Enhetene er newton per meter og newton per kvadratmeter. Eksempel på oppgave

2024 Forfatter: Angel Austin | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 05:37

Måleenheter i fysikk spiller en viktig rolle i å løse praktiske problemer. Takket være dem er det mulig å bestemme riktigheten av det oppnådde resultatet og forstå dets kvantitative verdi sammenlignet med en kjent standard. La oss vurdere i artikkelen hva som er en fysisk størrelse med en målenhet newton per meter.

Newton er en kraftenhet

Hver student vet hvem Isaac Newton er og hvilket bidrag han ga til utviklingen av klassisk mekanikk. Med absolutt sikkerhet kan vi si at dynamikk, som en gren av fysikk som studerer krefter, er fullstendig bygget på lovene til den store engelske vitenskapsmannen. Derfor bestemte det internasjonale samfunnet seg for å kalle styrkeenheten Newton (N). Ett newton er en slik kraft som, som virker på en kropp som veier 1 kilogram, gir den en akselerasjon på 1 m/s2.

Newton er den viktigste kraftenheten av absolutt noe slag. Det er imidlertid ikke en av de syv baseenhetene i det internasjonale SI-systemet. Som det varsagt, det er definert gjennom 3 andre grunnleggende konsepter - et kilogram (et mål på masse), en meter (et mål for avstand i rommet) og et sekund (et mål for tid).

Hva er en newton per meter?

Etter å ha blitt kjent med konseptet "newton" som en måleenhet for krefter, la oss gå tilbake til artikkelens emne. Hva er verdien av et newton multiplisert med en meter? For de som ikke umiddelbart kan svare på spørsmålet som stilles, la oss skrive denne operasjonen i matematisk form:

A=Fl

Hvis kroppen, som et resultat av kraften F, beveger seg en avstand l, vil produktet av disse fysiske størrelsene gi arbeidet utført av kraften langs bevegelsesretningen.

Arbeid er en energikarakteristikk, den måles i joule (J). En joule, i samsvar med definisjonen av arbeid, er energien som en kraft på 1 newton vil bruke når en kropp flyttes 1 meter.

Avhengig av den fysiske prosessen, kan arbeidet som brukes på bevegelige kropper omdannes til ulike typer energi. For eksempel, hvis en konstruksjonskran løfter en betongplate, øker dens potensielle energi i tyngdefeltet. Et annet eksempel: folk, som bruker en konstant kraft, skyver en bil i noen tid. En del av arbeidet som brukes går til å overvinne den rullende friksjonskraften og går som et resultat til termisk energi, den andre delen går til å øke den kinetiske energien til kjøretøyet.

Så en newton per meter er en arbeidsenhet som kalles en joule.

Øyeblikkstyrke

Foruten arbeid, brukes denne enheten også til å måle kraftmoment. Sistnevnte beskrives med samme formel som verket, men kraften i dette tilfellet er rettet i en eller annen vinkel til vektoren l, som er avstanden fra kraftpåføringspunktet til rotasjonsaksen.

Til tross for at kraftmomentet er beskrevet i arbeidsenheter, er det ikke det. Det kalles også dreiemoment, siden det viser evnen til en ekstern kraft til å rotere systemet rundt en akse og gi det en viss vinkelakselerasjon. Hvis kraftmomentet multipliseres med rotasjonsvinkelen i radianer, får vi arbeidet. Måleenheten endres ikke.

Trykkenhet

Som en del av artikkelens tema vil vi også vurdere hvordan trykk måles i fysikk. Folk som er glad i denne vitenskapen vil raskt gi det riktige svaret, og navngi pascal som en enhet for å måle trykk i SI. I problemer og i praksis støter man ofte på andre trykkenheter, som er praktiske å bruke i hvert enkelt tilfelle. Så, utbredt: atmosfære, torr eller millimeter kvikksølv og bar. Hver av dem er unikt oversatt til Pascal, ved å bruke riktig konverteringsfaktor.

Vi vurderer press innenfor rammen av denne artikkelen fordi det er nært knyttet til makt. Per definisjon er trykk en mengde lik forholdet mellom kraften som virker vinkelrett på overflaten til arealet av denne overflaten, det vil si:

P=F / S

Fra denne likestillingen får vi enhetmål newton per kvadratmeter (N/m²). Verdien på 1 N/m^{2 kalles pascal etter den franske fysikeren Blaise Pascal, som designet barometeret og målte atmosfærisk trykk i forskjellige høyder i forhold til havnivået.}

En pascal er et veldig lite trykk. Verdien kan forestilles hvis vi tar 100 milliliter destillert vann og fordeler det over et område på 1 kvadratmeter. Vær for eksempel oppmerksom på at atmosfærisk trykk ved havnivå er omtrent 100 000 pascal.

For fullstendighetens skyld legger vi merke til at størrelser med måleenheten newton multiplisert med en kvadratmeter ikke eksisterer i fysikk.

Eksempelproblem

Det er nødvendig å fastslå hvilket arbeid som ble utført av tyngdekraften hvis kroppen f alt fra en viss høyde til jordens overflate i løpet av 5 sekunder. Ta kroppsvekten lik ett kilo.

Gravity kan beregnes ved hjelp av formelen:

F=mg=19, 81=9, 81 H

For å bestemme høyden kroppen f alt fra, bør du bruke formelen for jevn akselerert bevegelse uten starthastighet:

h=gt² / 2=9,815^{2 / 2=122,625 m}

For å få arbeidet gjort med tyngdekraften, multipliser F og h:

A=Fh=9,81122,625 ≈ 1203 J

Gravity har gjort positivt arbeid med omtrent 1200 newton per meter, eller 1,2 kilojoule.