De vekt det er kraften som Jorden tiltrekker gjenstander til overflaten. Hver gang et objekt blir droppet, faller det til bakken, det er ikke i stand til å klatre alene, og det er heller ikke vektløst midtveis, noe som er fordi jorden tiltrekker seg det..
Alle gjenstander tiltrekker seg alltid, selv de minste, bare størrelsen på kraften som de gjør det er proporsjonal med massen. Dette betyr at gjenstander med liten masse utøver liten kraft på andre, men himmellegemer som jorden er i stand til å utøve en veldig stor styrke..
Jorden holder månen i bane rundt den takket være denne attraktive kraften, som kalles gravitasjonsattraksjon når det gjelder gjenstander som er langt fra jordens overflate, og vekt når gjenstander er i nærheten.
Av dette følger det at tyngdekraften ikke krever at gjenstander nødvendigvis er i kontakt med hverandre for å kunne handle: det er derfor det sies å være en handlingskraft på avstand.
Gjenstander fortsetter å ha vekt selv om de er i en viss høyde over bakken og jo mer massive de er, jo større vil denne vekten være.
Den store engelske forskeren Isaac Newton var den første til å gi en forklaring om dette spørsmålet, gjennom den universelle loven om gravitasjon som bærer hans navn, og som siden da har tjent til å forstå hvordan gjenstander med masse samhandler. Dette er veldig viktig, siden ethvert objekt på planeten har vekt.
Artikkelindeks
Det internasjonale systemet for SI-enheter har som en vektenhet Newton, oppkalt etter Isaac Newton. Dette er enheten for å måle krefter av alle slag.
Newton, forkortet N, er definert som den kraften som er nødvendig for at et objekt med en masse på 1 kg får en akselerasjon på 1 m / sto. Foruten Newton er det andre kraftenheter som er vanlig i bruk, for eksempel følgende:
De kilo-kraft eller kilopond, forkortet kg-f eller kp, selv om det ofte kalles kg uten mer, er styrken som jorden utøver på et objekt som er på havnivå og på 45 ° nordlig bredde. Det er nødvendig å spesifisere plasseringen, siden gravitasjonsfeltet som sagt opplever variasjoner med høyde og breddegrad.
Når noen sier at han veier 45 kg, mener han egentlig at vekten er 45 kg-f, fordi kiloen er enheten som er reservert for masse.
Ekvivalensen mellom kg-f og N er: 1 kg-f = 9,8 N
De pund-kraft, forkortet lb-f er også en kraftenhet som er analog med kg-f, siden det er den kraften som jorden utøver på et objekt på 1 lb masse. Og som med kg-f, er det ikke noe problem med verdiene når du er på jorden, det vil si et objekt med masse l lb, veier 1 lb-f.
Ekvivalensen i lb-f og N er: 1 lb-f ≡ 4.448222 N.
Vekten til et objekt er proporsjonalt med massen. Jo større masse, jo større vekt.
Formelen for å finne størrelsen på vekten P (eller også W, som det noen ganger er betegnet, med "Vekt" på engelsk) er veldig enkelt:
P = mg
Hvor m representerer massen til objektet og g er størrelsen på tyngdekraftens akselerasjon (tyngdefeltets eller tyngdekraftens intensitet), omtrent konstant og hvis verdi er tatt som 9,81 m / sto for de hyppigste beregningene.
Vekt er en vektor, og fete bokstaver brukes til å skille mellom en vektor og dens størrelse. På denne måten forstås det at når det snakkes om P er den numeriske verdien og når den er skrevet P det henvises til vektoren:
P = m ∙g
De g i fet skrift er jordens gravitasjonsfelt, det vil si innflytelsen som jorden utøver på rommet som omgir den, uavhengig av om det er en annen kropp som oppfatter den eller ikke. Ethvert objekt med masse har sitt eget gravitasjonsfelt, det være seg lite eller stort.
Intensiteten til jordens gravitasjonsfelt g det er ikke helt konstant. Den har små variasjoner som oppstår hovedsakelig fordi jorden ikke er en perfekt sfære, og også på grunn av lokale høydeforskjeller. Men for de fleste applikasjoner, verdien 9,81 m / sto Det fungerer veldig bra.
Andre himmellegemer har sitt eget karakteristiske gravitasjonsfelt, derfor er tyngdekraftens akselerasjon forskjellig avhengig av planeten eller satellitten. Det samme objektet ville ha en annen vekt i hver enkelt, og derfor er vekt ikke en karakteristisk egenskap for ting, men for materien generelt..
Vekt er en vektor og har derfor størrelse, retning og sans. I nærheten av jordoverflaten er vekten en vektor i vertikal retning og retningen er alltid nede.
Vanligvis er den vertikale retningen navngitt som aksen Y eller z, og nedoverretningen tildeles et + eller - tegn for å skille det fra oppoverretningen. Valget avhenger av plasseringen til opprinnelsen. På bildet nedenfor ble opprinnelsen valgt på det tidspunktet eplet faller fra:
Enhetsvektoren j, en vektor med størrelsesorden lik 1, brukes til å markere og skille den vertikale retningen. Når det gjelder denne vektoren, er vekten skrevet slik:
P = mg (- j)
Der negativt tegn er tildelt nedadgående retning.
Disse tre begrepene forveksles ofte, men gjennomgang av vektens egenskaper er lett å skille den fra masse og volum..
Til å begynne med avhenger vekten av gravitasjonsfeltet hvor objektet er. For eksempel, på jorden og på månen har den samme tingen en annen vekt, selv om antallet atomer som komponerer den forblir konstant..
Masse er en skalar mengde, relatert til antall atomer som utgjør objektet og fremgår av motstanden mot at objektet har å endre bevegelse, en egenskap som kalles treghet.
For sin del er volum målet for plassen som et objekt opptar, en annen skalar mengde. To gjenstander med samme volum veier ikke det samme, for eksempel veier en jernterning mye mer enn en isoporterning med samme dimensjoner.
Oppsummert:
Det skal bemerkes at det å være skalære størrelser har verken masse eller volum retning eller sans, men bare numerisk verdi og en tilstrekkelig enhet. På den annen side må vekten, som en vektor, alltid uttrykkes riktig og angir størrelsen, enheten, retningen og følelsen, som i forrige avsnitt.
Alle objekter på jorden har vekt, du kan til og med "veie" objekter som ikke er på jorden, for eksempel andre planeter eller solen, selv om det med indirekte midler, selvfølgelig.
Ettersom vekterne er veldig store, brukes vitenskapelig notasjon (i krefter på 10) for å uttrykke noen som er veldig store eller veldig små:
-Solen: 1 989 × 1030 kg-f
-Jupiter: 1 898 × 1027 kg-f
-En mygg: 2,0 × 10-5 N
-Babyer: 34,3 N
-Et barn: 353 N.
-Voksen person: 65 kg-f
-En voksen elefant: 5,5 × 103 kg-f
-Blåhval: 1,0 × 106 N
En kasse med 20 kg hviler på et bord.
a) Finn vekten på boksen og den normale kraften som tabellen utøver på den.
b) Ytterligere 10 kg eske er plassert på toppen av den første. Finn det normale som bordet har på 20 kg-boksen og det normale som dette utøver på den mindre boksen.
Det er praktisk å lage et fritt kroppsdiagram på esken, som består av å tegne kreftene som virker på den.
I denne situasjonen er ikke den minste boksen på toppen ennå, derfor er det bare to krefter: den første er vekt. P som er tegnet vertikalt nedover, som angitt i de foregående seksjonene, og så er det det normale N, som er den vinkelrette kraften som utøves av bordet og forhindrer at boksen faller.
Gitt at esken er i statisk likevekt under disse omstendighetene, er det rimelig å konkludere med at størrelsen på det normale er det samme som vekten, slik at den kan kompensere, derfor:
N = mg = 20,0 kg x 9,8 m / sto = 196 N; rettet vertikalt opp.
For sin del er vekten P = 196 N rettet vertikalt nedover.
Nå lages nye frikroppsdiagrammer på begge objektene. For den store boksen endres ting litt, siden den lille boksen utøver kraft på den.
Kreftene er som følger: N Y P er henholdsvis det normale som utøves av tabellen og vekten på esken på 20,0 kg, som ikke endret seg. Og den nye kraften som utøves av den lille boksen er N1, det normale på grunn av kontakt med oversiden av den store esken.
Når det gjelder den lille boksen, mottar den det normale Nto, utøves av oversiden av den store esken og selvfølgelig vekten Pto. Siden boksene er i statisk likevekt:
Nto - Pto = 0
N - N1 - P = 0
Fra den første ligningen har vi at Nto = Pto = 10 kg x 9,8 m / sto = 98 N. I følge handlingsloven og reaksjonen er størrelsen på kraften som den lille boksen mottar den samme som den utøver på den store boksen, og deretter:
Nto = N1 = 98 N
Fra den andre ligningen tømmes den normale N som utøves av tabellen på den store boksen, som igjen har den lille boksen på toppen:
N = N1 + P = 98 N + 196 N = 294 N
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.