greutate este forța cu care Pământul atrage obiecte la suprafața sa. De fiecare dată când un obiect este scăpat, acesta cade la pământ, nu este capabil să urce de unul singur și nici nu este fără greutate la jumătatea drumului, deoarece Pământul îl atrage..
Toate obiectele se atrag invariabil, chiar și pe cele mai mici, numai magnitudinea forței cu care o fac este proporțională cu masa. Aceasta înseamnă că obiectele cu masă mică exercită puțină forță asupra altora, dar corpurile cerești precum Pământul sunt capabile să exercite o forță foarte mare..
Pământul menține Luna orbitând în jurul ei datorită acestei forțe de atracție, care se numește atracție gravitațională când vine vorba de obiecte care sunt departe de suprafața pământului și greutate când obiectele sunt aproape.
Din aceasta rezultă că forța gravitațională nu necesită ca obiectele să fie neapărat în contact unul cu celălalt pentru a acționa: de aceea se spune că este o forță de acțiune la distanță.
Obiectele continuă să aibă greutate chiar dacă sunt la o anumită înălțime deasupra solului și cu cât sunt mai masive, cu atât această greutate va fi mai mare.
Marele om de știință englez Isaac Newton a fost primul care a dat o explicație despre această întrebare, prin legea universală a gravitației care îi poartă numele și care de atunci a servit pentru a înțelege modul în care obiectele cu masă interacționează. Acest lucru este foarte important, deoarece orice obiect de pe planetă are greutate.
Indice articol
Sistemul internațional de unități SI are ca unitate de greutate Newton, numit după Isaac Newton. Aceasta este unitatea de măsurare a forțelor de tot felul.
Newtonul, prescurtat N, este definit ca forța necesară pentru ca un obiect cu o masă de 1 kg să dobândească o accelerație de 1m / sDouă. Pe lângă newton, există și alte unități de forță în uz comun, de exemplu următoarele:
kilogram-forță sau kilopond, prescurtat kg-f sau kp, deși numit în mod obișnuit kg fără mai mult, este forța pe care Pământul o exercită asupra unui obiect aflat la nivelul mării și la 45 ° latitudine nordică. Este necesar să se specifice locația, deoarece, după cum sa spus, câmpul gravitațional experimentează variații cu înălțimea și latitudinea.
Când cineva spune că cântărește 45 kg, ceea ce înseamnă cu adevărat este că greutatea sa este de 45 kg-f, deoarece kilogramul este unitatea rezervată pentru masă.
Echivalența dintre kg-f și N este: 1kg-f = 9,8 N
lira-forță, prescurtat lb-f este, de asemenea, o unitate de forță care este analogă cu kg-f, deoarece este forța pe care Pământul o exercită asupra unui obiect de 1 lb de masă. Și la fel ca în cazul kg-f, nu există nicio problemă cu valorile atunci când vă aflați pe Pământ, adică un obiect de masă l lb, cântărește 1 lb-f.
Echivalența în lb-f și N este: 1 lb-f ≡ 4.448222 N.
Greutatea unui obiect este proporțională cu masa acestuia. Cu cât masa este mai mare, cu atât este mai mare greutatea.
Formula pentru a găsi magnitudinea greutății P (sau, de asemenea, W, așa cum este uneori notată, prin "Greutate" în engleză) este foarte simplu:
P = mg
Unde m reprezintă masa obiectului și g este magnitudinea accelerației gravitației (intensitatea câmpului gravitațional sau a gravitației), aproximativ constantă și a cărei valoare este luată ca 9,81 m / sDouă pentru cele mai frecvente calcule.
Greutatea este un vector, iar literele aldine sunt folosite pentru a distinge între un vector și magnitudinea acestuia. În acest fel, atunci când se vorbește despre P se înțelege că este valoarea numerică și când este scrisă P se face referire la vectorul:
P = m ∙g
g în caractere aldine este câmpul gravitațional al Pământului, adică influența pe care Pământul o exercită asupra spațiului care îl înconjoară, indiferent dacă există sau nu un alt corp care îl percepe. Orice obiect cu masă are propriul său câmp gravitațional, fie el mic sau mare.
Intensitatea câmpului gravitațional al Pământului g nu este în întregime constantă. Are mici variații care apar în principal pentru că Pământul nu este o sferă perfectă și datorită diferențelor locale de înălțime și densitate. Dar pentru majoritatea aplicațiilor, valoarea de 9,81 m / sDouă Funcționează foarte bine.
Alte corpuri cerești au propriul câmp gravitațional caracteristic, prin urmare accelerația gravitației diferă în funcție de planetă sau satelit. Același obiect ar avea o greutate diferită în fiecare, prin urmare, greutatea nu este o proprietate caracteristică a lucrurilor, ci a materiei în general..
Greutatea este un vector și, prin urmare, are magnitudine, direcție și simț. În apropierea suprafeței pământului, greutatea este un vector în direcție verticală și direcția este întotdeauna în jos.
De obicei, direcția verticală este denumită axa Da sau z, iar direcției descendente i se atribuie un semn + sau - pentru a-l deosebi de direcția ascendentă. Alegerea depinde de locația de origine. În imaginea de mai jos, originea a fost aleasă în punctul din care cade mărul:
Vectorul unitar j, un vector cu magnitudine egală cu 1, este utilizat pentru a marca și distinge direcția verticală. În ceea ce privește acest vector, greutatea este scrisă astfel:
P = mg (- j)
În cazul în care semnul negativ este atribuit direcției descendente.
Aceste trei concepte sunt adesea confuze, dar revizuind caracteristicile greutății, este ușor să o diferențiem de masă și volum..
Pentru început, greutatea depinde de câmpul gravitațional în care se află obiectul. De exemplu, pe Pământ și pe Lună același lucru are o greutate diferită, deși numărul atomilor care îl compun rămâne constant..
Masa este o cantitate scalară, legată de numărul de atomi care alcătuiesc obiectul și este evidențiată de rezistența pe care o are obiectul de a-și schimba mișcarea, o proprietate numită inerţie.
La rândul său, volumul este măsura spațiului pe care îl ocupă un obiect, o altă cantitate scalară. Două obiecte cu același volum nu cântăresc la fel, de exemplu un cub de fier cântărește mult mai mult decât un cub de polistiren de aceleași dimensiuni.
În concluzie:
Trebuie remarcat faptul că, fiind mărimi scalare, nici masa, nici volumul nu au direcție sau sens, ci doar valoare numerică și o unitate adecvată. Pe de altă parte, greutatea, fiind un vector, trebuie întotdeauna exprimată corect indicând magnitudinea, unitatea, direcția și sensul, ca în secțiunea anterioară.
Toate obiectele de pe Pământ au greutate, puteți chiar să „cântăriți” obiecte care nu sunt pe Pământ, cum ar fi alte planete sau Soarele, deși, prin mijloace indirecte, desigur.
Deoarece gama de greutăți este foarte mare, notația științifică (în puteri de 10) este utilizată pentru a exprima unele care sunt foarte mari sau foarte mici:
-Soarele: 1.989 × 1030 kg-f
-Jupiter: 1.898 × 1027 kg-f
-Un țânțar: 2,0 × 10-5 N
-Bebeluși: 34,3 N
-Un copil: 353 N
-Persoană adultă: 65 kg-f
-Un elefant adult: 5,5 × 103 kg-f
-Balena albastră: 1,0 × 106 N
O cutie cu masa de 20 kg se sprijină pe o masă.
a) Găsiți greutatea cutiei și forța normală pe care o exercită masa asupra ei.
b) O altă cutie de 10 kg este plasată deasupra primei. Găsiți normalul pe care îl exercită masa pe cutia de 20 kg și normalul pe care îl exercită aceasta pe cutia mai mică.
Este convenabil să faceți o diagramă a corpului liber pe cutie, care constă în trasarea forțelor care acționează asupra ei.
În această situație, cea mai mică cutie nu este încă în partea de sus, prin urmare există doar două forțe: prima este greutatea. P care este tras vertical în jos, așa cum este indicat în secțiunile precedente și apoi există normalul N, care este forța perpendiculară exercitată de masă și împiedică căderea cutiei.
Având în vedere că cutia este în echilibru static în aceste condiții, este rezonabil să concluzionăm că magnitudinea normalului este aceeași cu cea a greutății, astfel încât să poată compensa, prin urmare:
N = mg = 20,0 kg x 9,8 m / sDouă = 196 N; îndreptat vertical în sus.
La rândul său, greutatea este P = 196 N direcționată vertical în jos.
Acum sunt create noi diagrame cu corp liber pe ambele obiecte. Pentru cutia mare lucrurile se schimbă puțin, deoarece cutia mică exercită forță asupra ei.
Forțele sunt după cum urmează: N Da P sunt respectiv normalul exercitat de masă și greutatea pe cutie de 20,0 kg, care nu s-au schimbat. Și noua forță exercitată de cutia mică este N1, normalul datorat contactului cu fața superioară a cutiei mari.
În ceea ce privește cutia mică, aceasta primește normalul NDouă, exercitat de fața superioară a cutiei mari și bineînțeles de greutatea acesteia PDouă. Deoarece cutiile sunt în echilibru static:
NDouă - PDouă = 0
N - N1 - P = 0
Din prima ecuație avem acel NDouă = PDouă = 10 kg x 9,8 m / sDouă = 98 N. Prin legea acțiunii și reacției, magnitudinea forței pe care o primește cutia mică este aceeași pe care o exercită asupra cutiei mari, apoi:
NDouă = N1 = 98 N
Din a doua ecuație, N-ul normal exercitat de masă pe caseta mare este eliminat, care la rândul său are caseta mică deasupra:
N = N1 + P = 98 N + 196 N = 294 N
Nimeni nu a comentat acest articol încă.