Вес в физике определение: ВЕС ТЕЛА – это… Что такое ВЕС ТЕЛА?

alexxlab | 19.07.1999 | 0 | Разное

Содержание

ВЕС ТЕЛА – это… Что такое ВЕС ТЕЛА?

  • вес тела — Модуль равнодействующей сил тяжести, действующих на частицы этого тела. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 102. Теоретическая механика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики теоретическая механика… …   Справочник технического переводчика

  • вес тела человека — см. Масса тела человека. * * * ВЕС ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА ВЕС ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА, см. Масса тела человека (см. МАССА ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА) …   Энциклопедический словарь

  • ВЕС ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА — см. Масса тела человека …   Большой Энциклопедический словарь

  • вес тела — Модуль равнодействующей сил тяжести, действующих на частицы этого тела …   Политехнический терминологический толковый словарь

  • Вес тела человека —         см. Масса тела человека …   Большая советская энциклопедия

  • ВЕС ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА — то же, что масса тела человека …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • ПОНИЖЕННЫЙ ВЕС ТЕЛА — Вообще – состояние, при котором вес тела 10% или более ниже нормы для типа институции человека и его возраста. Как и ожирение, этот термин используется довольно свободно, так как невозможно дать определение, которое в равной степени относится ко… …   Толковый словарь по психологии

  • Вес (значения) — Вес: В физике: Вес  сила воздействия тела на опору или подвес. Удельный вес  отношение веса вещества к его объёму. Статистический вес, в квантовой механике и квантовой статистике  число различных квантовых состояний с данной… …   Википедия

  • ВЕС — ВЕС, сила ГРАВИТАЦИОННОГО притяжения тела. Вес тела равен произведению массы тела на ускорение свободного падения. Масса остается постоянной, но вес зависит от расположения объекта на поверхности Земли. С увеличением высоты вес уменьшается …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • вес — сущ., м., употр. часто Морфология: (нет) чего? веса и весу, чему? весу, (вижу) что? вес, чем? весом, о чём? о весе; мн. что? веса, (нет) чего? весов, чему? весам, (вижу) что? веса, чем? весами, о чём? о весах 1. Вес какого либо физического… …   Толковый словарь Дмитриева

  • “Вес тела” (методический материал, 10 класс)

    Краткое описание документа:

    Вес тела.

    С.В. Задорожная, учитель физики

    МБОУ СОШ № 125

    с углубленным изучением математики,

    г. Снежинск.

    Довольно много ошибок и неслучайных оговорок учащихся связано с силой веса. Само словосочетание «сила веса» не очень привычно, т.к. мы (учителя, авторы учебников и задачников, методических пособий и справочной литературы) более привыкли говорить и писать «вес тела». Тем самым, уже само словосочетание уводит нас от понятия того, что вес – сила, и приводит к тому, что вес тела путают с массой тела (в магазине часто слышим, когда просят

    взвесить сколько-то килограммов продукта). Вторая распространенная ошибка учащихся заключается в том, что силу веса путают с силой тяжести. Попытаемся же разобраться с силой веса на уровне школьного учебника.

    Для начала заглянем в справочную литературу и попытаемся понять точку зрения авторов на данный вопрос. Яворский Б.М., Детлаф А.А. (1) в справочнике для инженеров и студентов весом тела называют силу, с которой это тело действует вследствие тяготения к Земле на опору (или подвес), удерживающую тело от свободного падения. Если тело и опора неподвижны относительно Земли, то вес тела равен его силе тяжести. Зададим несколько наивных вопросов к определению:

    1. О какой системе отчета идет речь?

    2. Имеется одна опора (или подвес) или их несколько (опор и подвесов)?

    3. Если тело тяготеет не к Земле, а, например, к Солнцу, будет ли оно обладать весом?

    4. Если тело в космическом корабле, движущемся с ускорением, ни к чему в обозримом пространстве «почти» не тяготеет, будет ли оно обладать весом?

    5. Как расположена опора относительно горизонта, вертикален ли подвес для случая равенства веса тела и силы тяжести?

    6. Если тело движется равномерно и прямолинейно вместе с опорой относительно Земли, то вес тела равен его силе тяжести?

    В справочном руководстве по физике для поступающих в вузы и самообразования Яворского Б.М. и Селезнева Ю.А. (2) дают пояснение по последнему наивному вопросу, оставляя без внимания первые.

    Кошкин Н.И. и Ширкевич М.Г. (3) весом тела предлагают считать векторную физическую величину, которую можно найти по формуле:

    Приведенные ниже примеры покажут, что данная формула работает в случаях, когда никакие другие силы на тело не действует.

    Кухлинг Х. (4) понятие веса не вводит как такового вообще, отождествляя его практически с силой тяжести, на чертежах сила веса приложена к телу, а не к опоре.

    В популярном «Репетиторе по физике» Касаткиной И.Л. (5) вес тела определяется как сила, с которой тело действует на опору или подвес вследствие притяжения к планете. В последующих пояснениях и примерах, приведенных автором, даются ответы только на 3й и 6й из наивных вопросов.

    В большинстве учебников по физике даются определения веса в той или иной мере схожие с определениями авторов (1), (2), (5). При изучении физики в 7ом и 9ом образовательных классах, возможно, это оправдано. В 10х профильных классах с таким определением при решении целого класса задач не избежать различного рода наивных вопросов (вообще же, – совсем не нужно стремиться к избеганию любых вопросов).

    Авторы Каменецкий С.Е., Орехов В.П. в (6) разграничивая и поясняя понятия силы тяжести и веса тела, пишут, что вес тела – это сила, которая действует на опору или подвес. И все. Не надо ничего читать между строк. Правда, все-таки еще хочется спросить, а, сколько опор и подвесов, а может ли быть у тела и опора и подвес сразу?

    И, наконец, посмотрим определение веса тела, которое дает Касьянов В.А. (7) в учебнике физики 10го класса: «вес тела – суммарная сила упругости тела, действующая при наличии силы тяжести на все связи (опоры, подвесы)». Если при этом помнить, что сила тяжести равна равнодействующей двух сил: силе гравитационного притяжения к планете и центробежной силы инерции, при условии, что эта планета вращается вокруг своей оси, или какой-либо еще силы инерции, связанной с ускоренным движением этой планеты, то с этим определением можно было бы согласиться. Так как при этом никто нам не мешает представить ситуацию, когда одна из составляющих силы тяжести будет пренебрежимо мала, например, случай с космическим кораблем в далеком космосе. И даже при этих оговорках так и подмывает убрать из определения обязательное наличие силы тяжести, ведь возможны ситуации, когда есть другие силы инерции, не связанные с движением планеты или Кулоновские силы взаимодействия с другими телами, например. Либо же согласиться с введением некоей «эквивалентной» силы тяжести в неинерциальных системах отчета и давать определение силы веса для случая, когда нет взаимодействия тела с другими телами, кроме тела, создающего гравитационное притяжение, опор и подвесов.

    И все-таки, определимся, когда вес тела равен силе тяжести в инерциальных системах отчета?

    Предположим у нас одна опора или один подвес. Достаточно ли условия, что опора или подвес неподвижны относительно Земли (Землю считаем инерциальной системой отчета), или движутся равномерно и прямолинейно? Возьмем неподвижную опору, расположенную под углом к горизонту. Если опора гладкая, то тело скользит по наклонной плоскости, т.е. не покоится на опоре и не находится в свободном падении. А если опора шероховатая на столько, что тело покоится, то либо наклонная плоскость не опора, либо вес тела не равен силе тяжести (можно, конечно, пойти дальше, и поставить под сомнение, что вес тела не равен по модулю и не противоположен по направлению силе реакции опоры, и тогда не о чем будет говорить вообще). Если же считать наклонную плоскость все-таки опорой, а предложение в скобках – иронией, то, решая уравнение для второго закона Ньютона, которое для данного случая будет и условием равновесия тела на наклонной плоскости, записанного в проекциях на ось Y, мы получим выражение для веса, отличного от силы тяжести:

    Итак, в данном случае, не достаточно утверждать, что вес тела равен силе тяжести, когда тело и опора неподвижны относительно Земли.

    Приведем пример с неподвижными относительно Земли подвесом и телом на нем. Металлический положительно заряженный шарик на нити помещен в однородное электрическое поле так, что нить составляет некоторый угол с вертикалью. Найдем вес шарика из условия, что векторная сумма всех сил равна нулю для покоящегося тела.

    Как видим, в приведенных случаях, вес тела не равен силе тяжести при выполнении условия неподвижности опоры, подвеса и тела относительно Земли. Особенностями приведенных случаев является существование силы трения и силы Кулона соответственно, наличие которых и приводит собственно к тому, что тела удерживаются от движения. Для вертикального подвеса и горизонтальной опоры добавочные силы не нужны, чтобы удержать тело от движения. Таким образом, к условию неподвижности опоры, подвеса и тела относительно Земли, мы могли бы добавить, что при этом опора горизонтальна, а подвес вертикален.

    Но решило бы это добавление наш вопрос? Ведь в системах с вертикальным подвесом и горизонтальной опорой могут действовать силы, уменьшающие или увеличивающие вес тела. Таковыми могут быть сила Архимеда, например, или сила Кулона, направленная вертикально. Подведем итог для одной опоры или одного подвеса: вес тела равен силе тяжести, когда тело и опора (или подвес) покоятся (или равномерно и прямолинейно движутся) относительно Земли, и на тело действуют только сила реакции опоры (или сила упругости подвеса) и сила тяжести. Отсутствие других сил в свою очередь предполагает, что опора горизонтальна, подвес вертикален.

    Рассмотрим случаи, когда тело с несколькими опорами или (и) подвесами покоится (или равномерно и прямолинейно движется вместе с ними относительно Земли) и на него не действуют ни какие другие силы, кроме сил реакции опоры, сил упругости подвесов, притяжения к Земле. Используя определение силы веса Касьянова В.А. (7), найдем суммарную силу упругости связей тела в первом и во втором случаях, представленных на рисунках. Геометрическая сумма сил упругости связей

    F, по модулю равная весу тела, исходя из условия равновесия, действительно равна силе тяжести и противоположна ей по направлению, причем углы наклона плоскостей к горизонту и углы отклонения подвесов от вертикали на конечный результат не влияют.

    Рассмотрим пример (рисунок ниже), когда в системе неподвижной относительно Земли тело имеет опору и подвес и в системе не действуют никакие другие силы, кроме сил упругостей связей. Результат аналогичен вышеизложенному. Вес тела равен силе тяжести.

    Итак, если тело находится на нескольких опорах и (или) подвесах, и покоится вместе с ними (или равномерно и прямолинейно движется) относительно Земли, при отсутствии других сил, кроме силы тяжести и сил упругости связей, его вес равен силе тяжести. При этом расположение в пространстве опор и подвесов и их количество на конечный результат не влияет.

    Рассмотрим примеры нахождения веса тела в неинерциальных системах отчета.

    Пример 1. Найти вес тела массой m, движущегося в космическом корабле с ускорением а в «пустом» пространстве (на столько далеко от других массивных тел, что их тяготением можно пренебречь).

    В данном случае на тело действует две силы: сила инерции и сила реакции опоры. Если ускорение по модулю равно ускорению свободного падения на Земле, то вес тела будет равен силе тяжести на Земле, и нос корабля космонавтами будет восприниматься как потолок, а хвост как пол.

    Созданная таким образом искусственная тяжесть для космонавтов внутри корабля ничем не будет отличаться от «настоящей» земной.

    В данном примере мы пренебрегаем вследствие ее малости гравитационной составляющей силы тяжести. Тогда на космическом корабле сила инерции и будет равна силе тяжести. В виду этого можно согласиться, с тем, что причиной возникновения веса тела в этом случае является сила тяжести.

    Вернемся на Землю.

    Пример 2.

    Относительно земли с ускорением а движется тележка, на которой укреплено тело на нити массой m, отклонившейся на угол от вертикали. Найти вес тела, сопротивлением воздуха пренебречь.

    Задача с одним подвесом, следовательно, вес равен по модулю силе упругости нити.

    Таким образом, можно воспользоваться любой формулой для расчета силы упругости, а, значит, и веса тела (если сила сопротивления воздуха достаточно велика, то ее необходимо будет учесть в качестве слагаемого к силе инерции).

    Поработаем еще с формулой

    Следовательно, введя «эквивалентную» силу тяжести, мы можем утверждать, что в этом случае вес тела равен «эквивалентной» силе тяжести. И окончательно можем дать три формулы для его расчета:

    Пример 3.

    Найти вес автогонщика массой m в движущемся с ускорением а автомобиле.

    При больших ускорениях сила реакции опоры спинки сидения становится существенной, и ее в данном примере будем учитывать. Общая сила упругости связей будет равна геометрической сумме обеих сил реакции опоры, которая в свою очередь равна по модулю и противоположна по направлению векторной сумме сил инерции и тяжести. Для данной задачи модуль силы веса найдем по формулам:

    Эффективное ускорение свободного падения находится, как в предыдущей задаче.

    Пример 4.

    Шарик на нити массой m закреплен на вращающейся с постоянной угловой скоростью ω платформе на расстоянии r от ее центра. Найти вес шарика.

    Нахождение веса тела в неинерциальных системах отчета в приведенных примерах показывает, как хорошо работает формула для веса тела предложенная авторами в (3). Усложним немного ситуацию в примере 4. Предположим, что шарик электрически заряжен, а платформа вместе совсем содержимым находится в однородном вертикальном электрическом поле. Каков вес шарика? В зависимости от направления силы Кулона вес тела уменьшится или увеличится:

    Так получилось, что вопрос о весе естественным образом свелся к вопросу о силе тяжести. Если мы определим силу тяжести как равнодействующую сил гравитационного притяжения к планете (или к любому другому массивному объекту) и инерции, с учетом принципа эквивалентности, оставляя в тумане происхождение самой силы инерции, тогда обе составляющие силы тяжести или одна из них, по крайней мере, явятся причиной возникновения веса тела. Если в системе наряду с силой гравитационного притяжения, силой инерции и силами упругости связей есть другие взаимодействия, то они могут увеличить или уменьшить вес тела, привести к состоянию, когда вес тела станет равным нулю. И эти другие взаимодействия могут стать причиной появления веса в некоторых случаях. Зарядим шарик на тонкой непроводящей нити в космическом корабле, движущимся равномерно и прямолинейно в далеком «пустом» космосе (силами гравитации пренебрежем из-за их малости). Поместим шарик в электрическое поле, нить натянется, появится вес.

    Обобщая сказанное, сделаем вывод, что вес тела равен силе тяжести (или эквивалентной силе тяжести) в любой системе, где на тело не действуют никакие другие силы, кроме сил гравитационных, инерции и упругости связей. Сила тяжести или «эквивалентная» сила тяжести чаще всего является причиной возникновения силы веса. Сила веса и сила тяжести имеют разную природу и приложены к разным телам.

    Список литературы.

    1. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов, М., Наука, 1974г., 944с.

    2. Яворский Б.М., Селезнева Ю.А. Справочное руководство по физике для

    поступающих в вузы и самообразования., М., Наука, 1984г., 383с.

    1. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике., М., Наука, 1980г., 208с.

    2. Кухлинг Х. Справочник по физике., М., Мир, 1983г., 520с.

    3. Касаткина И.Л. Репетитор по физике. Теория. Механика. Молекулярная физика. Термодинамика. Электромагнетизм. Ростов-на-Дону, Феникс, 2003г., 608с.

    4. Каменецкий С.Е., Орехов В.П. Методика решения задач по физике в средней школе., М., Просвещение, 1987г., 336с.

    5. Касьянов В.А. Физика. 10 класс., М., Дрофа, 2002г., 416с.

    10

    С.В. Задорожная

    Вес тела – определение, формула, физический смысл

    В быту понятие вес тела употребляют для обозначения того явления, что вызывает напряжение в мышцах из-за поддерживания вертикального положения или при поднятии заметной массы. Физический смысл величины намного шире такого определения, показатель чётко описан в науке, измеряется количественно и качественно. Существенное отличие между неспециалистами и физиками заключается в том, что для последних масса и вес — совсем не одно и то же.

    История понятия

    Понятия тяжести и лёгкости в качестве неотъемлемых свойств физических тел упоминаются ещё древнегреческими философами. Платон описывал вес как естественную тенденцию предметов к поиску себе подобных. Для Аристотеля лёгкость была свойством в восстановлении порядка основных элементов: воздуха, земли, огня и воды. Архимед рассматривал вес как качество, противоположное плавучести. Первое контактное определение было дано Евклидом, описывающее величину как лёгкость одной вещи по сравнению с другой, измеряемую балансом.

    Когда средневековые учёные обнаружили, что на практике скорость падающего предмета со временем возрастала. Они изменили концепцию веса для сохранения причинно-следственных связей между явлениями. Понятие было разделено для тел в состоянии покоя и находящихся в гравитационном падении.

    Значительных результатов в теории добился Галилей, пришедший к выводу, что величина пропорциональна количеству вещества в объекте, а не скорости его движения, как предполагала Аристотелева физика. Открытие Ньютоном закона всемирного тяготения привело к принципиальному отделению веса от фундаментального свойства объектов, связанных с инерцией. Факторы окружающей среды и плавучесть учёный считал искажением условий измерения. Для подобных обстоятельств он ввёл термин кажущийся вес.

    В XX веке ньютоновские концепции абсолютного времени и пространства были поставлены под сомнение работами Эйнштейна. Теория относительности поставила всех наблюдателей, движущихся и ускоряющихся, в разные условия. Это привело к двусмысленности относительно того, что именно подразумевается под массой, которая вместе с гравитационной силой стала по существу зависящей от системы отсчёта величиной.

    Неоднозначности, порождённые относительностью, привели к серьёзным дебатам в педагогическом сообществе о том, как определять вес для учеников и что им должно называться. Выбор стал лежать между пониманием его как силы, вызванной гравитацией Земли, и контактным определением, вытекающим из акта взвешивания.

    Перегрузка

    Перегрузка — отношение абсолютной величины линейного ускорения, вызванного негравитационными силами, к стандартному ускорению свободного падения на поверхности.

    Перегрузка определяется отношением:

    Перегрузка возникает, когда система, в которой находится тело, движется с ускорением.

    Вес тела в движущейся равноускоренно системе

    Вес тела в движущейся системе может быть больше или меньше веса того же тела в системе, которая находится в состоянии покоя:

    1. Если система движется равноускоренно в направлении ускорения свободного падения, вес тела меньше веса тела в неподвижной системе: при a↑↑g — P < P0.
    2. Если система движется равноускоренно в направлении, противоположном ускорению свободного падения, вес тела больше веса тела в неподвижной системе: при a↑↓g — P > P0.
    3. Если система движется с равномерной скоростью (ускорение равно нулю) в любом направлении по отношению к ускорению свободного падения, вес тела равен весу тела в неподвижной системе: при a = 0 — P = P0.

    Различия с массой

    Путаница в понимании того, чем отличается масса от веса, свойственна для людей, не изучающих физику подробно. Этому есть простое объяснение — как правило, эти термины используются в повседневной жизни взаимозаменяемо. В общем случае, если тело находится на поверхности земли и неподвижно, значение массы будет равно скаляру веса в килограммах. Таблица, проясняющая разницу между понятиями, выглядит так:

    МассаВес
    Является свойством материи. Постоянна всегда.Зависит от действия силы тяжести.
    У материального объекта никогда не бывает равна нулю.Может быть равен нулю при определённых условиях.
    Не меняется в зависимости от местоположения.Уменьшается или увеличивается в разных местах Земли или в зависимости от высоты над её поверхностью.
    Является скалярной величиной.Вектор с направлением к центру земли или к другому гравитационному центру.
    Может быть измерена с помощью балансаИзмеряется с помощью пружинных весов.
    Как правило, измеряется в граммах и килограммах.Единица у силы и веса одна — Ньютон (обозначается как Н)

    Главное отличительное свойство массы заключается в том, что для классической динамики она является конкретной инвариантной величиной для каждого тела. Общая теория относительности описывает переход массы в энергию и наоборот.

    Обычно численное значение между m и P на Земле строго пропорционально. На бытовом уровне чтобы узнать вес тела с известной массой, достаточно помнить, что объекты обычно весят в ньютонах приблизительно в 10 раз больше значения m в килограммах.

    Вес в физике

    Массаэто мера инертности тела. Чем тело обладает большей инертностью, тем больше времени понадобится, чтобы придать ему скорость. Грубо говоря, чем выше значение массы, тем тяжелее сдвинуть предмет. В международной системе единиц массу измеряют в килограммах. Но её также измеряют и в других единицах, например;

    • унция;
    • фунт;
    • стоун;
    • американская тонна;
    • английская тонна;
    • грамм;
    • миллиграмм и так далее.

    Когда мы говорим один, два, три килограмма, мы сравниваем массу с эталонной массой (прообраз которой находится во Франции в МБМВ). Масса обозначается m.

    Весэто сила, которая действует на подвес или опору за счёт предмета, притягиваемого силой тяжести. Это векторная величина, а значит у него есть направление (как и у всех сил), в отличие от массы (скалярная величина). Направление всегда идёт в центр Земли (из-за силы тяжести). Например, если мы сидим на стуле, сиденье которого располагается параллельно Земле, то вектор силы направлен строго вниз. Вес обозначается P и рассчитывается в ньютонах [Н].

    Если тело находится в движении или покое, то сила тяжести (Fтяж), действующая на тело, равна весу. Это справедливо, если движение происходит вдоль прямой линии относительно Земли, и оно имеет постоянную скорость. Вес действует на опору, а сила тяжести на само тело (которое располагается на опоре). Это разные величины, и независимо от того, что они равны в большинстве случаев, не стоит их путать.

    Сила тяжести – это результат притяжения тела к земле, вес – воздействие тела на опору. Так как тело изгибает (деформирует) опору своим весом, возникает ещё одна сила, она называется сила упругости (Fупр). Третий закон Ньютона гласит, что тела взаимодействуют друг с другом с одинаковыми по модулю силами, но разными по вектору. Из этого следует, что для силы упругости должна быть противоположная сила, и эта она называется – сила реакции опоры и обозначается N.

    По модулю |N|=|P|. Но так как эти силы разнонаправленные, то, раскрывая модуль, мы получим N= — P. Именно поэтому вес можно измерить динамометром, который состоит из пружинки и шкалы. Если подвесить груз на это устройство, пружинка растянется до определённой отметки на шкале.

    Способы измерения

    Фактически вес можно измерить как силу реакции опоры на массу, появляющуюся в точке приложения. Величина возникновения этой силы по значению равна искомому P. Определить её можно с помощью пружинных весов. Поскольку сила тяжести, вызывающая фиксируемое отклонение на шкале, может варьироваться в разных местах, значения также будут отличаться. Для стандартизации измерительные приборы такого типа всегда калибруются на 9,80665 м/с2 в заводских условиях, а затем повторно в том месте, где будут использоваться.

    Для измерения массы применяют рычажный механизм. Поскольку любые изменения в гравитации будут одинаково воздействовать на известные и неизвестные массы, балансный способ позволяет иметь в результате одинаковые значения в любом месте Земли. Весовые коэффициенты в этом случае калибруются и маркируются в единицах массы, поэтому балансировочный рычаг позволяет найти массу, сравнивая воздействие притяжения на искомый объект с воздействием на эталон.

    При отсутствии гравитационного поля вдали от крупных астрономических тел, баланс рычага работать не будет, но, например, на Луне он покажет те же значения, что и на Земле. Некоторые подобные инструменты могут быть размечены в единицах веса, но, поскольку они калибруются на заводе-изготовителе для стандартной гравитации, то будут показывать P для условий, под которые они настроены.

    Это значит, что рычажные весы не предназначены для измерения локальной силы тяжести, воздействующей на объект. Точный вес можно определить расчётным путём, умножив массу на значение локальной гравитации из соответствующих таблиц.

    Применение законов Ньютона для определения веса тела

    Опора или подвес неподвижны
    Второй закон Ньютона в векторной форме:
    N + mg = ma или T + mg = ma

    Проекция на ось ОУ:

    N – mg = 0 или T — mg = 0

    Ускорение опоры направлено вверх
    Второй закон Ньютона в векторной форме:
    N + mg = ma

    Проекция на ось ОУ:

    N – mg = ma

    Вес тела:

    P = N = ma + mg = m(a + g)

    Ускорение опоры направлено вниз
    Второй закон Ньютона в векторной форме:
    N + mg = ma

    Проекция на ось ОУ:

    mg – N = ma

    Вес тела:

    P = N = mg – ma = m(g – a)

    Вершина выпуклого моста
    Второй закон Ньютона в векторной форме:
    N + mg = maц.с.

    Проекция на ось ОУ:

    mg – N = m aц.с.

    Вес тела:

    P = N = mg – m aц.с. = m(g – aц.с.)

    Нижняя точка вогнутого моста
    Второй закон Ньютона в векторной форме:
    N + mg = maц.с.

    Проекция на ось ОУ:

    N – mg = maц.с.

    Вес тела:

    P = N = maц.с. + mg = m(aц.с. + g)

    Вес тела и сила тяжести

    Обратим внимание еще раз, вес тела равен силе тяжести ($m\overline{g\ }$), только в том случае, если тело и опора (подвес) неподвижны в системе отсчета, связанной с Землей. И еще раз напомним, что сила тяжести приложена к телу, которое находится на опоре или подвесе, а все тела приложен к опоре (подвесу). Сила тяжести и вес тела — это не одна и та же сила. Сила тяжести всегда равна $m\overline{g\ }$, ее величина не зависит от движения тела, вес тела зависит от ускорения, с которым тело и опора перемещаются.

    Вес тела может быть как больше $m\overline{g\ }$, так и меньше силы тяжести. В состоянии невесомости вес тела равен нулю (или почти равен нулю).

    Для измерения веса используют реакцию деформированной связи. С этой целью используют динамометр (пружинные весы), который градуируют в единицах силы.

    Можно измерить вес другим способом, используя равноплечие весы. Подбирают гирю-эталон (это тело, вес которого равен единице силы). Делают гири, которые в несколько раз больше или меньше эталона. Такую систему гирь называют разновесом. На одну чашу весов укладывают тело, вес которого следует найти, на другую чашу ставят гири до уравновешивания весов. Для равновесия равноплечих весов нужно, чтобы на обе чаши воздействовали равные силы, следовательно, вес тела при равновесии весов, равен весу гирь.

    Формула веса тела в покое

    В середине XVII века, наблюдая за поведением небесных тел (планет, естественных спутников, комет) и используя экспериментальные данные, Исаак Ньютон сформулировал закон всемирного тяготения. Благодаря этому закону появилась возможность численного расчета гравитационных сил, с которыми взаимодействуют тела в природе. Согласно этому закону, сила тяжести Ft на поверхности любой планеты может быть рассчитана по формуле:

    Ft = m*g

    Где m — масса тела, g — это линейное ускорение, которое планета сообщает всем телам, находящимся вблизи нее. Для Земли оно равно 9,81 м/с2. Сразу отметим, что величина g от массы не зависит, однако она зависит от расстояния до планеты, убывая, как его квадрат.

    Когда любое тело массой m находится на поверхности, например стакан с водой стоит на столе, то на него действуют две силы:

    • тяжести Ft;
    • реакции опоры N.

    Так как тело никуда не движется и покоится, то обе силы противоположны по направлению и равны по модулю, то есть:

    Согласно определению веса, формула для него принимает вид:

    P = N = Ft = m*g

    Именно с силой Ft стакан с водой давит на стол.

    Сила веса тела определение и формула. Сила веса, формулы

    В данном параграфе мы напомним Вам о силе тяжести, центростримительном ускорение и весе тела

    На каждое тело, находящееся на планете, действует гравитация Земли . Сила, с которой Земля притягивает каждое тело, определяется по формуле

    Точка приложения находится в центре тяжести тела. Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз .


    Силу, с которой тело притягивается к Земле под действием поля тяготения Земли, называют силой тяжести. По закону всемирного тяготения на поверхности Земли (или вблизи этой поверхности) на тело массой m действует сила тяжести

    F т =GMm/R 2

    где М – масса Земли; R – радиус Земли.
    Если на тело действует только сила тяжести, а все другие силы взаимно уравновешены, тело совершает свободное падение. Согласно второму закону Ньютона и формуле F т =GMm/R 2 модуль ускорения свободного падения g находят по формуле

    g=F т /m=GM/R 2 .

    Из формулы (2.29) следует, что ускорение свободного падения не зависит от массы m падающего тела, т.е. для всех тел в данном месте Земли оно одинаково. Из формулы (2.29) следует, что Fт = mg. В векторном виде

    F т =mg

    В § 5 было отмечено, что поскольку Земля не шар, а эллипсоид вращения, ее полярный радиус меньше экваториального. Из формулы F т =GMm/R 2 видно, что по этой причине сила тяжести и вызываемое ею ускорение свободного падения на полюсе больше, чем на экваторе.

    Сила тяжести действует на все тела, находящиеся в поле тяготения Земли, однако не все тела падают на Землю. Это объясняется тем, что движению многих тел препятствуют другие тела, например опоры, нити подвеса и т. п. Тела, ограничивающие движение других тел, называют связями. Под действием силы тяжести связи деформируются и сила реакции деформированной связи по третьему закону Ньютона уравновешивает силу тяжести.

    На ускорение свободного падения влияет вращение Земли. Это влияние объясняется так. Системы отсчета, связанные с поверхностью Земли (кроме двух, связанных с полюсами Земли), не являются, строго говоря, инерциальными системами отсчета – Земля вращается вокруг своей оси, а вместе с ней движутся по окружностям с центростремительным ускорением и такие системы отсчета. Эта неинерциальность систем отсчета проявляется, в частности, в том, что значение ускорения свободного падения оказывается различным в разных местах Земли и зависит от географической широты того места, где находится связанная с Землей система отсчета, относительно которой определяется ускорение свободного падения.

    Измерения, проведенные на разных широтах, показали, что числовые значения ускорения свободного падения мало отличаются друг от друга. Поэтому при не очень точных расчетах можно пренебречь неинерциальностью систем отсчета, связанных с поверхностью Земли, а также отличием формы Земли от сферической, и считать, что ускорение свободного падения в любом месте Земли одинаково и равно 9,8 м/с 2 .

    Из закона всемирного тяготения следует, что сила тяжести и вызываемое ею ускорение свободного падения уменьшаются при увеличении расстояния от Земли. На высоте h от поверхности Земли модуль ускорения свободного падения определяют по формуле

    g=GM/(R+h) 2.

    Установлено, что на высоте 300 км над поверхностью Земли ускорение свободного падения меньше, чем у поверхности Земли, на 1 м/с2.
    Следовательно, вблизи Земли (до высот нескольких километров) сила тяжести практически не изменяется, а потому свободное падение тел вблизи Земли является движением равноускоренным.

    Вес тела. Невесомость и перегрузки

    Силу, в которой вследствие притяжения к Земле тело действует на свою опору или подвес, называют весом тела. В отличие от силы тяжести, являющейся гравитационной силой, приложенной к телу, вес – это упругая сила, приложенная к опоре или подвесу (т. е. к связи).

    Наблюдения показывают, что вес тела Р, определяемый на пружинных весах, равен действующей на тело силе тяжести F т только в том случае, если весы с телом относительно Земли покоятся или движутся равномерно и прямолинейно; В этом случае

    Р=F т =mg.

    Если же тело движется ускоренно, то его вес зависит от значения этого ускорения и от его направления относительно направления ускорения свободного падения.

    Когда тело подвешено на пружинных весах, на него действуют две силы: сила тяжести F т =mg и сила упругости F yп пружины. Если при этом тело движется по вертикали вверх или вниз относительно направления ускорения свободного падения, значит векторная сумма сил F т и F уп дает равнодействующую, вызывающую ускорение тела, т. е.

    F т + F уп =mа.

    Согласно приведенному выше определению понятия “вес”, можно написать, что Р=-F yп. Из формулы: F т + F уп =mа. с учетом того, что F т =mg, следует, что mg-mа=-F yп . Следовательно, Р=m(g-а).

    Силы F т и F уп направлены по одной вертикальной прямой. Поэтому если ускорение тела а направлено вниз (т.е. совпадает по направлению с ускорением свободного падения g), то по модулю

    P=m(g-a)

    Если же ускорение тела направлено вверх (т. е. противоположно направлению ускорения свободного падения), то

    Р = m = m(g+а).

    Следовательно, вес тела, ускорение которого совпадает по направлению с ускорением свободного падения, меньше веса покоящегося тела, а вес тела, ускорение которого противоположно направлению ускорения свободного падения, больше веса покоящегося тела. Увеличение веса тела, вызванное его ускоренным движением, называют перегрузкой.

    При свободном падении a=g. Из формулы: P=m(g-a)

    следует, что в таком случае Р=0, т. е. вес отсутствует. Следовательно, если тела движутся только под действием силы тяжести (т. е. свободно падают), они находятся в состоянии невесомости . Характерным признаком этого состояния является отсутствие у свободно падающих тел деформаций и внутренних напряжений, которые вызываются у покоящихся тел силой тяжести. Причина невесомости тел заключается в том, что сила тяжести сообщает свободно падающему телу и его опоре (или подвесу) одинаковые ускорения.

    Изучением различия между массой и весом тела занимался Ньютон. Он рассуждал так: мы прекрасно знаем, что различные вещества, взятые в одинаковых объемах, весят неодинаково.

    Масса

    Количество вещества, содержащееся в том или ином предмете, Ньютон назвал массой.

    Масса – то общее, что присуще всем без исключения предметам, – все равно, будут ли это черепки от старого глиняного горшка или золотые часы.

    Например, кусочек золота более чем вдвое тяжелее точно такого же кусочка меди. Вероятно, частички золота, предположил Ньютон, способны укладываться плотнее, чем частички меди, и в золоте умещается больше вещества, чем в таком же по размерам куске меди.

    Современные ученые установили, что различная плотность веществ объясняется не только тем, что частицы вещества уложены более плотно. Сами мельчайшие частички – атомы – отличаются по весу друг от друга: атомы золота тяжелее атомов меди .

    Лежит ли какой-нибудь предмет неподвижно, или свободно падает на землю, или качается, подвешенный на нитке, – его масса при всех условиях остается неизменной .

    Когда мы хотим узнать, как велика масса предмета, мы взвешиваем его на обычных торговых или лабораторных весах с чашками и гирями. На одну чашку весов кладем предмет, а на другую гири и таким образом сравниваем массу предмета с массой гирь. Поэтому торговые и лабораторные весы можно перевозить куда угодно: на полюс и на экватор, на вершину высокой горы и в глубокую шахту. Всюду и везде, даже на других планетах, эти весы будут показывать правильно, потому что с их помощью мы определяем не вес, а массу.

    В разных точках земли можно измерять пружинными весами. Прицепив на крючок пружинных весов какой-либо предмет, мы сравниваем силу притяжения Земли, которую испытывает этот предмет, с силой упругости пружины. Сила тяжести тянет вниз, (подробнее: ) сила пружины – вверх, и, когда обе силы уравновесятся, указатель весов останавливается на определенном делении.

    Пружинные весы верны только на той широте, где они изготовлены. Во всех других широтах, на полюсе и на экваторе они будут показывать различный вес. Правда, разница невелика, но она все же обнаружится, потому что сила тяжести на Земле не везде одинакова, а сила упругости пружины, разумеется, остается постоянной.

    На других планетах эта разность окажется значительной и заметной. На Луне, например, предмет, весивший на Земле 1 килограмм, потянет на пружинных весах, привезенных с Земли, 161 грамм, на Марсе – 380 граммов, а на огромном Юпитере – 2640 граммов.

    Чем больше масса планеты, тем больше и сила, с которой она притягивает тело, подвешенное на пружинных весах .

    Поэтому так много весит тело на Юпитере и так мало на Луне.

    Задать вопрос ВРАЧУ, и получить БЕСПЛАТНЫЙ ОТВЕТ, Вы можете заполнив на НАШЕМ САЙТЕ специальную форму, по этой ссылке >>>

    Как вычислить вес через массу

    Вес – сила, с которой тело действует на опору (или другой вид крепления), возникающая в поле силы тяжести. Масса связана с энергией и импульсом тела и эквивалентна энергии его покоя. Масса не зависит от силы тяжести (точнее от ускорения свободного падения). Поэтому тело, на Земле имеющее массу 20 кг, на Луне будет иметь массу 20 кг, но совсем другой вес (потому что ускорение свободного падения на Луне в 6 раз меньше, чем на Земле).

    Шаги Править

    Часть 1 из 4: Вычисление веса Править

    Часть 2 из 4: Примеры задач Править

    Часть 3 из 4: Распространенные ошибки Править

    Часть 4 из 4: Приложение: вес, выраженный в кгс Править

    • Ньютон – это единица измерения силы в международной системе единиц СИ. Нередко сила выражается в килограмм-силах, или кгс (в системе единиц МКГСС). Эта единица очень удобна для сравнения весов на Земле и в космосе.
    • 1 кгс = 9,8166 Н.
    • Разделите вес, выраженный в ньютонах, на 9,80665.
    • Вес космонавта, который «весит» 101 кг (то есть его масса равна 101 кг), составляет 101,3 кгс на Северном полюсе и 16,5 кгс на Луне.
    • Международная система единиц СИ – система единиц физических величин, которая является наиболее широко используемой системой единиц в мире.
    • Самая трудная задача – уяснить разницу между весом и массой, так как в повседневной жизни слова «вес» и «масса» используются как синонимы. Вес – это сила, измеряемая в ньютонах или килограмм-силах, а не в килограммах. Если вы обсуждаете ваш «вес» с врачом, то вы обсуждаете вашу массу.
    • Ускорение свободного падения также может быть выражено в Н/кг. 1 Н/кг = 1 м/с 2 .
    • Плечевые весы измеряют массу (в кг), в то время как весы, работа которых основана на сжатии или расширении пружины, измеряют вес (в кгс).
    • Вес космонавта, который «весит» 101 кг (то есть его масса равна 101 кг), составляет 101,3 кгс на Северном полюсе и 16,5 кгс на Луне. На нейтронной звезде он будет весить еще больше, но он, вероятно, этого не заметит.
    • Единица измерения «Ньютон» применяется намного чаще (чем удобная «кгс»), так как можно найти множество других величин, если сила измеряется в ньютонах.

    Предупреждения Править

    • Выражение «атомный вес» не имеет ничего общего с весом атома, это масса. В современной науке оно заменено на выражение «атомная масса».

    Дополнительные статьи

    найти область определения функции

    переводить из двоичной системы в десятичную

    найти квадратный корень числа вручную

    перевести миллилитры в граммы

    переводить из десятичной системы счисления в двоичную

    Источник: http://ru.wikihow.com/%D0%B2%D1%8B%D1%87%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%B8%D1%82%D1%8C-%D0%B2%D0%B5%D1%81-%D1%87%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%B7-%D0%BC%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%83

    Формула веса

    В обиходе и повседневной жизни понятия «масса» и «вес» абсолютно идентичны, хотя семантическое их значение принципиально разное. Спрашивая «Какой у тебя вес?» мы подразумеваем «Сколько в тебе килограммов?». Однако на вопрос, с помощью которого мы пытаемся выяснить этот факт, ответ дается не в килограммах, а в ньютонах. Придется вернуться к школьному курсе физики.

    Вес тела — величина, характеризующая силу, с которой тело оказывает давление на опору или подвес.

    Для сравнения, масса тела ранее грубо определялась как «количество вещества», современное определение звучит таким образом:

    Масса — физическая величина, отражающая способность тела к инерции и являющаяся мерой его гравитационных свойств.

    Понятие массы вообще несколько шире представленного здесь, однако наша задача состоит несколько в другом. Вполне достаточно уяснить факт действительного различия между массой и весом.

    Кроме того, единица измерения массы — килограммы, а веса (как вида силы) — ньютоны.

    И, пожалуй, самое главное отличие веса от массы содержит в себе сама формула веса, которая выглядит следующим образом:

    где P — собственно вес тела (в Ньютонах), m — его масса в килограммах, а g — ускорение свободного падения, которое принято выражать в виде 9,8 Н/кг.

    Иными словами, формула веса может быть понята на таком примере:

    Гиря массой 1 кг подвешена к неподвижному динамометру, с тем, чтобы определить ее вес. Поскольку тело, да и сам динамометр, находятся в покое, то смело можно умножать его массу на ускорение свободного падения. Имеем: 1 (кг) х 9,8 (Н/кг)= 9,8 Н. Именно с такой силой действует гиря на подвес динамометра. Отсюда ясно, что вес тела равняется силе тяжести. Однако это не всегда так.

    Самое время сделать важное замечание. Формула веса равняется силе формуле тяжести лишь в случаях, когда:

    • тело находится в состояние покоя;
    • на тело не действует сила Архимеда (выталкивающая сила). Любопытный факт, касающийся выталкивающей силы: известно, что тело, погруженное в воду, вытесняет объем воды, равный своем весу. Но оно не просто выталкивает воду, тело становится «легче» на объем вытесненной воды. Вот почему поднять в воде девушку массой 60 кг можно шутя и смеясь, а на поверхности это сделать куда сложнее.

    При неравномерном движении тела, т.е. когда тело совместно с подвесом движутся с ускорением a ,меняет свой облик и формула веса. Физика явления меняется незначительно, но в формуле такие изменения находят следующее отражение:

    Как можно заменить по формуле, вес может быть отрицательным, но для этого ускорение, с которым движется тело, должно быть больше ускорения свободного падения. И тут опять важно отличать вес от массы: отрицательный вес не влияет на массу (свойства тела остаются те же), однако он фактически становится направлен в противоположную сторону.

    Хорош пример с ускоренным лифтом: при его резком ускорении на непродолжительное время создается впечатление»притягивания к потолку». С таким ощущением, конечно, столкнуться достаточно просто. Гораздо сложнее прочувствовать состояние невесомости, которое в полной мере ощущают космонавты на орбите.

    Невесомость — по сути, отсутствие веса. Для того чтобы такое было возможным, ускорение, с которым движется тело, должно быть равно пресловутому усорению g (9,8 Н/кг). Добиться такого эффекта проще всего на околоземной орбите. Гравитация, т.е. притяжение, по-прежнему действует на тело (спутник), однако она пренебрежимо мала. А ускорение дрейфующего по орбите спутника также стремится к нулю. Тут-то и возникает эффект отсутствия веса, поскольку тело вообще не соприкасается ни с опорой, ни с подвесом, а попросту парит в воздухе.

    Частично с таким эффектом можно столкнуться при взлете самолета. На секунду возникает ощущение подвешенности в воздухе: в этот момент ускорение, с которым движется самолет, равно ускорению свободного падения.

    Вновь возвращаясь к отличиям веса и массы, важно помнить, что формула веса тела отличается от формулы массы, которая выглядит как:

    то есть плотность вещества, деленная на его объем.

    Источник: http://fb.ru/article/37791/formula-vesa

    Формула для измерения веса тела

    Мы часто употребляем фразы наподобие: «Пачка конфет весит 250 грамм» или «я вешу 52 килограмма». Использование таких предложений происходит автоматический. Но что такое вес? Из чего он складывается и как его посчитать?

    Для начала нужно понять, что неправильно говорить: «Этот предмет весит Х килограмм». В физике существует два разных понятия – масса и вес . Масса измеряется в килограммах, граммах, тонах и так далее, а вес тела рассчитывается в ньютонах. Поэтому, когда мы говорим, например, что мы весим 52 килограмма, мы на самом деле имеем в виду массу, а не вес.

    Вес в физике

    Масса это мера инертности тела . Чем тело обладает большей инертностью, тем больше времени понадобится, чтобы придать ему скорость. Грубо говоря, чем выше значение массы, тем тяжелее сдвинуть предмет. В международной системе единиц массу измеряют в килограммах. Но её также измеряют и в других единицах, например;

    Когда мы говорим один, два, три килограмма, мы сравниваем массу с эталонной массой (прообраз которой находится во Франции в МБМВ). Масса обозначается m.

    Вес это сила, которая действует на подвес или опору за счёт предмета, притягиваемого силой тяжести. Это векторная величина, а значит у него есть направление (как и у всех сил), в отличие от массы (скалярная величина). Направление всегда идёт в центр Земли (из-за силы тяжести). Например, если мы сидим на стуле, сиденье которого располагается параллельно Земле, то вектор силы направлен строго вниз. Вес обозначается P и рассчитывается в ньютонах [Н].

    Если тело находится в движении или покое, то сила тяжести (Fтяж), действующая на тело, равна весу. Это справедливо, если движение происходит вдоль прямой линии относительно Земли, и оно имеет постоянную скорость. Вес действует на опору, а сила тяжести на само тело (которое располагается на опоре). Это разные величины, и независимо от того, что они равны в большинстве случаев, не стоит их путать.

    Сила тяжести – это результат притяжения тела к земле, вес – воздействие тела на опору. Так как тело изгибает (деформирует) опору своим весом, возникает ещё одна сила, она называется сила упругости (Fупр). Третий закон Ньютона гласит, что тела взаимодействуют друг с другом с одинаковыми по модулю силами, но разными по вектору. Из этого следует, что для силы упругости должна быть противоположная сила, и эта она называется – сила реакции опоры и обозначается N.

    По модулю |N|=|P|. Но так как эти силы разнонаправленные, то, раскрывая модуль, мы получим N= – P. Именно поэтому вес можно измерить динамометром, который состоит из пружинки и шкалы. Если подвесить груз на это устройство, пружинка растянется до определённой отметки на шкале.

    Как измерить вес тела

    Второй закон Ньютона гласит, что ускорение равно силе, делённой на массу. Таким образом, F=m*a. Так как Fтяж равна P (если тело находится в покое или движется по прямой (относительно Земли) с одинаковой скоростью), то и Р тела будет равняться произведению массы и ускорения (P=m*a).

    Мы знаем, как найти массу, и знаем, что такое вес тела, осталось разобраться с ускорением. Ускорение – это физическая векторная величина, которая обозначает изменение скорости тела за единицу времени. Например, объект движется первую секунду со скоростью 4 м/с, а на второй секунде его скорость увеличивается до 8 м/с, значит, его ускорение равняется 2. По международной системе единиц ускорение рассчитывается в метрах на секунду в квадрате [м/с 2 ].

    Если поместить тело в специальную среду, где будет отсутствовать сила сопротивления воздуха – вакуум, и убрать опору, то объект начнёт лететь равноускоренно. Название этого явления – ускорение свободного падения , которое обозначается g и рассчитывается в метрах на секунду в квадрате [м/с 2 ].

    Интересно, что ускорение не зависит от массы тела, а значит если мы кинем листок бумажки и гирю на Земле в специальных условиях, при которых отсутствует воздух (вакуум), то эти предметы приземлятся в одно и то же время. Так как листок имеет большую площадь поверхности и относительно маленькую массу, то для того чтобы упасть, ему приходятся сталкиваться с большим сопротивлением воздуха. В вакууме такого не происходит , и поэтому перо, листок бумаги, гиря, пушечное ядро и другие предметы будут лететь с одной и той же скоростью и упадут в одно время (при условии, что они начнут лететь в одно и то же время, и их первоначальная скорость будет равняться нулю).

    Так как Земля имеет форму геоида (или по-другому эллипсоида), а не идеального шара, то и ускорение свободного падения в разных участках Земли разное. Например, на экваторе оно равно 9,832 м/с 2 , а на полюсах 9,780 м/с 2 . Это происходит потому, что на некоторых участках Земли расстояние до ядра больше, а на некоторых меньше. Чем ближе объект находится к центру, тем сильнее он притягивается. Чем объект дальше, тем сила тяжести меньше. Обычно, в школе округляют это значение до 10, это делается для удобства расчётов. Если же необходимо измерить более точно (в инженерном или военном деле и так далее), то берут конкретные значения.

    Таким образом, формула для расчёта веса телу будет выглядеть следующим образом P=m*g .

    Примеры задач для расчёта веса тела

    Первая задача . На стол положили груз массой 2 килограмма. Каков вес груза?

    Для решения этой задачи нам понадобится формула по расчёту веса P=m*g. Мы знаем массу тела, а ускорение свободного падения примерно составляет 9,8 м/с 2 . Подставляем эти данные в формулу и получим P=2*9,8=19,6 Н. Ответ: 19,6 Н.

    Вторая задача . На стол положили парафиновый шарик, объёмом 0,1 м 3 . Каков вес шарика?

    Эту задачу необходимо решать в следующей последовательности;

    1. Для начала нам надо вспомнить формулу веса P=m*g. Ускорение нам известно – 9,8 м/с 2 . Осталось найти массу.
    2. Масса рассчитывается по формуле m=p*V, где p – это плотность, а V – объём. Плотность парафина можно посмотреть в таблице, объём нам известен.
    3. Необходимо подставить значения в формулу, для нахождения массы. m=900*0,1=90 кг.
    4. Теперь подставляем значения в первую формулу, для нахождения веса. P=90*9,9=882 Н.

    В этом видео уроке разбирается тема – сила тяжести и вес тела.

    Не получили ответ на свой вопрос? Предложите авторам тему.

    Выпуск 15

    Пятнадцатая серия передачи посвящена новым физическим величинам — массе тела и его весу. Эти понятия часто путают и измеряют вес в килограммах. Но это является грубой ошибкой и профессор Даниил Эдисонович Кварк объяснит, почему это так. Можно ли изменить свой вес тела или даже сделать его совершенно невесомым? Физика отвечает утвердительно. Хотите узнать, как это сделать? Тогда смотрите видеоурок физики от Академии занимательных наук, посвящённый массе и весу тела.

    Масса и вес тела

    В чём заключается отличие между массой и весом тела? Вроде бы это одно и то же. Но почему тогда, стоя на весах, мы можем изменять их показания, выполняя те или иные действия (поднимая руки или сгибая туловище)? Видеоурок физики — это то, что нужно для выяснения этих вопросов. Да, разница есть. С точки зрения физики, неправильно интересоваться у продавца, сколько весит тот или иной продукт. А правильно — спросить, какова его масса! Вес это векторная величина, сила. Она всегда имеет направление. При неизменной массе тела, его вес можно изменить. Например, положив на весы банан и надавив на него рукой мы получим больший вес, в то время, как масса банана останется прежней. Вес тела — это сила, с которой это тело, притягиваясь к земле, давит на опору или растягивает подвес. Если масса тела измеряется в килограммах, то вес, как и любая сила — ньютонами. Теперь понятно, почему неверно говорить, что вес тела равен столько-то килограммам? Итак, вес тела всегда измеряется в ньютонах, в то время как масса тела может измерять в граммах, килограммах и т.д. В отличие от массы тела, вес тела не является постоянной величиной. Он может увеличиваться или уменьшаться, при этом масса тела останется прежней. Масса тела представляет собой скалярную величину. Почему если сильно раскачаться на качелях, начинает «захватывать дух»? Профессор Кварк считает, что это ощущение невесомости, похожее на то, которое бывает в космосе. Как же получается, что вес тела становится равным нулю, пусть даже на какое-то мгновение? А получается так потому, что в момент падения тело ни на что не давит и ничего не оттягивает, следовательно, не имеет веса. Вот ещё один пример, доказывающий, что вес тела может меняться при неизменной массе. В воде все тела весят меньше, чем на суше. Иначе мы не могли бы плавать, а шли прямиком ко дну. Слон с массой тела в 1 тонну весит на суше больше, чем в воде. Киты с массой более 30 тонн способны в воде парить как птицы.

    ВЕС ТЕЛА

    сила, с к-рой тело действует вследствие тяготения к Земле на опору (или подвес), удерживающую его от свободного падения. Если тело и опора неподвижны относительно Земли, то В. т. равен его силе тяжести. Единица В. т. (в СИ) – ньютон (Н).

    Большой энциклопедический политехнический словарь . 2004 .

    Смотреть что такое “ВЕС ТЕЛА” в других словарях:

      вес тела – Модуль равнодействующей сил тяжести, действующих на частицы этого тела. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 102. Теоретическая механика. Академия наук СССР. Комитет научно технической терминологии. 1984 г.] Тематики теоретическая механика… … Справочник технического переводчика

      вес тела – Модуль равнодействующей сил тяжести, действующих на частицы этого тела … Политехнический терминологический толковый словарь

      См. Масса тела человека. * * * ВЕС ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА ВЕС ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА, см. Масса тела человека (см. МАССА ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА) … Энциклопедический словарь

      См. Масса тела человека … Большой Энциклопедический словарь

      См. Масса тела человека … Большая советская энциклопедия

      То же, что масса тела человека … Естествознание. Энциклопедический словарь

      ПОНИЖЕННЫЙ ВЕС ТЕЛА – Вообще – состояние, при котором вес тела 10% или более ниже нормы для типа институции человека и его возраста. Как и ожирение, этот термин используется довольно свободно, так как невозможно дать определение, которое в равной степени относится ко… … Толковый словарь по психологии

      Вес: В физике: Вес сила воздействия тела на опору или подвес. Удельный вес отношение веса вещества к его объёму. Статистический вес, в квантовой механике и квантовой статистике число различных квантовых состояний с данной… … Википедия

      ВЕС, сила ГРАВИТАЦИОННОГО притяжения тела. Вес тела равен произведению массы тела на ускорение свободного падения. Масса остается постоянной, но вес зависит от расположения объекта на поверхности Земли. С увеличением высоты вес уменьшается … Научно-технический энциклопедический словарь

      Сущ., м., употр. часто Морфология: (нет) чего? веса и весу, чему? весу, (вижу) что? вес, чем? весом, о чём? о весе; мн. что? веса, (нет) чего? весов, чему? весам, (вижу) что? веса, чем? весами, о чём? о весах 1. Вес какого либо физического… … Толковый словарь Дмитриева

    Книги

    • Весёлая энциклопедия для девочек и мальчиков. 300 вопросов , Скиба Тамара Викторовна. Любые родители мечтают найти книгу, которая в простой и увлекательной форме давала бы ответы на бесконечные вопросы маленьких почемучек. Детей интересует буквально всё:-Куда пропадает Солнце…
    • Весёлая анатомия. Формирование представлений о себе и о своем теле , Нищев Валерий Михайлович. Наглядно-дидактическое пособие с красочными рисунками и забавными стихотворениями поможет сформировать у дошкольников представления о строении своего тела, об элементарных правилах гигиены и…

    К вопросу о теме “Вес тела” | Статья по физике (10 класс) на тему:

    К вопросу о теме «вес тела»

    Некрасов Александр Григорьевич, учитель физики

    Статья относится к разделу : преподавание физики



    Цели:

    1. Образовательная. Дальнейшее формирование понятия веса тела. Рассмотреть некоторые примеры веса тела.
    2. Развивающая. Совершенствовать умения, активизировать познавательную деятельность учащихся через решение проблем в понимании веса тела.
    3. Воспитательная. Прививать культуру умственного труда, аккуратность, умение анализировать, видеть практическую ценность получаемых знаний, продолжить формирование коммуникативных умений.

    Вид урока: обзорная лекция.

    1. Методическое обоснование темы

            С термином «вес тела» учащиеся знакомятся в 7 классе. Тема «вес тела» является очень серьезной и непростой, требующая внимания и размышления. При подготовке к уроку учитель знакомиться с разными формулировками определения веса тела, а их много, фактически в каждом учебнике и пособии наблюдаются расхождения. Конечно, можно дать определение, как написано в учебнике и никаких проблем. Однажды мой коллега спросил, чему равен вес тела на наклонной плоскости для случаев, когда тело покоиться и в случае ускоренного движения? Возможно кто-то из читателей скажет, что тут ничего сложного нет. Возможно. Но все же давайте разберемся. Прежде всего выясним, что общего и в чем различие в определении веса тела в разных литературных источниках. Приведем некоторые из них. «ВЕС ТЕЛА – сила, с которой тело действует вследствие тяготения к Земле на опору (или подвес), удерживающую его от свободного падения. Если тело и опора неподвижны относительно Земли, то вес тела равен его силе тяжести» (Большой энциклопедический политехнический словарь) [1]. «Вес – сила, с которой тело действует на горизонтальную опору (или подвес), препятствующую его свободному падению. Численно равен произведению массы тела на ускорение свободного падения (то есть силе тяжести)» (Энциклопедический словарь) [2] .  Другое определение: «ВЕС – численная величина силы тяжести, действующей на тело, находящееся вблизи земной поверхности: P=mg, где m- масса тела, g- ускорение свободного падения (или ускорение силы тяжести)» (Физическая энциклопедия) [3]. Дорогой читатель, наверное и вы встречались с различными определениями веса тела. Найдем, что общего и в чем отличия в приведенных выше определениях:

    1. Причиной проявления веса тела является сила тяжести. Это подчеркивается во всех определениях, что очевидно.
    2. В некоторых определениях говорится о горизонтальной опоре, в других просто об опоре. Подвес присутствует во всех определениях.
    3. А как быть с другими видами крепления!

    В [4] дается вроде неплохое определение веса тела: «Вес – сила воздействия тела на опору (или подвес или другой вид крепления), препятствующую падению, возникающая в поле сил тяжести. (В случае нескольких опор под весом понимается суммарная сила, действующая на все опоры).  Вес P  тела, покоящегося в инерциальной системе отсчета, совпадает с силой тяжести». Читаем далее «При движении системы тело – опора (или подвес) относительно инерциальной системы отсчета с ускорением a, вес перестает совпадать с силой тяжести:  P=mg-a». Другие проблемы в определении термина веса тела можно найти в [5]. Вспомним, что если сила тяжести приложена к телу, то вес приложен к опоре или подвесу. Полезно помнить, что веса тела обуславливается взаимодействием между атомами и носит природу упругой силы.

    1. Рассмотрим некоторые примеры изображения веса тела в случае неподвижной системы тело – опора (или подвеса)
    1. Тело покоится на неподвижной (или движущейся равномерно и прямолинейно) горизонтальной опоре или подвесе. В этих случаях (а именно он и рассматривается в 7 классе) вес тела равен силе тяжести P=mg, где m- масса тела.

    1. Рассмотрим неподвижное тело, находящееся на наклонной плоскости. (Именно об этом случае и спрашивал меня коллега).

    Расставим силы. Сила сухого трения Fтр направлена в сторону ,противоположную предполагаемому направлению движения. Сила тяжести mg. Сила реакции опоры Fпл-тело . Так как тело находится в покое, то

    Fпл-тело=mgcosα 

    Fтр2=mgsinα .

    По третьему закону Ньютона сила трения на тело со стороны наклонной плоскости равна по модулю силе трения со стороны тела на наклонную плоскость. Сила трения, действующая на наклонную плоскость направлена в сторону, противоположную силе Fтр2 и равна mgsinα. C другой стороны на наклонную плоскость действует сила нормального давления, которая по модулю равна и противоположно направлена силе Fпл-тело, и равна по величине mgcosα. Найдем по модулю результирующую силу, действующую на наклонную плоскость со стороны тела. Именно она и будет весом тела [6].

    P=(mgcosα)2+(mgsinα)2=mg.  

    Видим, что в случае неподвижности тела на наклонной плоскости его вес равен силе тяжести. То самое будет и в случае, когда тело двигается равномерно и прямолинейно вдоль наклонной плоскости. Найдем вес тела на наклонной плоскости в отсутствии трения, но привязанного с помощью легкой и нерастяжимой нитью к подвесу, как показано на рисунке. Здесь T1 – сила со стороны нити на тело, T2 – со стороны тела на нить. По третьему закону Ньютона T1=T2.  Нетрудно видеть, что T1=mgsinα. (Силы mgsinα и mgcosα – составляющие силы тяжести mg). Найдем суммарную силу T2 и mgcosα (она и будет весом):

    P=T22+(mgcosα)2  =mg.

    И в этом случае вес тела равен силе тяжести (как суммарная сила, действующая одновременно на опору (наклонную плоскость) и на подвес).

    1. Рассмотрим, чему равен вес тела в случае, когда опора (или подвес), движется с ускорением a относительно инерциальной системы отсчета. Эта задача )задача с лифтом) подробно решается в курсе физики 10 класса [6]. В этом случае вес тела перестает совпадать с силой тяжести:

    P=mg±a. 

    Знак «+» соответствует движению лифта вверх, а знак « – « при движении вниз. Результат не изменится и в случае наклонной плоскости. Также вес тела меняется при движении тела в вертикальной плоскости в поле тяжести по окружности.

            Рассмотрим соскальзывание тела с наклонной плоскости с ускорением a. На рисунке расставлены силы: N- сила реакции опоры, Fд – сила давления тела опору (плоскость наклонной плоскости). Причем N=Fд по третьему закону Ньютона. Как следует из второго закона Ньютона N=mgcosα, а значит и Fд=mgcosα. Сила Fтр – сила, с которой тело действует на наклонную плоскость. Таким образом, на наклонную плоскость действует две силы: Fд и Fтр. По определению, сумма этих сил и будет весом:

    P=Fд2+Fтр2=mgcosα∙1+μ2 ,                                                          (1)

    где μ – коэффициент трения. В учебнике [6] для этого случая дается вес тела, равный

    P=mgcosα. Внимательный читатель скажет, что коэффициент трения невелик (~0,1…0,3), а значит и поправка небольшая. Согласен. В случае отсутствия трения вес тела равен P=mgcosα. Именно этот ответ и приводится в [6] при наличии силы трения!

    Сделаем небольшое исследование выражения (1). Если α=0, то P=mg∙1+μ2 . Этот случай соответствует весу тела, движущегося по горизонтальной плоскости с ускорением с учетом силы трения.  Если α=π2, P=0. Рассмотрим еще один пример. Пусть тело движется горизонтально под действием внешней силы F, направленной под углом α к горизонту. Коэффициент трения равен μ. Укажем силы, которые действуют на горизонтальную опору. На рисунке указано много сил. Давайте разделим их. На тело действуют сила тяжести mg, сила реакции опоры N, внешняя сила F и сила трения Fтр1. На опору со стороны тела действуют сила трения Fтр2 сила давления Fд. По третьему закону Ньютона Fтр1=-Fтр2 и N=-Fд. 

    В силу того, что вдоль оси y движения нет, получим N+Fsinα=mg, откуда N=mg-Fsinα. По определению, Fтр=μN=μ(mg-Fsinα).

    Модуль суммы сил, (а значит вес тела) действующих на опору равен:

    P=Fтр22+Fд2=

    = (mg-Fsinα)1+μ2 .

    И здесь вес тела отличается от приведенного в [6].

    Конечно, можно договориться и считать раз и навсегда, что вес тела – сила, с которой это тело действует на горизонтальную опору или растягивает подвес.

    ВЫВОДЫ:

    1. Вес тела возникает вследствие притяжения к Земле.
    2. Если тело воздействует на несколько опор или подвесов (или других видов крепления), то под весом понимается суммарная сила, действующая на эти опоры или подвесы.
    3. Если тело неподвижно или движется равномерно и прямолинейно, то вес тела равен силе тяжести.
    4. В случае ускоренного движения тела вес тела не совпадает с силой тяжести.
    5. Наиболее полное определение веса дано в Википедии [4].

    Список использованной литературы

    1. Большой энциклопедический политехнический словарь. –М.: АСТ, 2008.-1248 с.
    2. Энциклопедический словарь. -М.: Астрель, 2009\-1280 с.
    3. Физическая энциклопедия. –М.: Советская энциклопедия, 1988-1999.  -701 с.
    4. http://ru.wikipedia.org/
    5. Каган И. Е. Вес тела (IX класс)// Фiзiка: праблемы выкладяння.  – 2001. – №3. – С.58-74. http://www.alsak.ru/
    6. Касьянов В. А. Физика 10 класс. – М.: Дрофа, 2002. – 413 с.

                     

    что из себя представляет, в чём измеряется, формула и расчёт

    Мы часто употребляем фразы наподобие: «Пачка конфет весит 250 грамм» или «я вешу 52 килограмма». Использование таких предложений происходит автоматический. Но что такое вес? Из чего он складывается и как его посчитать?

    Для начала нужно понять, что неправильно говорить: «Этот предмет весит Х килограмм». В физике существует два разных понятия – масса и вес. Масса измеряется в килограммах, граммах, тонах и так далее, а вес тела рассчитывается в ньютонах. Поэтому, когда мы говорим, например, что мы весим 52 килограмма, мы на самом деле имеем в виду массу, а не вес.

    Вес в физике

    Массаэто мера инертности тела. Чем тело обладает большей инертностью, тем больше времени понадобится, чтобы придать ему скорость. Грубо говоря, чем выше значение массы, тем тяжелее сдвинуть предмет. В международной системе единиц массу измеряют в килограммах. Но её также измеряют и в других единицах, например;

    • унция;
    • фунт;
    • стоун;
    • американская тонна;
    • английская тонна;
    • грамм;
    • миллиграмм и так далее.

    Когда мы говорим один, два, три килограмма, мы сравниваем массу с эталонной массой (прообраз которой находится во Франции в МБМВ). Масса обозначается m.

    Весэто сила, которая действует на подвес или опору за счёт предмета, притягиваемого силой тяжести. Это векторная величина, а значит у него есть направление (как и у всех сил), в отличие от массы (скалярная величина). Направление всегда идёт в центр Земли (из-за силы тяжести). Например, если мы сидим на стуле, сиденье которого располагается параллельно Земле, то вектор силы направлен строго вниз. Вес обозначается P и рассчитывается в ньютонах [Н].

    Если тело находится в движении или покое, то сила тяжести (Fтяж), действующая на тело, равна весу. Это справедливо, если движение происходит вдоль прямой линии относительно Земли, и оно имеет постоянную скорость. Вес действует на опору, а сила тяжести на само тело (которое располагается на опоре). Это разные величины, и независимо от того, что они равны в большинстве случаев, не стоит их путать.

    Сила тяжести – это результат притяжения тела к земле, вес – воздействие тела на опору. Так как тело изгибает (деформирует) опору своим весом, возникает ещё одна сила, она называется сила упругости (Fупр). Третий закон Ньютона гласит, что тела взаимодействуют друг с другом с одинаковыми по модулю силами, но разными по вектору. Из этого следует, что для силы упругости должна быть противоположная сила, и эта она называется – сила реакции опоры и обозначается N.

    По модулю |N|=|P|. Но так как эти силы разнонаправленные, то, раскрывая модуль, мы получим N= – P. Именно поэтому вес можно измерить динамометром, который состоит из пружинки и шкалы. Если подвесить груз на это устройство, пружинка растянется до определённой отметки на шкале.

    Как измерить вес тела

    Второй закон Ньютона гласит, что ускорение равно силе, делённой на массу. Таким образом, F=m*a. Так как Fтяж равна P (если тело находится в покое или движется по прямой (относительно Земли) с одинаковой скоростью), то и Р тела будет равняться произведению массы и ускорения (P=m*a).

    Мы знаем, как найти массу, и знаем, что такое вес тела, осталось разобраться с ускорением. Ускорение – это физическая векторная величина, которая обозначает изменение скорости тела за единицу времени. Например, объект движется первую секунду со скоростью 4 м/с, а на второй секунде его скорость увеличивается до 8 м/с, значит, его ускорение равняется 2. По международной системе единиц ускорение рассчитывается в метрах на секунду в квадрате [м/с2].

    Если поместить тело в специальную среду, где будет отсутствовать сила сопротивления воздуха – вакуум, и убрать опору, то объект начнёт лететь равноускоренно. Название этого явления — ускорение свободного падения, которое обозначается g и рассчитывается в метрах на секунду в квадрате [м/с2].

    Интересно, что ускорение не зависит от массы тела, а значит если мы кинем листок бумажки и гирю на Земле в специальных условиях, при которых отсутствует воздух (вакуум), то эти предметы приземлятся в одно и то же время. Так как листок имеет большую площадь поверхности и относительно маленькую массу, то для того чтобы упасть, ему приходятся сталкиваться с большим сопротивлением воздуха. В вакууме такого не происходит, и поэтому перо, листок бумаги, гиря, пушечное ядро и другие предметы будут лететь с одной и той же скоростью и упадут в одно время (при условии, что они начнут лететь в одно и то же время, и их первоначальная скорость будет равняться нулю).

    Так как Земля имеет форму геоида (или по-другому эллипсоида), а не идеального шара, то и ускорение свободного падения в разных участках Земли разное. Например, на экваторе оно равно 9,832 м/с2, а на полюсах 9,780 м/с2. Это происходит потому, что на некоторых участках Земли расстояние до ядра больше, а на некоторых меньше. Чем ближе объект находится к центру, тем сильнее он притягивается. Чем объект дальше, тем сила тяжести меньше. Обычно, в школе округляют это значение до 10, это делается для удобства расчётов. Если же необходимо измерить более точно (в инженерном или военном деле и так далее), то берут конкретные значения.

    Таким образом, формула для расчёта веса телу будет выглядеть следующим образом P=m*g.

    Примеры задач для расчёта веса тела

    Первая задача. На стол положили груз массой 2 килограмма. Каков вес груза?

    Для решения этой задачи нам понадобится формула по расчёту веса P=m*g. Мы знаем массу тела, а ускорение свободного падения примерно составляет 9,8 м/с2. Подставляем эти данные в формулу и получим P=2*9,8=19,6 Н. Ответ: 19,6 Н.

    Вторая задача. На стол положили парафиновый шарик, объёмом 0,1 м3. Каков вес шарика?

    Эту задачу необходимо решать в следующей последовательности;

    1. Для начала нам надо вспомнить формулу веса P=m*g. Ускорение нам известно – 9,8 м/с2. Осталось найти массу.
    2. Масса рассчитывается по формуле m=p*V, где p – это плотность, а V – объём. Плотность парафина можно посмотреть в таблице, объём нам известен.
    3. Необходимо подставить значения в формулу, для нахождения массы. m=900*0,1=90 кг.
    4. Теперь подставляем значения в первую формулу, для нахождения веса. P=90*9,9=882 Н.

    Ответ: 882 Н.

    Видео

    В этом видео уроке разбирается тема – сила тяжести и вес тела.

    Чем отличается вес от массы

    В современной науке вес и масса — разные понятия. Вес — сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес. Масса же — мера инертности тела.

    Масса измеряется в килограммах, а вес в ньютонах. Вес — это произведение массы на ускорение свободного падения (P = mg). Значение веса (при неизменной массе тела) пропорционально ускорению свободного падения, которое зависит от высоты над земной (или другой планеты) поверхностью. А если, еще точнее, то вес — это частное определение 2-го закона Ньютона — сила равна произведению массы на ускорение (F=ma). Поэтому его и вычисляют в Ньютонах, как все силы.

    Масса — вещь постоянная, а вес, строго говоря, зависит, например, от высоты, на которой тело находится. Известно, что с увеличением высоты ускорение свободного падения падает, соответственно уменьшается и вес тела, при одних и тех же условиях измерения. Масса его остается постоянной.
    Например, в условиях невесомости у всех тел вес равен нулю, а масса у каждого тела своя. И если в состоянии покоя тела показания весов будут нулевыми, то при ударе по весам тел с одинаковыми скоростями воздействие будет разным.

    Интересно, что в результате суточного вращения Земли существует широтное уменьшение веса: на экваторе примерно на 0,3 % меньше, чем на полюсах.

    И все же строгое различение понятий веса и массы принято в основном в физике, а во многих повседневных ситуациях слово «вес» продолжает использоваться, когда фактически речь идет о «массе». Кстати видя на товаре надписи: «масса нетто» и «масса брутто» не пугайтесь, НЕТТО — чистая масса продукта, а БРУТТО — масса с упаковкой.

    Строго говоря, при походе на рынок, обращаясь к продавцу, следовало бы говорить: «Взвесьте, пожалуйста, килограммчик»…» или «Дайте ка 2 ньютона докторской колбасы». Конечно, термин «вес» уже прижился, как синоним термина «масса», но это не избавляет от необходимости понимать, что это вовсе не одно и то же.

    В вашем браузере отключен Javascript.
    Чтобы произвести расчеты, необходимо разрешить элементы ActiveX!
    Больше интересного в телеграм @calcsbox

    Вес

    Вес



    Все физики согласны с тем, что:

    Вес и масса , а не синоним.

    Вес – это сила.

    Вес предмета зависит от его местонахождения – вещи могут весить в разных местах по разному.


    Вес НЕ является массой

    Первое, что нужно понять о весе, это то, что вес не то же, что и масса, хотя термины используются как синонимы в повседневной жизни.Масса измеряет инерцию – это свойство объекта. Вес – это сила – что-то что происходит с объектом.


    Вес – это сила, но КАКАЯ сила?

    Все физики и инженеры согласны с тем, что вес является силой, но существуют значительные разногласия и путаница в отношении того, какая сила вес есть – в разных учебниках написано разное, а некоторые учебники говорят разные вещи в разных местах.В основном мнение делится на два лагеря. Для некоторых людей «вес — это сила гравитация», а для других «вес — это то, что показывают весы». думаю, что эти два утверждения эквивалентны, но это не так. Там являются преимуществами и (к сожалению) недостатками с любой точки зрения Посмотреть.


    Вес как гравитационная сила

    Наш текст, среди прочего, говорит:

    Вес: сила тяжести на тело. 1

    Преимущества:

    • Вес всегда легко рассчитать. Вес предмета w = мг , где m — масса объекта, а g — ускорение свободного падения.

    Недостатки:

    Это не интуитивное определение веса для непрофессионалов. Ты не чувствует силы тяжести. Вы чувствуете, как пол подталкивает вы, а не нисходящее притяжение Земли.Вы не чувствуете тяги к Земля, даже когда вы прыгаете в воздух.


    Вес в соответствии с показаниями весов:

    Существует стандартное определение веса, данное Международная организация по стандартизации (ISO), которая говорит:

    Вес тела в указанной ссылке система есть та сила, которая при приложении к телу давала бы это ускорение, равное местному ускорению свободного падения в эта система отсчета. – ISO 31-3 «Количества и единицы. Часть 3, Механика», 1992 2

    Можно ли это упростить без потери точности? Да! оказывается что это определение веса эквивалентно высказыванию:

    Вес – это то, что показывают весы. 3

    , что эквивалентно фразе:

    .
    Вес объекта равен силе, необходимой для поддержите это. 4

    Преимущества:

    Сначала кажется, что это гораздо более естественный, практичный и более удобный способ посмотреть на вес, чем напрямую связывать вес с сила тяжести.(«Что показывают весы» и «сила гравитация” не всегда эквивалентны – см. Проблема с лифтом подробнее…) Это определение – вес что показывают весы – также вполне естественно согласуется с идеей «невесомость».

    Недостатки:

    Чтобы эффективно использовать это определение в приложениях требует довольно сложного понимания законов Ньютона – в частности, третий закон Ньютона, который в большинстве начинающих физиков студенты обычно не имеют.(Без обид…)


    Что мы будем делать:

    В этом курсе мы будем следовать указаниям текста и скажем, что вес объекта равен его массе, умноженной на g.


    Каталожные номера:

    1 Хьюитт, Концептуальная физика , стр. 32

    2 Вес – официальное определение , Марио Иона, Учитель физики, Том 37, с.238 (апрель 1999 г.)

    3 адаптировано из Вес – Точный, актуальный, Определение непрофессионала , Рой Бишоп, Учитель физики, Vol. 37, с. 238-239 (апрель 1999 г.)

    4 Там же.

    Другие ссылки:

    Вес и гравитация – необходимость согласованных определений , Ричард С. Моррисон, Учитель физики, том 37, с. 51-52 (январь 1999)

    Вес – иллюстрированный вид , Анджей Соколовский, Физика Учитель, Том 37, с.340 (апрель 1999 г.)

    Вес – вообще не используйте слово , Рональд Браун, The Учитель физики, Том. 37, с. 341 (апрель 1999 г.)

     


    последнее обновление 7 апреля 1999 г. по J
    L Стэнбро

    Кажущийся вес? Очевидно, нет: Остановка физики: Университет Вайкато

    .

    Вот сложная проблема, с которой, несомненно, сталкивался каждый учитель физики.На космической станции, вращающейся вокруг Земли, вы невесомы?

    На этот вопрос можно ответить как минимум двумя способами:

    1. Да, вы. Посмотрим правде в глаза, вы плаваете внутри космической станции, вода образует большие капли, некоторые растения не знают, где вверх, маятники не качаются, и вам нужны устрашающие машины, чтобы помочь вам сходить в туалет.

    2. Нет, у вас все еще есть вес, потому что вы все еще чувствуете силу притяжения земли. Если бы вы этого не сделали, ничто не удерживало бы вас на орбите.Вы «чувствуете» невесомость, потому что вы и космическая станция ускоряетесь с одинаковой скоростью по направлению к центру Земли (центростремительное ускорение).

    Здесь возникает путаница, потому что мы часто очень неточно понимаем, что мы имеем в виду, когда говорим «вес». Мы часто думаем о весе как о силе, с которой на нас действует гравитация, и поэтому мы сталкиваемся с проблемами, потому что, когда мы находимся на космической станции, гравитационное поле Земли все еще существует, и поэтому мы вынуждены заключить, что мы все еще должны иметь масса.Чтобы разрешить эту головоломку, мы часто говорим о «кажущемся» весе. Поскольку космическая станция движется к центру Земли с той же скоростью, что и ее обитатели, они чувствуют себя невесомыми, поэтому у них нет «кажущегося» веса.

     В статье “Кажущийся вес: концепция, которая сбивает с толку и не нужна” в журнале “Учитель физики” Альберт Бартлетт утверждает, что мы, физики, должны действовать сообща, когда дело доходит до разговоров о весе. Если мы откажемся от концепции кажущегося веса и столь же запутанного «ускорения под действием силы тяжести», а будем придерживаться приличного определения веса и будем использовать «ускорение свободного падения», путаницы должно быть меньше.Я склонен с ним согласиться, а также поднимаю руку, так как он виноват в том, что иногда делает только то, что он хочет.

    Если у вас есть образование в области физики, прочтите и посмотрите, что вы думаете (статью можно скачать бесплатно).

    Если мы придерживаемся определения, что вес объекта (сила) — это то, что покажут пружинные весы, когда объект будет помещен на них, у нас не должно возникнуть проблем. В этом случае вес может быть результатом гравитации, но он также может быть результатом нахождения во вращающейся системе координат (например,грамм. вращающаяся космическая станция в глубоком космосе), или комбинация того и другого (например, нахождение на экваторе на Земле), или, введя общую теорию относительности, в ускоряющемся лифте. Возьмите с собой на работу напольные весы и поднимайтесь и опускайтесь в лифтах, и обратите внимание, что ваш вес действительно меняется, когда лифт ускоряется и замедляется.

    Спасибо Стиву Кристоллу за то, что он прислал мне эту статью.

    Bartlett, A.A. «Кажущийся вес»: концепция, которая сбивает с толку и не нужна. (2010). Учитель физики, 48(8), 552.

    Определение килограмма изменилось спустя 130 лет

    Международное стандартное определение килограмма, ампера, кельвина и моля было изменено после того, как представители 60 стран проголосовали за пересмотр Международной системы единиц (СИ) для веса, тока, температура и количество химического вещества.

    Определение килограмма более 130 лет, международный прототип килограмма (IPK), цилиндр из платинового сплава, хранящийся в Международном бюро мер и весов (BIPM) во Франции, теперь будет упразднен.

    Его заменит постоянная Планка — фундаментальная константа квантовой физики. В то время как стабильность IPK может быть подтверждена только сравнением с идентичными копиями, трудным и потенциально неточным процессом, постоянная Планка готова к использованию везде и всегда.


    Решение, принятое на Генеральной конференции по мерам и весам в Версале, Франция, организованной BIPM, означает, что все единицы СИ теперь будут определяться в терминах констант, описывающих мир природы.

    Это обеспечит будущую стабильность SI и откроет возможность использования новых технологий, включая квантовые технологии, для реализации определений.

    Изменения, которые вступят в силу 20 мая следующего года, положат конец использованию физических объектов для определения единиц измерения.

    «Переопределение системы SI — важный момент в научном прогрессе, — сказал Мартин Милтон, директор Международного бюро мер и весов (BIPM).

    “Использование фундаментальных констант, которые мы наблюдаем в природе, в качестве основы для важных понятий, таких как масса и время, означает, что у нас есть стабильная основа для продвижения нашего научного понимания, разработки новых технологий и решения некоторых из самых больших проблем общества, — сказал Мильтон.

    «Сегодняшний день отмечает кульминацию десятилетий работы ученых-измерителей во всем мире, значение которой огромно», — сказал Барри Инглис, директор Международного комитета мер и весов.

    «Теперь мы больше не будем связаны ограничениями объектов в нашем измерении мира, но будем иметь универсальные доступные единицы, которые могут проложить путь к еще большей точности и даже ускорить научный прогресс», — сказал Инглис.

    Новые определения затрагивают четыре из семи основных единиц СИ: килограмм, ампер, кельвин и моль; и все производные от них единицы, такие как вольт, ом и джоуль.

    Хотя размер этих единиц не изменится, четыре переопределенные единицы присоединятся к секунде, метру и канделе, чтобы набор основных единиц СИ оставался стабильным и полезным.

    Глава 9 “Заметки по физике” – Гравитация

    МАССА И ВЕС

    Сходства и различия между массой и весом обсуждаются следующим образом:

    МАССА:

    Масса тела – это количество содержащегося в нем вещества.

    Масса является скалярной величиной. Единицей массы является килограмм.

    Тело содержит одинаковое количество материи, будь оно на Земле, на Луне или даже в космосе. Таким образом, масса тела постоянна и не меняется от места к месту.

    Массу тела обычно обозначают маленькой буквой «m».

    Масса тела является мерой инерции тела, поэтому ее также называют инерционной массой. Масса тела не может быть равна нулю.

    ВЕС:

    Мы знаем, что Земля притягивает каждый объект с определенной силой, и эта сила зависит от массы (m) объекта и ускорения свободного падения (g).

    Вес объекта – это сила, с которой он притягивается к земле.

    Мы знаем, что F = m x a

    То есть F= m x g

    Сила притяжения земли к объекту известна как вес объекта.Обозначается W.

    Итак, мы имеем, W = m x g

    Поскольку вес объекта – это сила, с которой он притягивается к земле, единица веса в СИ такая же, как и у силы, то есть Ньютон (Н).

    Вес — это сила, действующая вертикально вниз; у него есть и величина, и направление, так что это векторная величина.

    Значение g постоянно в данном месте. Следовательно, в данном месте вес объекта прямо пропорционален массе, скажем, m объекта, то есть W ∝ m .Именно по этой причине в данном месте мы можем использовать вес объекта как меру его массы.

    Масса объекта остается неизменной везде, то есть на земле или на любой планете, тогда как его вес зависит от его местоположения.

    Разница между массой и весом:

    Масса

    Вес

    1.Масса – это количество вещества, которым обладает тело?

    1. Вес – это сила, с которой тело притягивается к центру земли.

    2. Это скалярная величина.

    2. Это векторная величина.

    3. Это С.I. Единицы – килограмм (кг)

    3. Его единицей измерения в системе СИ является Ньютон (Н).

    4. Масса тела остается неизменной во всех местах

    4. Вес тела меняется с места на место.

    5. Масса тела никогда не равна нулю.

    5.Вес тела становится равным нулю в центре Земли.

    6. Масса измеряется на балансировочных весах.

    6. Вес измеряется пружинными весами.

    Вес свободно падающего тела

    Предположим, что тело помещено на подъемник, весы покажут вес тела на своих весах.Если теперь заставить лифт свободно падать под действием силы тяжести, то и весы, и тело будут падать с одинаковым ускорением, т. е. с g в направлении вниз. Следовательно, тело не будет давить на весы с какой-либо силой и, следовательно, покажет нулевой вес. Таким образом, тело при свободном падении невесомо.

    Если камень подвешен к крюку весеннего баланса. Обратите внимание на его чтение. Допустим, это может быть 200 г ф. Отпустите пружинный баланс вместе с висящим камнем.Быстро запишите показания, пока камень падает. Мы обнаружим, что пружинный баланс покажет нулевое значение. Таким образом, камень в условиях свободного падения испытывает невесомость.

    Невесомость в космосе:

    Космонавт на космическом корабле, вращающемся вокруг Земли на высоте более 1000 км над ее поверхностью. На таком расстоянии от земли сила земного притяжения все еще довольно велика. Поскольку ускорение свободного падения не равно нулю, вес космонавта в космическом корабле точно не может быть равен нулю.Но все мы видели их на фотографиях и по телевизору, они парят в космическом корабле и верят, что в этой ситуации они невесомы. Это можно объяснить следующим образом:

    Когда космонавт на космическом корабле движется по орбите вокруг Земли, то и космонавт, и космический корабль находятся в постоянном состоянии свободного падения к Земле с одинаковым ускорением силы тяжести. Поскольку ускорение космонавта вниз такое же, как и у космического корабля, он не оказывает никакого воздействия на борта космического корабля, и весы, находящиеся в космическом корабле, покажут, что его вес равен нулю.Хотя свободное падение тела создает ощущение невесомости, настоящую невесомость может испытать космический корабль в области космического пространства, где ускорение силы тяжести «g» равно нулю.

    Вес объекта на Луне:

    • Мы узнали, что вес предмета на земле — это сила, с которой земля притягивает предмет.
    • Точно так же вес объекта на Луне — это сила, с которой Луна притягивает этот объект.
    • Масса Луны меньше массы Земли. Благодаря этому Луна оказывает меньшую силу притяжения на объекты.
    • Пусть масса тела равна m. Пусть его вес на Луне будет Wm. Пусть масса Луны Nm, а ее радиус Rm.

    Применяя закон всемирного тяготения, вес объекта на Луне будет 

    .

    Если вес одного и того же объекта на земле равен W e .Масса Земли равна M, а ее радиус равен R.

    .

    Сейчас

    Масса земли = 5,98 x 10 24 кг

    Радиус Земли = 6,37 x 10 6 кг

    Масса Луны   = 7,36 x 10 22 кг

    Радиус луны = 1,74 x 10 6 м

    Подстановка значений:  

    Разделив уравнение (i) на (ii), мы получим

    ∴ Вес объекта на Луне = (1/6) × вес объекта на Земле.

    Геостационарный спутник

    Это искусственный спутник, вращающийся вокруг Земли со следующим условием.

    • Его орбита лежит в экваториальной плоскости Земли.
    • Простирается с запада на восток
    • Его период обращения составляет 24 часа.

    В этом случае Т = 24 часа.

    Связанные темы

    ЖИДКОСТЬ:

    Жидкость – это вещество, которое течет под действием приложенной силы и не имеет собственной формы.Например, жидкости и газы. Они принимают форму контейнера, в котором хранятся.

    Изучение жидкостей в состоянии покоя известно как гидростатическое или гидростатическое. Наука о движущихся жидкостях называется гидродинамикой. В этой главе мы обсудим изучение только жидкостей.

    ДАВЛЕНИЕ В ЖИДКОСТИ:

    В случае твердых тел сила может быть приложена в любом направлении по отношению к поверхности, но в жидкостях сила должна быть приложена под прямым углом к ​​поверхности жидкости.Это связано с тем, что жидкости (жидкости и газы) в состоянии покоя не могут выдерживать тангенциальную силу. Поэтому мы говорим о давлении, действующем на жидкость, а не о силе.

    Давление (P) определяется как величина нормальной силы, действующей на единицу площади поверхности жидкости. Если постоянная сила величины F действует нормально на площадь поверхности A, то давление, действующее на поверхность, равно P = F/A. Давление является скалярной величиной. Это связано с тем, что при приложении силы гидростатическое давление передается одинаково во всех направлениях, что показывает, что определенное направление не связано с давлением.

    ТЯГА:

    Суммарная сила, с которой жидкость действует на любую соприкасающуюся с ней поверхность, называется тягой жидкости.

    Тяга = Давление × Площадь поверхности

    ЕДИНИЦЫ ДАВЛЕНИЯ:

    В К.Г.С. система, единица давления – дин/см2. Единицей давления в СИ является Нм-2 или Паскаль (Па). Единица давления Паскаль (Па) названа в честь великого французского ученого и философа Блази Паскаля.

    Еще одной единицей давления является атмосфера (атм).

    1 атм = 1,013 × 105 Нм-2 (или Па)

    1 атм. или одна атмосфера – это давление, оказываемое нашей атмосферой на земную поверхность из-за веса атмосферы.

    Давление — скалярная величина:

    Скалярные величины — это те, которые не имеют направления. Физические величины, имеющие как величину, так и направление, называются векторными величинами. Давление является скалярной величиной, потому что на одном уровне внутри жидкости давление действует одинаково во всех направлениях, что показывает, что направление не связано с гидростатическим давлением или давлением из-за статической жидкости.

    Давление столба жидкости:

    Рассмотрим жидкость с плотностью ρ, находящуюся в цилиндрическом сосуде с площадью поперечного сечения a. Пусть h — высота столба жидкости, а g — ускорение свободного падения. Вес жидкости будет оказывать давление на дно сосуда. Следовательно, на эту поверхность действует давление жидкости.

    Вес жидкости внутри сосуда = объем × плотность жидкости × ускорение свободного падения

    Напор жидкости на площадь a = вес жидкости = a h ρ g

    Давление жидкости на дно сосуда

    …..(и)

    ПРИМЕЧАНИЕ:

    • Жидкость в состоянии покоя оказывает одинаковое давление во всех направлениях s в точке внутри жидкости.
    • Жидкость в состоянии покоя оказывает одинаковое давление во всех точках, находящихся на одном уровне внутри жидкости.
    • Давление жидкости не зависит от формы поверхности жидкости, но зависит от высоты столба жидкости.
    • Полное давление на глубине h ниже поверхности жидкости = P0 +hρg, где P0 = атмосферное давление.
    • Давление является скалярной величиной.
    • Среднее давление на стенки стакана с жидкостью до высоты равно (=hρg/2 ), где ρ — плотность жидкости.
    • Тяга, оказываемая жидкостью на стенки сосуда, соприкасающиеся с жидкостью, нормальна к поверхности сосуда.

    ПЛАВУЧЕСТЬ

    Чтобы понять термин плавучесть, давайте выполним действие:

    Возьмите пустую пластиковую бутылку.Закройте горлышко флакона герметичной пробкой. Положите его в ведро, наполненное водой.

    • Мы увидим, что бутылка плавает.
    • Теперь опустите бутылку в воду. Мы почувствуем толчок вверх. Если мы будем толкать его дальше, нам будет трудно продвигаться все глубже и глубже.
    • Это указывает на то, что вода воздействует на бутылку в направлении вверх.
    • Эта восходящая сила, создаваемая водой, продолжает увеличиваться по мере того, как бутылка погружается глубже, пока она не будет полностью погружена.
    • Если мы отпустим бутылку, она отскочит обратно на поверхность.

    Объяснение:

    Сила гравитационного притяжения земли действует на бутылку в направлении вниз. Таким образом, бутылка тянется вниз. Но вода оказывает восходящую силу на бутылку. Таким образом, бутылка выталкивается вверх.

    Вес объекта – это сила гравитационного притяжения земли. Когда бутылка погружена в воду, восходящая сила, действующая на бутылку со стороны воды, больше, чем ее вес, поэтому при отпускании бутылка поднимается вверх.

    Чтобы бутылка оставалась полностью погруженной, восходящая сила, действующая на бутылку из-за воды, должна быть уравновешена. Это может быть достигнуто за счет приложенной извне силы, действующей вниз. Эта сила должна быть по крайней мере равна разнице направленной вверх силы и веса бутылки.

    Восходящая сила, действующая на объект, погруженный в жидкость, называется выталкивающей силой или выталкивающей силой, а это явление проявления выталкивающей силы называется выталкивающей силой.

    Пример:

    • Когда ведро вытаскивают из колодца, оно становится легче, пока оно остается погруженным в воду внутри колодца.Он приобретает свой фактический вес, когда находится вне воды.
    • Дамы, несущие воду в кувшине из деревенского пруда, входят в пруд, наполняют кувшин и поднимают его на плечо, оставляя его погруженным в воду.

    Факторы, от которых зависит подъемная тяга или выталкивающая сила:

    Давайте выполним следующие две активации:

    (i) Возьмите два деревянных бруска разного размера. Вставьте маленький блок в воду в ванне и отпустите его.Вы обнаружите, что деревянный блок поднимается вверх и выходит на поверхность воды. Он поднимается вверх, потому что выталкивающая или выталкивающая сила, действующая на него, превышает его вес.

    Теперь толкните большой деревянный блок в воду и отпустите его. Вы обнаружите, что большой блок поднимается быстрее, чем маленький. Это означает, что выталкивающая или выталкивающая сила, действующая на большой блок, больше, чем на маленький.

    (ii) Теперь добавьте немного соли в воду, чтобы плотность раствора (вода + соль) увеличилась.Протолкните деревянный брусок внутрь раствора и отпустите его. Вы обнаружите, что брусок поднимается быстрее в растворе, чем в чистой воде. Это означает, что выталкивающая или выталкивающая сила, действующая на тело, больше в жидкости с большей плотностью, чем в жидкости с меньшей плотностью.

    Вывод:

    Из вышеперечисленных активностей делаем вывод, что выталкивающая или выталкивающая сила зависит от:

    • Размер или объем тела, погруженного в жидкость.
    • Плотность жидкости, в которую погружено тело.

    Плавучесть:

    Склонность объекта плавать в жидкости или способность жидкости заставлять объект плавать называется плавучестью.

    Запомните эти пункты:

    • Объект, вес которого (т. е. направленная вниз сила гравитации) больше, чем давление жидкости (скажем, воды) на объект, тонет в жидкости. Это возможно, если плотность объекта больше плотности жидкости.
    • Предмет, вес которого (т.е. направленная вниз сила тяжести) меньше, чем напор жидкости на объект, плавает на жидкости. Это возможно, если плотность объекта меньше плотности жидкости.

    ПРИНЦИП АРХИМЕДА:

    Архимед был греческим ученым. Он открыл принцип, впоследствии названный в его честь, после того, как заметил, что вода в ванне переливается через край, когда он входит в нее. Он бегал по улицам с криками «Эврика»! что означает «у меня получилось».Эти знания помогли ему определить чистоту золота в короне, сделанной для короля. Эти работы в области геометрии и механики сделали его знаменитым. Его понимание рычагов, шкивов, колес-осей помогло греческой армии в войне с римской армией.

    «Принцип Архимеда гласит, что когда тело частично или полностью погружено в жидкость, оно испытывает направленную вверх силу, равную весу вытесненной им жидкости.

    Активность для понимания принципа Архимеда:

    • Возьмите кусок камня и привяжите его к одному концу резиновой нити или весов.
    • Подвесьте камень, удерживая весы или веревку, как показано на рисунке ниже.
    • Обратите внимание на удлинение струны или показания весов из-за веса камня.
    • Теперь медленно опустите камень в воду в емкости. Вы обнаружите, что удлинение струны или показания весов уменьшаются по мере того, как камень постепенно опускается в воду.
    • Однако после полного погружения камня в воду никаких дальнейших изменений не наблюдается.

    Объяснение:

    Удлинение производится в струне или пружинных балансах за счет веса камня. Поскольку удлинение уменьшается при опускании камня в воду, это означает, что некоторая сила действует на камень в направлении вверх. В результате результирующая сила, действующая на струну, уменьшается, и, следовательно, уменьшается удлинение. Эта восходящая сила, создаваемая водой, известна как сила плавучести.

    Применение закона Архимеда

    • Закон Архимеда используется для определения относительной плотности вещества.
    • Ареометры, используемые для определения плотности жидкостей, основаны на законе Архимеда.
    • Лактометры, используемые для определения чистоты молока, основаны на принципе Архимеда.
    • Принцип Архимеда используется при проектировании кораблей и подводных лодок.

    Почему предметы плавают или тонут в жидкости?

    Когда предмет помещают в жидкость, на него действуют две силы:

    • Вес объекта действует вниз из-за гравитационного притяжения земли на объект.
    • Выталкивающая сила, действующая вверх и стремящаяся подтолкнуть объект вверх.

    Погружение объекта в воду:

    Если мы поместим железный гвоздь на поверхность воды в стакане, то гвоздь утонет. Сила гравитационного притяжения земли к железному гвоздю тянет его вниз. На гвозде возникает напор воды, который толкает его вверх. Но направленная вниз сила, действующая на гвоздь, больше, чем давление воды на гвоздь, поэтому он тонет.Объект утонет в жидкости, если его плотность больше плотности жидкости.

    Плавание предмета в воде:

    Если мы поместим кусок пробки на поверхность воды в стакане, то пробка всплывет. Это происходит из-за разницы в их плотности. Плотность пробки меньше плотности воды. Это означает, что напор воды на пробку больше веса пробки. Значит, плывет.

    Поэтому предметы с плотностью меньше, чем у жидкости, плавают на жидкости.Объекты с плотностью большей, чем у жидкости, тонут в жидкости.

    ПЛОТНОСТЬ:

    Отношение массы и объема тела известно как плотность материала тела.

    Плотность = Масса/Объем

    р = М/В

    ЕСЛИ V = 1 м3, то ρ = M

    или масса на единицу объема известна как плотность материала объекта.

    Единица плотности:

    ∴ ρ → кг/м3 (в С.I. система)

    ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ПЛОТНОСТЬ ИЛИ УДЕЛЬНЫЙ ВЕС:

    Отношение плотности вещества к плотности воды при 40°С называется относительной плотностью вещества.

    Относительная плотность вещества =

    Это чистое число, не имеющее единицы измерения.

    Вопрос: Относительная плотность серебра 10,5. Плотность воды 103 кг/м3. Какова плотность серебра в единицах СИ?

    Решение:   Плотность воды dw = 103 кг/м3

    Относительная плотность (Р.Д.) серебра = 10,5

    Плотность серебра dAg= ?

    ∴ dAg = 10,5 × 103 кг/м3.

    ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИНЦИПА АРХИМЕДА:

    Относительную плотность твердых и жидких тел также можно определить с помощью закона Архимеда.

    (i) Для твердых веществ:

    По определению имеем

    Относительная плотность =

    Относительная плотность =

    Относительную плотность твердого тела можно измерить, взвесив его сначала на воздухе, а затем полностью погрузив в воду.

    Пусть вес тела в воздухе = W1

    Вес твердого тела в воде = W2

    ∴ Потеря веса = W1 – W2

    Для жидкостей:

    Для измерения относительной плотности жидкости выбирают тело, которое можно полностью погрузить как в воду, так и в данную жидкость. Тело взвешивают сначала в воздухе, затем полностью погружают в воду, а затем полностью погружают в эту конкретную жидкость.

    Пусть вес тела в воздухе = W

    Вес тела, полностью погруженного в воду = W’

    Вес тела, полностью погруженного в жидкость = W’’

    Тогда потеря веса в жидкости = W – W’’

    и потеря веса в воде = W – W’

    ∴ относительная плотность жидкости =

    Принцип Архимеда используется для проектирования:

    • Корабли и подводные лодки.
    • Ареометры для определения плотности жидкостей.
    • Лактометры для проверки чистоты молока.

    Сказка о плотностях и относительных плотностях некоторых веществ:

    С.№

    Название вещества

    Плотность на С.Т.П. в (кг м-3)

    Относительная плотность

    1

    Воздух

    1,29

    1,29 × 10-3

    2

    Дерево

    800

    0.80

    3

    Лед

    920

    0,917

    4

    Вода

    1000

    1.00

    5

    Глицерин

    1260

    1,26

    6

    Стекло

    2500

    2.50

    7

    Алюминий

    2700

    2,70

    8

    Железо

    7900

    7.90

    9

    Серебро

    10500

    10.50

    10

    Меркурий

    13600

    13.60

    11

    Золото

    19320

    19.32

    ФИЗИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ:

    Относительная плотность вещества – это количество раз, во сколько данное вещество тяжелее равного объема воды.Когда мы говорим, что относительная плотность серебра = 10,5, это означает, что серебро в 10,5 раз тяжелее равного объема воды.

    ЗАКОН ПЛАВАНИЯ:

    Закон плавучести является расширением принципов Архимеда.

    Когда тело частично или полностью погружено в жидкость, на тело действуют различные силы: (i) восходящая тяга (B), действующая в центре плавучести и величина которой равна весу вытесненной жидкости, и (ii ) вес тела (W), который действует вертикально вниз через его центр тяжести.

    • Когда W > B, тело тонет в жидкости.
    • Когда W = B, то тело останется в равновесии внутри жидкости.
    • Когда W < B, то тело всплывет на поверхность жидкости так, что вес вытесненной им жидкости уравновешивает вес тела, погруженного в жидкость.

    Таким образом, закон плавания определяется следующим образом:

    Определение:

    Плавающее тело является жидкостью, если вес жидкости, вытесненной погруженной частью тела, равен весу тела.

    Связь между плотностью твердого тела и жидкости:

    Пусть ρ 1 — плотность твердого тела, объем которого V 1 . Пусть ρ 2 — плотность жидкости, а объем части твердого тела, погруженного в жидкость, равен V2.

    Теперь вес плавающего твердого тела = вес вытесненной жидкости.

    то есть

    или

    = Доля объема тела, погруженного в жидкость

    Равновесие плавающих тел

    Из закона плавучести мы знаем, что тело будет плавать в жидкости, если его вес W равен весу w жидкости, вытесненной погруженной частью тела.Но это обязательно указывает на то, что тело будет находиться в равновесии. Тело будет находиться в равновесии только в том случае, если равнодействующая всех сил и пар, действующих на тело, равна нулю. Таким образом, плавающее тело может находиться в равновесии, если на него не действует никакая пара. Так будет, если линия действия W и w проходит по одной и той же вертикальной прямой. Таким образом, будет равновесие плавающих тел, если выполняются следующие условия:

    • Тело может плавать, если вес жидкости, вытесненной погруженной частью тела, должен быть равен весу тела.
    • Тело может находиться в равновесии в центре тяжести тела, а центр плавучести должен располагаться на одной вертикали.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.