty pyörimisakseliin, joka ei kulje sen CM: n läpi, kokonaiskulmamomentti muodostuu rungon kulmamomentista suhteessa akseliin, joka kulkee sen CM: n suuntaisesti ulkoakselin kanssa (I0 * w ) ja jonkin pisteen kulmamomentti, jolla on rungon massa ja joka on erotettu akselin pyörimisestä samalla etäisyydellä kuin CM: L = I0 * w + m * r2 * w.

Kulmamomentin (kineettisen momentin) ja voimaimpulssihetken välillä on kvantitatiivinen suhde: DL = Mz * Dt = I * Dw = Sz.

Samankaltaisia ​​tietoja:

Hae sivustolta:

Kiihtyvyys kuvaa liikkuvan kehon nopeuden muutosnopeutta. Jos kehon nopeus pysyy vakiona, se ei kiihdy. Kiihtyvyys tapahtuu vain, kun kehon nopeus muuttuu. Jos kappaleen nopeus kasvaa tai pienenee jollakin vakioarvolla, niin tällainen kappale liikkuu jatkuvalla kiihtyvyydellä. Kiihtyvyys mitataan metreinä sekunnissa sekunnissa (m / s2) ja se lasketaan kahden nopeuden ja ajan arvoista tai vartaloon kohdistetun voiman arvosta.

Askeleet

1 Kahden nopeuden keskimääräisen kiihtyvyyden laskeminen

1. 1 Kaava keskimääräisen kiihtyvyyden laskemiseksi. Kehon keskimääräinen kiihtyvyys lasketaan sen alku- ja loppunopeuksista (nopeus on nopeus, jolla se liikkuu tiettyyn suuntaan) ja ajasta, joka kuluu kehon saavuttamiseksi lopulliseen nopeuteensa. Kaava kiihtyvyyden laskemiseksi: a = Δv / Δt, jossa a on kiihtyvyys, Δv on nopeuden muutos, Δt on aika, joka tarvitaan lopullisen nopeuden saavuttamiseen.
2. Kiihtyvyysyksiköt ovat metrejä sekunnissa sekunnissa, eli m / s2.
3. Kiihtyvyys on vektorimäärä, eli se määritetään sekä arvon että suunnan mukaan. Arvo on kiihtyvyyden numeerinen ominaisuus ja suunta on kehon liikesuunta. Jos keho hidastaa vauhtia, kiihtyvyys on negatiivinen.
4. 2 Muuttujien määritelmä. Voit laskea Δv ja Δt seuraavalla tavalla: Δv = vк - vн ja Δt = tк - tн, missä vk- lopullinen nopeus, vn- käynnistysnopeus, tк- loppu aika, tn- aloitusaika.
5. Koska kiihdytyksellä on suunta, vähennä aina aloitusnopeus lopun nopeudesta; muuten lasketun kiihtyvyyden suunta on väärä.
6. Jos tehtävässä ei ole annettu alkuaikaa, oletetaan, että tн = 0.
7. 3 Etsi kiihtyvyys kaavan avulla. Kirjoita ensin sinulle annettu kaava ja muuttujat. Kaava: a = Δv / Δt = (vк - vн) / (tк - tн)... Vähennä aloitusnopeus lopetusnopeudesta ja jaa tulos sitten ajan määrällä (ajan muutos). Saat keskimääräisen kiihtyvyyden tietyn ajanjakson aikana.
8. Jos lopullinen nopeus on pienempi kuin alkuperäinen, kiihtyvyydellä on negatiivinen arvo, eli keho hidastuu.
9. Esimerkki 1: Auto kiihtyy 18,5 m / s 46,1 m / s 2,47 sekunnissa. Etsi keskimääräinen kiihtyvyys.
10. Kirjoita kaava: a = Δv / Δt = (vк - vн) / (tк - tн)
11. Kirjoita muuttujat: vk= 46,1 m / s, vn= 18,5 m / s, tк= 2,47 s, tn= 0 s.
12. Laskeminen: a= (46,1 - 18,5) / 2,47 = 11,17 m / s2.
13. Esimerkki 2: Moottoripyörä alkaa jarruttaa nopeudella 22,4 m / s ja pysähtyy 2,55 sekunnin kuluttua. Etsi keskimääräinen kiihtyvyys.
14. Kirjoita kaava: a = Δv / Δt = (vк - vн) / (tк - tн)
15. Kirjoita muuttujat: vk= 0 m / s, vn= 22,4 m / s, tк= 2,55 s, tn= 0 s.
16. Laskeminen: a= (0 - 22,4) / 2,55 = -8,78 m / s2.

2 Kiihtyvyyden laskeminen voimalla

1. 1 Newtonin toinen laki. Newtonin toisen lain mukaan keho kiihtyy, jos siihen vaikuttavat voimat eivät tasapainota toisiaan. Tämä kiihtyvyys riippuu tuloksena olevasta kehoon vaikuttavasta voimasta. Newtonin toisen lain avulla voit löytää kehon kiihtyvyyden, jos tiedät sen massan ja kehoon vaikuttavan voiman.
2. Newtonin toinen laki kuvataan kaavalla: Fres = m x a, missä Frez- tuloksena oleva voima, joka vaikuttaa kehoon, m- kehomassa, a- kehon kiihtyvyys.
3. Kun käytät tätä kaavaa, käytä metrisiä mittayksiköitä, joissa massa mitataan kilogrammoina (kg), voima newtoneina (N) ja kiihtyvyys metreinä sekunnissa sekunnissa (m / s2).
4. 2 Löydä kehon paino. Tätä varten laita keho asteikolle ja löydä sen massa grammoina. Jos harkitset erittäin suurta runkoa, etsi sen massaa hakukirjoista tai Internetistä. Suurten kappaleiden massa mitataan kilogrammoina.
5. Jos haluat laskea kiihtyvyyden yllä olevan kaavan avulla, sinun on muutettava grammat kilogrammoiksi. Jaa massa grammoina 1000: lla, jotta saat massan kilogrammoina.
6. 3 Etsi tuloksena oleva voima kehoon. Muut voimat eivät tasapainota syntyvää voimaa. Jos kehoon kohdistuu kaksi vastakkaisesti suunnattua voimaa ja toinen niistä on suurempi kuin toinen, syntyvän voiman suunta on sama kuin suuremman voiman suunta. Kiihtyvyys tapahtuu, kun kehoon kohdistuu voima, jota muut voimat eivät tasapainota ja joka johtaa kehon nopeuden muutokseen tämän voiman vaikutuksen suuntaan.
7. Esimerkiksi sinä ja veljesi olette köydenvetäjiä. Vedät köydestä 5 N voimalla ja veljesi vetää köyttä (vastakkaiseen suuntaan) 7 N voimalla. Tuloksena oleva voima on 2 N ja kohdistuu veljeesi.
8. Muista, että 1 N = 1 kg ∙ m / s2.
9. 4 Muunna kaava F = ma kiihtyvyyden laskemiseksi. Voit tehdä tämän jakamalla kaavan molemmat puolet m: llä (massa) ja saamalla: a = F / m. Siten voit löytää kiihtyvyyden jakamalla voiman kiihtyvän kappaleen massalla.
10. Voima on suoraan verrannollinen kiihtyvyyteen, eli mitä suurempi voima vaikuttaa kehoon, sitä nopeammin se kiihtyy.
11. Massa on kääntäen verrannollinen kiihtyvyyteen, eli mitä suurempi on kehon massa, sitä hitaammin se kiihtyy.
12. 5 Laske kiihtyvyys käyttämällä saatua kaavaa. Kiihtyvyys on yhtä suuri kuin osake, joka jakaa tuloksena olevaan kehoon vaikuttava voima sen massalla. Liitä tietosi tähän kaavaan kehon kiihtyvyyden laskemiseksi.
13. Esimerkiksi: voima, joka vastaa 10 N, vaikuttaa kehoon, jonka massa on 2 kg. Etsi kehon kiihtyvyys.
14. a = F / m = 10/2 = 5 m / s2

3 Tietojesi testaaminen

1. 1 Kiihdytyssuunta. Tieteellinen käsitys kiihtyvyydestä ei aina vastaa tämän määrän käyttöä jokapäiväisessä elämässä. Muista, että kiihtyvyydellä on suunta; kiihtyvyydellä on positiivinen arvo, jos se on suunnattu ylös tai oikealle; kiihtyvyys on negatiivinen, jos se on suunnattu alas tai vasemmalle. Tarkista päätöksesi oikeellisuus seuraavan taulukon perusteella:
   
2. 2 Voiman suunta. Muista, että kiihtyvyys on aina linjassa vartaloon kohdistuvan voiman kanssa. Jotkut tehtävät tarjoavat tietoja, joiden tarkoituksena on johtaa sinut harhaan.
3. Esimerkki: Leluvene, jonka massa on 10 kg, kulkee pohjoiseen kiihtyvyydellä 2 m / s2. Länsisuuntainen tuuli vaikuttaa veneeseen 100 N. Voimalla. Etsi veneen kiihtyvyys pohjoiseen.
4. Ratkaisu: koska voima on kohtisuorassa liikesuuntaan nähden, se ei vaikuta liikkeen suuntaan. Siksi veneen kiihtyvyys pohjoissuunnassa ei muutu ja on 2 m / s2.
5. 3 Tuloksena oleva vahvuus. Jos kehoon kohdistuu useita voimia kerralla, etsi tuloksena oleva voima ja laske sitten kiihtyvyys. Harkitse seuraavaa ongelmaa (kaksiulotteisessa tilassa):
6. Vladimir vetää (oikealla) 400 kg: n astiaa 150 N. voimalla. Dmitry työntää (vasemmalla) astiaa 200 N. 10 N. Etsi säiliön kiihtyvyys.
7. Ratkaisu: Tämän ongelman selvitys on suunniteltu hämmentämään sinua. Itse asiassa kaikki on hyvin yksinkertaista.

   Newtonin toinen laki

   Piirrä kaavio voimien suunnasta, niin näet, että 150 N voima on suunnattu oikealle, 200 N voima myös oikealle, mutta 10 N voima suunnataan vasemmalle. Siten tuloksena oleva voima on yhtä kuin: 150 + 200-10 = 340 N. Kiihtyvyys on yhtä suuri kuin: a = F / m = 340/400 = 0,85 m / s2.

Laatija: Veselova Kristina. 2017-11-06 17:28:19

Takaisin sisällysluetteloon

Oppitunti 5. MASSAN RIIPPUMUS NOPEUDESTA. RELATIVISTINEN DYNAMIIKKA

Newtonin mekaniikan lait eivät ole sopusoinnussa uusien tila-aikakäsitteiden kanssa suurilla liikenopeuksilla. Vain pienillä liikenopeuksilla, kun klassiset tilan ja ajan käsitteet ovat totta, Newtonin toinen laki

ei muuta muotoaan siirtyessään yhdestä inertiaalisesta viitekehyksestä toiseen (suhteellisuusperiaate täyttyy).

Mutta suurilla nopeuksilla tämä laki tavanomaisessa (klassisessa) muodossaan on epäoikeudenmukainen.

Newtonin toisen lain (2.4) mukaan vakiovoima, joka vaikuttaa kehoon pitkään, voi antaa keholle mielivaltaisen suuren nopeuden. Mutta todellisuudessa valon nopeus tyhjiössä on rajoittavaa, eikä keho voi missään olosuhteissa liikkua valonnopeutta suuremmalla nopeudella tyhjiössä. Hyvin pieni muutos kappaleiden liikeyhtälössä edellyttää, että tämä yhtälö pätee suurilla nopeuksilla. Siirrytään ensin siihen dynamiikan toisen lain kirjoittamisen muotoon, jota Newton itse käytti:

missä on kehon vauhti. Tässä yhtälössä kehon massan katsottiin olevan riippumaton nopeudesta.

On hämmästyttävää, että yhtälö (2.5) ei muuta muotoaan edes suurilla liikenopeuksilla.

Muutokset koskevat vain massoja. Kun kehon nopeus kasvaa, sen massa ei pysy vakiona, vaan kasvaa.

Massan riippuvuus nopeudesta voidaan olettaa, että liikemäärän säilymisen laki pätee myös uusiin tilan ja ajan käsitteisiin. Laskut ovat liian monimutkaisia. Tässä on vain lopullinen tulos.

Jos läpi m0 tarkoittaa lepäävän kehon massaa, sitten massaa m saman kehon, mutta nopeudella liikkuva, määritetään kaavalla

Kuva 43 esittää kehon painon riippuvuuden nopeudesta. Kuvasta voidaan nähdä, että massan kasvu on sitä suurempi, mitä lähempänä kehon nopeus on valon nopeutta kanssa.

Kun liikenopeus on paljon pienempi kuin valon nopeus, ilmaisu eroaa erittäin vähän yhtenäisyydestä. Joten nykyaikaisen avaruusraketin nopeudella u " Saamme 10 km / s =0,99999999944 .

Siksi ei ole yllättävää, että on mahdotonta havaita massan kasvua nopeuden kasvaessa niin suhteellisen pienillä liikenopeuksilla. Mutta nykyaikaisten varautuneiden hiukkaskiihdyttimien alkeishiukkaset saavuttavat valtavan nopeuden. Jos hiukkasen nopeus on vain 90 km / s pienempi kuin valon nopeus, sen massa kasvaa 40 kertaa.

Force F -laskenta

Tehokkaat elektronikiihdyttimet pystyvät kiihdyttämään nämä hiukkaset nopeuksiin, jotka ovat vain 35-50 m / s pienempiä kuin valon nopeus. Tässä tapauksessa elektronin massa kasvaa noin 2000 kertaa. Jotta tällainen elektroni voitaisiin pitää pyöreällä kiertoradalla, siihen on kohdistettava voima magneettikentän puolelta, 2000 kertaa suurempi kuin voitaisiin odottaa, huomioimatta massan riippuvuus nopeudesta. Ei ole enää mahdollista käyttää Newtonin mekaniikkaa nopeiden hiukkasten liikeradan laskemiseen.

Suhde (2.6) huomioon ottaen kehon liikemäärä on yhtä suuri kuin:

Relativistisen dynamiikan peruslaki on kirjoitettu samassa muodossa:

Kuitenkin kehon vauhti määritetään tässä kaavalla (2.7), eikä vain tuotteella.

Siten massa, jota pidettiin muuttumattomana Newtonin ajoista lähtien, riippuu itse asiassa nopeudesta.

Liikkeen nopeuden kasvaessa kehon massa, joka määrittää sen inertit ominaisuudet, kasvaa. Klo u®c kehon paino yhtälön (2.6) mukaisesti kasvaa loputtomiin ( m® ¥); siksi kiihtyvyys on yleensä nolla ja nopeus käytännössä lakkaa kasvamasta riippumatta siitä, kuinka kauan voima vaikuttaa.

Tarve käyttää relativistista liikeyhtälöä hiukkaskiihdyttimiä laskettaessa tarkoittaa, että suhteellisuusteoriasta on tullut tekniikkatiede aikamme aikana.

Newtonin mekaniikan lakeja voidaan pitää relativistisen mekaniikan erityistapauksena, joka pätee kappaleiden nopeuksilla, paljon vähemmän kuin valon nopeus.

Suhteellista liikeyhtälöä, jossa otetaan huomioon massan riippuvuus nopeudesta, käytetään hiukkaskiihdyttimien ja muiden relativististen laitteiden suunnittelussa.

? 1 ... Kirjoita kaava kehon painon riippuvuudesta sen liikkeen nopeudesta. 2 ... Missä olosuhteissa kehon massaa voidaan pitää nopeudesta riippumattomana?

matemaattiset kaavat, lineaarinen algebra ja geometria

§ 100. Kineettisen energian ilmaiseminen kehon massan ja nopeuden kautta

Kohdissa 97 ja 98 näimme, että on mahdollista luoda potentiaalisen energian varastoa pakottamalla jokin voima tekemään työtä, nostamalla kuorma tai puristamalla jousta. Samalla tavalla voit luoda kineettisen energian reservin minkä tahansa voiman työn tuloksena. Todellakin, jos ulkopuolisen voiman vaikutuksen alainen keho saa kiihtyvyyttä ja liikkuu, tämä voima toimii ja keho saa nopeuden eli hankkii liike -energiaa. Esimerkiksi jauhekaasujen painevoima aseen piipussa, joka työntää luodin, tekee työn, minkä vuoksi luodin kineettinen energia muodostuu. Päinvastoin, jos luodin liikkeen vuoksi työtä tehdään (esimerkiksi luoti nousee ylös tai osuu esteeseen, tuhoaa), luodin liike -energia pienenee.

Seurataan työn siirtymistä kineettiseksi energiaksi käyttämällä esimerkkiä, kun vain yksi voima vaikuttaa kehoon (monien voimien tapauksessa tämä on seurausta kaikista kehoon vaikuttavista voimista). Oletetaan, että jatkuva voima alkoi vaikuttaa levossa olevaan massakappaleeseen; voiman vaikutuksesta keho liikkuu tasaisesti kiihtyvyydellä. Kun matka on kulkenut voiman vaikutuksen suuntaan, keho saavuttaa nopeuden, joka liittyy kaavan kuljettuun etäisyyteen (§ 22). Täältä löydämme voiman työn:

.

Samalla tavalla, jos sen liikettä vastaan ​​suunnattu voima alkaa vaikuttaa nopeasti liikkuvaan kehoon, se hidastaa sen liikettä ja pysähtyy suorittaen työtä ennen pysähtymistä vastaavaa voimaa vastaan. Tämä tarkoittaa, että liikkuvan kappaleen liike -energia on puolet sen massan tulosta sen nopeuden neliöllä:

Koska liike -energian muutos ja potentiaalienergian muutos ovat yhtä suuret kuin tämän muutoksen tuottama työ (positiivinen tai negatiivinen), liike -energia mitataan myös työyksiköinä eli jouleina.

100.1. Massakappale liikkuu hitausnopeudella. Voima alkaa vaikuttaa kehoon kehon liikesuuntaa pitkin, minkä seurauksena kehon nopeus tulee jonkin ajan kuluttua tasaiseksi. Osoita, että kehon kineettisen energian lisäys on yhtä suuri kuin voiman tekemä työ tapauksessa, kun nopeus: a) kasvaa; b) vähenee; c) muutosmerkki.

100.2. Mihin paljon työtä käytetään: seisovan junan lähettäminen nopeuteen 5 m / s tai sen kiihdyttäminen nopeudesta 5 m / s nopeuteen 10 m / s?

Kuinka löytää auton massa fysiikasta

Kuinka löytää massa tuntemalla nopeus

Tarvitset

• - kynä;
• - paperi muistiinpanoja varten.

Ohjeet

Yksinkertaisin tapaus on yhden kappaleen liike tietyllä tasaisella nopeudella. Kehon kuljettu matka tiedetään. Etsi matka -aika: t = S / v, tunti, missä S on etäisyys, v on kehon keskimääräinen nopeus.

Toinen esimerkki on ruumiiden lähestyvä liike. Auto liikkuu pisteestä A pisteeseen B nopeudella 50 km / h. Samaan aikaan mopo ajoi häntä vastaan ​​pisteestä B nopeudella 30 km / h. Pisteiden A ja B välinen etäisyys on 100 km. On löydettävä aika, jonka jälkeen he tapaavat.

Nimeä kohtaamispaikka kirjaimella K. Olkoon etäisyys AK, jonka auto ajoi, x km. Sitten moottoripyöräilijän polku on 100 km. Ongelmalausunnosta seuraa, että auton ja mopon matka -aika on sama. Tee yhtälö: x / v = (S -x) / v ’, missä v, v’ - auton ja mopon nopeus. Liitä tiedot ja ratkaise yhtälö: x = 62,5 km. Etsi nyt aika: t = 62,5 / 50 = 1,25 tuntia tai 1 tunti 15 minuuttia. Kolmas esimerkki - samat ehdot on annettu, mutta auto lähti 20 minuuttia myöhemmin kuin mopo. Määritä kuinka kauan auto kulkee ennen mopon tapaamista. Tee yhtälö kuin edellinen. Mutta tässä tapauksessa mopon matka -aika on 20 minuuttia pidempi kuin auton. Osien tasaamiseksi vähennä kolmasosa tunnista lausekkeen oikealta puolelta: x / v = (S-x) / v'-1 /3. Etsi x - 56,25. Laske aika: t = 56,25 / 50 = 1,125 tuntia tai 1 tunti 7 minuuttia 30 sekuntia.

Neljäs esimerkki on ongelma kappaleiden siirtämisestä yhteen suuntaan. Auto ja mopo liikkuvat samasta nopeudesta pisteestä A. On tiedossa, että auto lähti puoli tuntia myöhemmin. Kuinka kauan kestää päästä mopoon?

Tässä tapauksessa ajoneuvojen kuljettu matka on sama. Olkoon auton matka -aika x tuntia, sitten mopon matka -aika on x + 0,5 tuntia. Sinulla on yhtälö: vx = v ’(x + 0,5). Ratkaise yhtälö korvaamalla nopeusarvo ja löydä x - 0,75 tuntia tai 45 minuuttia.

Viides esimerkki - auto ja mopo, joilla on sama nopeus, liikkuvat samaan suuntaan, mutta mopo vasen piste B, joka sijaitsee 10 km etäisyydellä pisteestä A, puoli tuntia aikaisemmin. Laske kuinka kauan käynnistyksen jälkeen auto tavoittaa mopon.

Autolla ajettu matka on 10 km pidempi. Lisää tämä ero ratsastajan polkuun ja tasaa lausekkeen osat: vx = v ’(x + 0,5) -10. Kytkemällä nopeusarvot ja ratkaisemalla ne saat vastauksen: t = 1,25 tuntia tai 1 tunti 15 minuuttia.

Joustavan voiman kiihtyvyys

• mikä on aikakoneen nopeus

Kuinka löytää massa?

Monet meistä kysyivät kouluaikana kysymyksen: "Kuinka löytää kehon paino"? Yritämme nyt vastata tähän kysymykseen.

Massan löytäminen sen tilavuuden kautta

Oletetaan, että sinulla on käytössäsi kaksisata litran tynnyri. Aiot täyttää sen kokonaan dieselpolttoaineella, jota käytät pienen kattilahuoneesi lämmittämiseen. Kuinka löytää tämän dieselpolttoaineella täytetyn tynnyrin massa? Yritetään ratkaista tämä näennäisen yksinkertainen tehtävä yhdessä kanssasi.

On melko helppoa ratkaista ongelma siitä, kuinka löytää aineen tilavuus. Käytä tätä varten aineen ominaistiheyden kaavaa

jossa p on aineen ominaispaino;

m - sen massa;

v - varattu tilavuus.

Massan mittana käytetään grammoja, kilogrammoja ja tonneja. Tilavuusmitat: kuutiosenttimetriä, desimetriä ja metriä. Ominaispaino lasketaan kg / dm³, kg / m³, g / cm³, t / m³.

Näin ollen tehtävän ehtojen mukaisesti meillä on käytettävissään tynnyri, jonka tilavuus on kaksisataa litraa. Tämä tarkoittaa, että sen tilavuus on 2 m³.

Mutta haluat tietää kuinka löytää massa. Yllä olevasta kaavasta se johdetaan seuraavasti:

Ensinnäkin meidän on löydettävä arvo p - dieselpolttoaineen ominaispaino. Löydät tämän arvon viitteen avulla.

Kirjassa havaitaan, että p = 860,0 kg / m³.

Sitten korvataan saadut arvot kaavaan:

m = 860 * 2 = 1720,0 (kg)

Näin löydettiin vastaus kysymykseen massan löytämisestä. Yksi tonni ja seitsemänsataa kaksikymmentä kiloa on kaksisataa litraa kesän dieselpolttoainetta. Sitten voit samalla tavalla tehdä likimääräisen laskennan tynnyrin kokonaispainosta ja tynnyrin alla olevan telineen kapasiteetista solariumilla.

Massan löytäminen tiheyden ja tilavuuden avulla

Hyvin usein löydät fysiikan käytännön tehtävistä sellaisia ​​määriä kuin massa, tiheys ja tilavuus. Jotta voit ratkaista kehon massan löytämisen ongelman, sinun on tiedettävä sen tilavuus ja tiheys.

Tarvittavat tuotteet:

1) Ruletti.

2) Laskin (tietokone).

3) Mittauskapasiteetti.

4) Viivain.

Tiedetään, että saman tilavuuden omaavilla, mutta eri materiaaleista valmistetuilla esineillä on eri massa (esimerkiksi metalli ja puu). Tiettystä materiaalista (ilman tyhjiöitä) tehtyjen kappaleiden massat ovat suoraan verrannollisia kyseisten esineiden tilavuuteen. Muussa tapauksessa vakio on esineiden massan ja tilavuuden suhde. Tätä indikaattoria kutsutaan "aineen tiheydeksi". Merkitsemme sen kirjaimella d.

Nyt sinun on ratkaistava ongelma kuinka löytää massa kaavan d = m / V mukaisesti, missä

m on tuotteen massa (kilogrammoina),

V on sen tilavuus (kuutiometreinä).

Siten aineen tiheys on sen tilavuusyksikön massa.

Jos sinun on löydettävä materiaalin tiheys, josta objekti on luotu, käytä tiheystaulukkoa, joka löytyy tavallisesta fysiikan oppikirjasta.

Objektin tilavuus lasketaan kaavalla V = h * S, missä

V - tilavuus (m³),

H - kohteen korkeus (m),

S - kohteen pohjan pinta -ala (m2).

Jos et voi mitata selkeästi kehon geometrisia parametreja, sinun on käytettävä Archimedesin lakeja. Tätä varten tarvitset astian, jolla on asteikko nesteiden tilavuuden mittaamiseen ja esineen laskemiseen veteen, eli jakoon. Tilavuus, jolla astian sisältöä lisätään, on siihen upotetun rungon tilavuus.

Kun tiedät esineen tilavuuden V ja tiheyden d, löydät sen massan helposti kaavalla m = d * V. Ennen massan laskemista sinun on saatettava kaikki mittayksiköt yhteen järjestelmään, esimerkiksi SI -järjestelmään , joka on kansainvälinen mittausjärjestelmä.

Edellä olevien kaavojen mukaisesti voidaan tehdä seuraava johtopäätös: tarvittavan massan löytämiseksi, jolla on tunnettu tilavuus ja tunnettu tiheys, on kerrottava sen materiaalin tiheysarvo, josta kappale on valmistettu, rungon tilavuudella .

Kehon painon ja tilavuuden laskeminen

Aineen tiheyden määrittämiseksi on tarpeen jakaa kehon massa sen tilavuudella:

Kehon paino voidaan määrittää painojen avulla. Kuinka löytää kehon tilavuus?

Jos runko on suorakulmaisen suuntaissärmiön muotoinen (kuva 24), sen tilavuus saadaan kaavalla

Jos sillä on jokin muu muoto, sen tilavuus voidaan löytää menetelmällä, jonka antiikin kreikkalainen tiedemies Archimedes löysi 3. vuosisadalla. Eaa NS.

Archimedes syntyi Syrakusassa Sisilian saarella. Hänen isänsä, tähtitieteilijä Phidias, oli Hieron sukulainen, josta tuli 270 eaa. NS. sen kaupungin kuningas, jossa he asuivat.

Kaikki Archimedesin teokset eivät ole säilyneet meille. Monet hänen löydöistään tulivat tunnetuksi myöhempien kirjailijoiden ansiosta, joiden jäljellä olevat teokset kuvaavat hänen keksintöjään. Esimerkiksi roomalainen arkkitehti Vitruvius (1. vuosisata eaa.) Kertoi eräässä teoksessaan seuraavan tarinan: ”Mitä tulee Arkhimedesiin, hänen monista ja vaihtelevista löydöistään, havainto, josta kerron teille, vaikuttaa minusta tehtiin hallituskaudellaan Syrakusassa, Hieron, kaikkien toimintojensa onnistuneen päätyttyä, vannoi lahjoittavansa kultaisen kruunun kuolemattomille jumalille jossakin temppelissä. Hän sopi mestarin kanssa työn korkeasta hinnasta ja antoi hänelle painon mukaan tarvittavan kullan määrän. Määräpäivänä mestari toi työnsä kuninkaalle, joka löysi sen täydellisesti toteutettuna; punnituksen jälkeen kruunun painon todettiin vastaavan annetun kullan painoa.

Sen jälkeen irtisanottiin, että osa kullasta oli otettu kruunusta ja sama määrä hopeaa oli sekoitettu sen tilalle. Hieron oli vihainen siitä, että häntä petettiin, ja koska hän ei löytänyt keinoa saada tätä varkautta kiinni, hän pyysi Archimedesia miettimään sitä huolellisesti. Tämä, ajatuksiinsa upotettu, tuli jotenkin vahingossa kylpylään ja uppoamalla kylpyammeeseen huomasi, että siitä virtaa ulos niin paljon vettä, joka oli hänen ruumiinsa tilavuus kylpyammeeseen upotettuna. Kun hän oli selvittänyt tämän tosiasian arvon, hän epäröimättä hyppäsi ulos kylpyammeesta ilosta, meni alasti kotiin ja ilmoitti kovalla äänellä kaikille löytäneensä etsimänsä. Hän juoksi ja huusi samaa asiaa kreikan kielellä: ”Eureka, Eureka! (Löytyi, löytyi!) ".

Sitten, kirjoittaa Vitruvius, Archimedes otti astian, joka oli täytetty vedellä, ja pudotti siihen kruunun painoisen kultaharkon. Kun hän oli mitannut syrjäytetyn veden tilavuuden, hän täytti astian uudelleen vedellä ja laski kruunun siihen. Koronan syrjäyttämä vesimäärä oli suurempi kuin kultaharkon syrjäyttämä vesimäärä. Kruunun suurempi tilavuus tarkoitti, että se sisälsi vähemmän tiheää ainetta kuin kulta. Siksi Archimedesin kokeilu osoitti, että osa kullasta oli varastettu.

Joten epäsäännöllisen muodon omaavan ruumiin tilavuuden määrittämiseksi riittää mittaamaan tämän ruumiin siirtämän veden tilavuus. Mittaussylinterillä (dekantterilasilla) tämä on helppo tehdä.

Tapauksissa, joissa kappaleen massa ja tiheys tiedetään, sen tilavuus saadaan kaavasta (10.1) seuraavalla kaavalla:

Siksi on selvää, että kappaleen tilavuuden määrittämiseksi tämän kappaleen massa on jaettava sen tiheydellä.

Jos päinvastoin kehon tilavuus tiedetään, tiedät sen aineesta, että tiedät sen massan:

Kehon massan määrittämiseksi kehon tiheys on kerrottava sen tilavuudella.

1. Mitä tilavuusmääritysmenetelmiä tiedät? 2. Mitä tiedät Archimedesista? 3. Kuinka löydät kehon massan sen tiheyden ja tilavuuden perusteella? Ota suorakulmainen, suorakaiteen muotoinen saippua sen massalla. Kun olet tehnyt tarvittavat mittaukset, määritä saippuan tiheys.

Painovoima on määrä, jolla keho vetää maata sen painovoiman avulla. Tämä indikaattori riippuu suoraan henkilön painosta tai esineen massasta. Mitä enemmän painoa, sitä suurempi se on. Tässä artikkelissa näytämme sinulle, kuinka löytää painovoima.

Koulun fysiikan kurssilta: painovoima on suoraan verrannollinen kehon painoon. Voit laskea arvon kaavalla F = m * g, jossa g on kerroin, joka on 9,8 m / s 2. Näin ollen 100 kg painavan henkilön painovoima on 980. On syytä huomata, että käytännössä kaikki on hieman erilaista ja monet tekijät vaikuttavat painovoimaan.

Painovoimaan vaikuttavat tekijät:

• etäisyys maasta;
• ruumiin maantieteellinen sijainti;
• Kellonajat.

Muista, että pohjoisnavalla vakio g ei ole 9,8 vaan 9,83. Tämä on mahdollista, koska maapallolla on magneettisia mineraaliesiintymiä. Kerroin kasvaa hieman rautamalmiesiintymien paikoissa. Päiväntasaajalla kerroin on 9,78. Jos keho ei ole maassa tai liikkeessä, painovoiman määrittämiseksi on välttämätöntä tietää kohteen kiihtyvyys. Voit tehdä tämän käyttämällä erityisiä laitteita - sekuntikelloa, nopeusmittaria tai kiihtyvyysmittaria. Kiihtyvyyden laskemiseksi määritä kohteen loppu- ja aloitusnopeus. Vähennä alkunopeus lopullisesta arvosta ja jaa tuloksena oleva aika aikalla, joka kului esineen matkalle. Voit laskea kiihtyvyyttä siirtämällä kohdetta. Tätä varten on tarpeen siirtää keho lepotilasta. Kerro nyt etäisyys kahdella. Jaa tuloksena oleva aika neliöksi. Tämä kiihtyvyyden laskentamenetelmä sopii, jos keho on aluksi levossa. Jos nopeusmittari on olemassa, kiihtyvyyden määrittämiseksi on tarpeen neliöidä kehon alku- ja loppunopeudet. Etsi ero pääty- ja aloitusnopeuksien neliöiden välillä. Jaa tulos aika kerrottuna 2. Jos keho liikkuu ympyrässä, sillä on oma kiihtyvyytensä, jopa vakionopeudella. Kiihtyvyyden löytämiseksi neliöi kehon nopeus ja jaa sen ympyrän säteellä, jota pitkin se liikkuu. Säde on ilmoitettava metreinä.

Käytä kiihtyvyysmittaria hetkellisen kiihtyvyyden määrittämiseen. Jos sait negatiivisen kiihtyvyysarvon, tämä tarkoittaa, että kohde hidastuu eli sen nopeus laskee. Näin ollen positiivisella arvolla esine kiihtyy ja sen nopeus kasvaa. Muista, että kerrointa 9,8 voidaan käyttää vain, jos painovoima määritetään maassa olevalle esineelle. Jos runko on asennettu tuelle, tuen vastus on otettava huomioon. Tämä arvo riippuu materiaalista, josta tuki on tehty.

Jos kehoa ei vedetä vaakasuunnassa, kannattaa ottaa huomioon kulma, jolla esine poikkeaa horisontista. Tämän seurauksena kaava näyttää tältä: F = m * g - Fthroat * sin. Painovoima mitataan newtonissa. Käytä laskennassa m / s mitattua nopeutta. Jaa tämä nopeus km / h 3,6: lla.

Voima voi vaikuttaa vain materiaaliseen kehoon, jolla on välttämättä massa. Newtonin toisen lain avulla on mahdollista määrittää sen kehon massa, johon voima vaikutti. Voiman luonteesta riippuen saatetaan tarvita lisämääriä massan määrittämiseksi voimana.

Tarvitset

• - kiihtyvyysmittari;
• - ruletti;
• - sekuntikello;
• - laskin.

Ohjeet

Laske kehon massa, johon tunnettu voima vaikuttaa, käyttämällä Newtonin toisesta laista johdettua suhdetta. Voit tehdä tämän käyttämällä kiihtyvyysmittaria mittaamaan kiihtyvyyden, jonka keho sai voiman seurauksena. Jos tämä laite ei ole käytettävissä, mittaa nopeus kehon havaintoajan alussa ja lopussa ja jaa nopeuden muutos ajan kanssa. Tämä on kehon keskimääräinen kiihtyvyys mitatun ajanjakson aikana. Laske massa jakamalla kehoon F vaikuttavan voiman arvo mitattuna m / s? kiihtyvyys a, m = F / a. Jos voiman arvo on Newtonissa, saat massan kilogrammoina.

Laske kehon paino, johon painovoima vaikuttaa. Tätä varten ripusta se dynamometriin ja määritä asteikolla kehoon vaikuttava voima. Tämä tulee olemaan painovoima. Kehon massan määrittämiseksi jaa tämän voiman Ft arvo painovoimakiihtyvyydellä g? 9,81 m / s?, M = F / g. Mukavuuden vuoksi voit ottaa laskelmissa arvon g ≤ 10 m / s? jos massan kilogrammoissa määrittämisen suurta tarkkuutta ei vaadita.

Kun vartalo liikkuu ympyräreittiä tasaisella nopeudella, myös voima vaikuttaa siihen. Jos tiedät sen arvon, etsi kehon massa, joka liikkuu pyöreää polkua pitkin. Voit tehdä tämän mittaamalla tai laskemalla kehosi nopeuden. Mittaa nopeusmittarilla, jos mahdollista. Nopeuden laskemiseksi mittaa kehon liikeradan säde mittanauhalla tai viivoitimella R ja täydellisen kierroksen aika T sekuntikellolla, tätä kutsutaan kiertoaikaksi. Nopeus on yhtä suuri kuin säteen tulo ja 6,28 jaettuna jaksolla. Löydä massa kertomalla voima F kehon radan säteellä ja jakamalla tulos sen nopeuden neliöllä m = F R / v?. Jos haluat saada tuloksen kilogrammoina, mittaa nopeus metreinä sekunnissa, säde metreinä ja voima Newtonissa.