Enheterna är newton per meter och newton per kvadratmeter. Uppgiftsexempel

2024 Författare: Angel Austin | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 05:42

Mätenheter i fysik spelar en viktig roll för att lösa praktiska problem. Tack vare dem är det möjligt att bestämma riktigheten av det erhållna resultatet och att förstå dess kvantitativa värde i jämförelse med en känd standard. Låt oss i artikeln överväga vad som är en fysisk storhet med en måttenhet newton per meter.

Newton är en kraftenhet

Varje elev vet vem Isaac Newton är och vilket bidrag han gjorde till utvecklingen av klassisk mekanik. Med absolut säkerhet kan vi säga att dynamiken, som en gren av fysiken som studerar krafter, är helt uppbyggd på den store engelske vetenskapsmannens lagar. Därför beslutade det internationella samfundet att kalla kraftenheten för Newton (N). En newton är en sådan kraft som verkar på en kropp som väger 1 kilogram och ger den en acceleration på 1 m/s2.

Newton är den huvudsakliga kraftenheten av absolut alla slag. Det är dock inte en av de sju basenheterna i det internationella SI-systemet. Som det varsagt, det definieras genom 3 andra grundläggande begrepp - ett kilogram (ett mått på massa), en meter (ett mått på avstånd i rymden) och en andra (ett mått på tid).

Vad är en newton per meter?

Efter att ha bekantat oss med begreppet "newton" som en kraftmätenhet, låt oss återgå till ämnet för artikeln. Vad är värdet på en newton multiplicerat med en meter? För dem som inte omedelbart kan svara på den ställda frågan, låt oss skriva denna operation i matematisk form:

A=Fl

Om kroppen, som ett resultat av kraften F, rör sig en sträcka l, kommer produkten av dessa fysiska storheter att ge det arbete som kraften utför längs rörelseriktningen.

Arbete är en energikaraktär, den mäts i joule (J). En joule, i enlighet med definitionen av arbete, är den energi som en kraft på 1 newton förbrukar när en kropp förflyttas 1 meter.

Beroende på den fysiska processen kan arbetet som läggs på rörliga kroppar omvandlas till olika typer av energi. Till exempel, om en byggkran lyfter en betongplatta, ökar dess potentiella energi i gravitationsfältet. Ett annat exempel: människor, som applicerar en konstant kraft, trycker på en bil under en tid. En del av arbetet går till att övervinna den rullande friktionskraften och går som ett resultat till termisk energi, den andra delen går till att öka fordonets kinetiska energi.

Så en newton per meter är en arbetsenhet som kallas joule.

Momentstyrka

Förutom arbete används den här enheten även för att mäta kraftmoment. Det senare beskrivs med samma formel som verket, dock är kraften i detta fall riktad i någon vinkel mot vektorn l, vilket är avståndet från kraftens appliceringspunkt till rotationsaxeln.

Trots att kraftmomentet beskrivs i arbetsenheter är det inte det. Det kallas också vridmoment, eftersom det visar förmågan hos en extern kraft att rotera systemet runt en axel och ge det en viss vinkelacceleration. Om kraftmomentet multipliceras med rotationsvinkeln i radianer, då får vi arbetet. Måttenheten kommer inte att ändras.

Tryckenhet

Som en del av ämnet för artikeln kommer vi också att överväga hur tryck mäts i fysiken. Människor som är förtjusta i denna vetenskap kommer snabbt att ge det rätta svaret och namnger pascal som en enhet för att mäta tryck i SI. I problem och i praktiken stöter man ofta på andra tryckenheter, som är bekväma att använda i varje specifikt fall. Så, utbredd: atmosfär, torr eller millimeter kvicksilver och bar. Var och en av dem är unikt översatt till Pascal, med lämplig omvandlingsfaktor.

Vi anser att påtryckningar ligger inom ramen för denna artikel eftersom det är nära relaterat till våld. Per definition är tryck en kvantitet lika med förhållandet mellan kraften som verkar vinkelrätt mot ytan och arean av denna yta, det vill säga:

P=F / S

Från denna jämlikhet får vi enhetmät newton per kvadratmeter (N/m²). Värdet på 1 N/m^{2 kallas pascal efter den franske fysikern Blaise Pascal, som designade barometern och mätte atmosfärstrycket på olika höjder i förhållande till havsnivån.}

En pascal är en mycket liten mängd tryck. Dess värde kan föreställas om vi tar 100 milliliter destillerat vatten och fördelar det över en yta på 1 kvadratmeter. Observera till exempel att atmosfärstrycket vid havsnivån är cirka 100 000 pascal.

För fullständighetens skull noterar vi att storheter med måttenheten newton multiplicerat med en kvadratmeter inte existerar inom fysiken.

Exempelproblem

Det är nödvändigt att bestämma vilket arbete som utfördes av gravitationen om kroppen föll från en viss höjd till jordens yta på 5 sekunder. Ta kroppsvikten lika med ett kilogram.

Gravity kan beräknas med formeln:

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

För att bestämma höjden från vilken kroppen föll, bör du använda formeln för jämnt accelererad rörelse utan initial hastighet:

h=gt² / 2=9,815^{2 / 2=122,625 m}

För att få arbetet gjort med gravitation, multiplicera F och h:

A=Fh=9,81122,625 ≈ 1203 J

Gravity har gjort ett positivt arbete med cirka 1200 newton per meter, eller 1,2 kilojoule.