Fysikk som en vitenskap som studerer lovene i universet vårt, bruker en standard forskningsmetodikk og et visst system av måleenheter. Kraftenheten blir ofte referert til som N (newton). Hva er styrke, hvordan finne og måle den? La oss utforske dette problemet mer detaljert.
Interessant fra historien
Isaac Newton er en fremragende engelsk vitenskapsmann på 1600-tallet som ga et uvurderlig bidrag til utviklingen av de eksakte matematiske vitenskapene. Det er han som er forfaderen til klassisk fysikk. Han klarte å beskrive lovene som styrer både enorme himmellegemer og små sandkorn båret bort av vinden. En av hans hovedoppdagelser er loven om universell gravitasjon og de tre grunnleggende lovene for mekanikk som beskriver samspillet mellom kropper i naturen. Senere var andre forskere i stand til å utlede lovene om friksjon, hvile og glidning bare takket være de vitenskapelige oppdagelsene til Isaac Newton.
Litt teori
En fysisk størrelse ble oppk alt etter en vitenskapsmann. Newton er en kraftenhet. Selve definisjonen av kraft kan beskrives som følger: "kraft er et kvantitativt mål på samspillet mellom kropper, eller en mengde,som karakteriserer graden av intensitet eller spenning av kropper."
Kraften måles i Newton av en grunn. Det var denne vitenskapsmannen som skapte tre urokkelige "makt"-lover som er relevante i dag. La oss studere dem med eksempler.
First Law
For en fullstendig forståelse av spørsmålene: "Hva er en newton?", "Måleenheten til hva?" og "Hva er dens fysiske betydning?", er det verdt å studere de tre grunnleggende lovene for mekanikk nøye.
Den første sier at hvis kroppen ikke påvirkes av andre kropper, så vil den være i ro. Og hvis kroppen var i bevegelse, vil den, i fravær av noen handling på den, fortsette sin ensartede bevegelse i en rett linje.
Tenk deg at en bestemt bok med en viss masse ligger på en flat bordflate. Ved å betegne alle kreftene som virker på den, får vi at dette er tyngdekraften, som er rettet vertik alt nedover, og reaksjonskraften til støtten (i dette tilfellet bordet), rettet vertik alt oppover. Siden begge kreftene balanserer hverandres handlinger, er størrelsen på den resulterende kraften null. I følge Newtons første lov er dette grunnen til at boken er i ro.
Second Law
Den beskriver forholdet mellom kraften som virker på en kropp og akselerasjonen den mottar på grunn av den påførte kraften. Isaac Newton, da han formulerte denne loven, var den første som brukte den konstante verdien av masse som et mål på manifestasjonen av treghet og treghet til en kropp. De kaller treghetkroppens evne eller egenskap til å opprettholde sin opprinnelige posisjon, det vil si å motstå ytre påvirkninger.
Den andre loven beskrives ofte med følgende formel: F=am; der F er resultanten av alle krefter som påføres kroppen, a er akselerasjonen mottatt av kroppen, og m er massen til kroppen. Kraft er til slutt uttrykt i kgm/s2 . Dette uttrykket er vanligvis angitt i newton.
Hva er en newton i fysikk, hva er definisjonen på akselerasjon og hvordan er det relatert til kraft? Disse spørsmålene besvares med formelen til mekanikkens andre lov. Det skal forstås at denne loven bare fungerer for de kroppene som beveger seg med hastigheter mye mindre enn lysets hastighet. Ved hastigheter nær lyshastigheten fungerer litt andre lover, tilpasset av en spesiell fysikkdel om relativitetsteorien.
Newtons tredje lov
Dette er kanskje den mest forståelige og enkle loven som beskriver samspillet mellom to kropper. Han sier at alle krefter oppstår i par, det vil si at hvis ett legeme virker på et annet med en viss kraft, så virker det andre legeme på sin side også på det første med lik kraft.
Selve ordlyden av loven av vitenskapsmenn er som følger: "… interaksjonene mellom to kropper på hverandre er lik hverandre, men rettet i motsatte retninger."
La oss finne ut hva en newton er. I fysikk er det derfor vanlig å vurdere alt om spesifikke fenomenerHer er noen eksempler som beskriver mekanikkens lover.
- Vannfugler som ender, fisk eller frosker beveger seg i eller gjennom vann nøyaktig ved å samhandle med det. Newtons tredje lov sier at når en kropp virker på en annen, oppstår det alltid en motvirkning, som i styrke tilsvarer den første, men rettet i motsatt retning. Basert på dette kan vi konkludere med at bevegelsen til ender oppstår på grunn av at de skyver vannet tilbake med labbene, og de selv svømmer fremover på grunn av vannets respons.
- Ekornhjulet er et godt eksempel på å bevise Newtons tredje lov. Alle vet sikkert hva et ekornhjul er. Dette er et ganske enkelt design, som minner om både et hjul og en trommel. Den er installert i bur slik at kjæledyr som ekorn eller dekorative rotter kan løpe rundt. Samspillet mellom to kropper, hjulet og dyret, får begge disse kroppene til å bevege seg. Dessuten, når ekornet løper fort, så spinner hjulet i høy hastighet, og når det bremser ned, begynner hjulet å spinne saktere. Dette beviser nok en gang at handling og mothandling alltid er lik hverandre, selv om de er rettet i motsatte retninger.
- Alt som beveger seg på planeten vår beveger seg kun på grunn av "responshandlingen" fra jorden. Det kan virke rart, men faktisk, når vi går, anstrenger vi oss bare for å presse bakken eller en hvilken som helst annen overflate. Og vi går fremover, fordi jorden presser oss som svar.
Hva er en newton: en måleenhet ellerfysisk mengde?
Selve definisjonen av "newton" kan beskrives som følger: "det er en kraftenhet". Men hva er dens fysiske betydning? Så, basert på Newtons andre lov, er dette en avledet mengde, som er definert som en kraft som er i stand til å endre hastigheten til et legeme med en masse på 1 kg med 1 m/s på bare 1 sekund. Det viser seg at newton er en vektormengde, det vil si at den har sin egen retning. Når vi påfører en kraft på en gjenstand, for eksempel ved å skyve en dør, setter vi samtidig bevegelsesretningen, som ifølge den andre loven vil være den samme som kraftretningen.
Hvis du følger formelen, viser det seg at 1 Newton=1 kgm/s 2 . Når man skal løse ulike problemer innen mekanikk, er det svært ofte nødvendig å konvertere newton til andre mengder. For enkelhets skyld, når du finner visse verdier, anbefales det å huske de grunnleggende identitetene som forbinder newton med andre enheter:
- 1 H=105 dyne (dyna er en måleenhet i CGS-systemet);
- 1 N=0,1 kgf (kilogram-force er en kraftenhet i ICSS-systemet);
- 1 H=10 -3 sten enhver kropp som veier 1 tonn).
Loven om universell gravitasjon
En av de viktigste oppdagelsene til forskeren, som snudde ideen om planeten vår, er Newtons tyngdelov (hva er tyngdekraft, les nedenfor). Selvfølgelig, før ham var det forsøk på å løse mysteriet om tiltrekningJord. For eksempel var Johannes Kepler den første som antydet at ikke bare jorden har en tiltrekningskraft, men også kroppene selv er i stand til å tiltrekke seg jorden.
Det var imidlertid bare Newton som klarte å matematisk bevise forholdet mellom tyngdekraften og loven om planetarisk bevegelse. Etter mange eksperimenter innså forskeren at faktisk ikke bare jorden tiltrekker seg objekter til seg selv, men alle kropper er tiltrukket av hverandre. Han utledet tyngdeloven, som sier at alle legemer, inkludert himmellegemer, tiltrekkes med en kraft lik produktet av G (gravitasjonskonstant) og massene til begge legemer m1 m 2 delt på R2 (kvadraten på avstanden mellom kroppene).
Alle lovene og formlene utledet av Newton gjorde det mulig å lage en integrert matematisk modell, som fortsatt brukes i forskning ikke bare på jordoverflaten, men også langt utenfor planeten vår.
Enhetskonvertering
Når du løser problemer, bør du huske på standard SI-prefikser, som også brukes for "newtonske" måleenheter. For eksempel, i problemer med romobjekter, hvor massene av kropper er store, er det veldig ofte nødvendig å forenkle store verdier til mindre. Hvis løsningen viser seg å være 5000 N, vil det være mer praktisk å skrive svaret i form av 5 kN (kiloNewton). Slike enheter er av to typer: multipler og submultipler. Her er de mest brukte: 102 N=1 hektoNewton (hN); 103 H=1kiloNewton (kN); 106 N=1 megaNewton (MN) og 10-2 N=1 centiNewton (cN); 10-3 N=1 milliNewton (mN); 10-9 N=1 nanoNewton (nN).
