Primeri gravitacije: opredelitev, formule in kako opisati
Ko tehtate predmet, kaj izmerite, teža predmeta ni, občasno tokrat bomo tukaj pregledali pomen gravitacije, formulo gravitacije, skupaj s primeri težav s silo utež. Zato si oglejmo spodnja mnenja.
Opredelitev gravitacije
V fiziki je teža predmeta sila zaradi gravitacije, povezana z maso predmeta. Masa predmeta je povsod konstantna, vendar se teža predmeta spreminja glede na velikost pospeška zaradi gravitacije na tem mestu.
Masa predmeta je število delcev, ki jih vsebuje predmet. Masa predmeta je konstantna, kar pomeni, da nanjo gravitacija ne vpliva.
Preberite tudi: Opredelitev elektromotorne sile
Medtem ko teža predmeta navaja velikost gravitacijske sile, ki deluje na objekt. Ker je teža sila, lahko težo predmeta izmerimo s pomočjo vzmetne tehtnice.
Masa predmeta je enaka ne glede na to, kje se meri masa, teža predmeta pa se spreminja glede na njegovo lokacijo. To je zato, ker velikost gravitacijskega pospeška na vsakem mestu ni enaka, odvisno od oddaljenosti od središča zemlje.
Teža predmeta na polih bo večja od teže predmeta na ekvatorju. To je zato, ker so poli bližje središču zemlje kot ekvator.
Formula gravitacije
Newton je poleg treh zakonov gibanja predlagal tudi zakon o univerzalni gravitaciji. Ta zakon gravitacije določa interakcijo med dvema predmetoma. Newtonov zakon gravitacije pravi, da imata dva predmeta z masama m1 in m2 na razdalji r silo privlačnosti, ki je enaka
Informacije: | ||
F |
= |
Sila privlačnosti (N) |
G |
= |
Konstanta gravitacije (6,67 × 105 Nm2/kg2) |
m1 |
= |
Masa predmeta 1 (kg) |
m2 |
= |
Masa predmeta 2 (kg) |
r |
= |
Razdalja med obema predmetoma (m) |
Preberite tudi: Opredelitev trenja
Na podlagi zgornje enačbe, če je m1 masa zemlje in m2 masa predmeta, na katerega še vedno vpliva gravitacijska sila zemlje, potem je pospešek zaradi gravitacije (g) zemlje formuliran na naslednji način .
Iz te enačbe lahko zapišemo velikost gravitacijske sile zemlje na predmete na zemlji, kot sledi.
F = m g
Naslednja gravitacijska sila se imenuje gravitacija (w) z enotami njutnov (N). Tako lahko enačbo za težo ali težo predmeta določimo na naslednji način.
w = m g
Informacije: | ||
w |
= |
Teža predmeta (N) |
m |
= |
Masa predmeta (kg) |
g |
= |
Pospešek gravitacije (m / s2) |
Iz te formule je razvidno, da težo predmeta močno izzove velikost pospeška zaradi gravitacije. Pospešek gravitacije Zemlje na številnih različnih mestih. V polarnih predelih (Severni in Južni pol) je velikost pospeška zaradi gravitacije 9,83 m / s2, na ekvatorju pa 9,78 m / s2. Zakaj se je to zgodilo? Če želite razumeti odgovor, preučite članek o treh stvareh, ki povzročajo pospeševanje Zemljine gravitacije.
Na splošno je velikost pospeška zaradi gravitacije 9,8 m / s2. Običajno je pri fizikalnih težavah vnaprej določena velikost pospeška zaradi gravitacije, ki znaša 9,8 m / s2 ali 10 m / s2. Če pa vrednost pospeška zaradi gravitacije ni določena, lahko kot vrednost pospeška uporabite 10 m / s2.
Preberite tudi: Enotno krožno gibanje
Še nekaj, česar si morate zapomniti, je, da se teža predmeta na Zemlji, Luni in drugih planetih ali zunanjem vesolju spreminja v velikosti. Na primer, pospešek zaradi gravitacije (g) na luninem površju je približno 1/6 pospeška zaradi gravitacije na zemeljski površini. Tako da masa 1 kg na površini zemlje, ki tehta 9,8 N, ko je na površju lune, tehta 1,7 N.
Kako opisati gravitacijo
Teža je vektorska količina, katere smer je pravokotna na smer zemeljskega središča. Za opis vektorja teže je najprej določiti središče mase predmeta. Pri trdnih predmetih pravilnih oblik, kot so kocke, bloki in valji, je središče mase pogosto na sredini.
Potem ko ocenite središče mase predmeta, potegnite črto od središča mase naravnost navzdol. Dolžina vektorja teže se ujema z dolžino vektorja normalne sile, če je objekt na ravni ravnini. Če je predmet obešen z vrvjo, se dolžina gravitacijskega vektorja ujema z dolžino napetostnega vektorja v vrvici. Za več podrobnosti si oglejte to sliko.
Opazite sliko gravitacije v vodoravni ravnini zgoraj. Pravzaprav celo normalna sila prehaja skozi masno središče predmeta, tako da mora slika normalnega vektorja sile z vektorjem gravitacije sovpadati. Avtor razmišlja ločeno, ker tako lahko razumete, kje je delovna točka posameznega sloga.
Primeri težav z gravitacijo
3 kg železa leži ob cesti. Kolikšna je teža železa, če je pospešek zaradi gravitacije 9,8 m / s2?
Preberite tudi: Formula sile fizike
Rešitev:
Je znan:
m = 3 kg
g = 9,8 m / s2
Na vprašanje: w =.. .?
Odgovor:
w = m • g
w = 3 • 9,8
w = 29,4 N
Torej je teža železa 29,4 N.