Enote sta newton na meter in newton na kvadratni meter. Primer naloge

2024 Avtor: Angel Austin | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 05:41

Merske enote v fiziki igrajo pomembno vlogo pri reševanju praktičnih problemov. Zahvaljujoč njim je mogoče ugotoviti pravilnost dobljenega rezultata in razumeti njegovo kvantitativno vrednost v primerjavi z znanim standardom. V članku razmislimo, kaj je fizična količina z mersko enoto newton na meter.

Newton je enota za silo

Vsak študent ve, kdo je Isaac Newton in kakšen prispevek je dal k razvoju klasične mehanike. Z absolutno gotovostjo lahko trdimo, da je dinamika kot veja fizike, ki preučuje sile, v celoti zgrajena na zakonih velikega angleškega znanstvenika. Zato se je mednarodna skupnost odločila, da enoto sile imenuje Newton (N). En newton je taka sila, da, ki deluje na telo, ki tehta 1 kilogram, pove, da ima pospešek 1 m/s2.

Newton je glavna enota sile absolutno katere koli vrste. Vendar pa ni ena od sedmih osnovnih enot mednarodnega sistema SI. Kot je bilorečeno, definiran je s 3 drugimi osnovnimi pojmi - kilogram (mera mase), meter (mera razdalje v prostoru) in sekunda (mera časa).

Kaj je njuton na meter?

Po seznanitvi s pojmom "newton" kot merske enote sil, se vrnimo k temi članka. Kolikšna je vrednost newtona, pomnožena z metrom? Za tiste, ki ne morete takoj odgovoriti na zastavljeno vprašanje, naj to operacijo zapišemo v matematični obliki:

A=Fl

Če se telo zaradi sile F premakne za razdaljo l, bo produkt teh fizikalnih količin dal delo, ki ga opravi sila vzdolž smeri gibanja.

Delo je energetska lastnost, meri se v joulih (J). En joul je v skladu z definicijo dela energija, ki jo bo porabila sila 1 newton, ko se telo premakne za 1 meter.

Odvisno od fizičnega procesa se lahko delo, porabljeno na gibljivih telesih, pretvori v različne vrste energije. Na primer, če gradbeni žerjav dvigne betonsko ploščo, se njegova potencialna energija v gravitacijskem polju poveča. Drug primer: ljudje s konstantno silo nekaj časa potiskajo avto. Del porabljenega dela gre za premagovanje sile kotalnega trenja in posledično preide v toplotno energijo, drugi del pa za povečanje kinetične energije vozila.

Torej je njuton na meter delovna enota, imenovana joule.

trenutekmoč

Ta enota se poleg dela uporablja tudi za merjenje momenta sile. Slednje je opisano z isto formulo kot delo, vendar je sila v tem primeru usmerjena pod nekim kotom na vektor l, kar je razdalja od točke delovanja sile do osi vrtenja.

Kljub temu, da je moment sile opisan v enotah dela, ni. Imenuje se tudi navor, saj kaže sposobnost zunanje sile, da zavrti sistem okoli osi in mu da nekaj kotnega pospeška. Če moment sile pomnožimo s kotom vrtenja v radianih, dobimo delo. Merska enota se ne bo spremenila.

Enota tlaka

V okviru teme članka bomo razmislili tudi o tem, kako se meri tlak v fiziki. Ljudje, ki jim je ta znanost všeč, bodo hitro dali pravilen odgovor in imenovali pascal kot enoto za merjenje tlaka v SI. V težavah in v praksi se pogosto srečujemo z drugimi enotami tlaka, ki so priročne za uporabo v vsakem posameznem primeru. Torej, razširjeno: atmosfera, torr ali milimeter živega srebra in bar. Vsak od njih je edinstveno preveden v Pascal z uporabo ustreznega pretvorbenega faktorja.

Pritisk obravnavamo v okviru tega članka, ker je tesno povezan s silo. Po definiciji je tlak količina, ki je enaka razmerju sile, ki deluje pravokotno na površino, in površino te površine, to je:

P=F / S

Iz te enakosti dobimo enotomerite newton na kvadratni meter (N/m²). Vrednost 1 N/m^{2 se imenuje pascal po francoskem fiziku Blaiseu Pascalu, ki je zasnoval barometer in meril atmosferski tlak na različnih višinah glede na morsko gladino.}

En pascal je zelo majhna količina pritiska. Njeno vrednost si lahko predstavljamo, če vzamemo 100 mililitrov destilirane vode in jo porazdelimo po površini 1 kvadratnega metra. Upoštevajte na primer, da je atmosferski tlak na morski gladini približno 100.000 paskalov.

Zaradi popolnosti ugotavljamo, da količine z mersko enoto newton, pomnoženo s kvadratnim metrom, v fiziki ne obstajajo.

Primer težave

Ugotoviti je treba, kakšno delo je opravila gravitacija, če je telo v 5 sekundah padlo z določene višine na površje zemlje. Vzemite telesno težo, ki je enaka enemu kilogramu.

Gravitacijo je mogoče izračunati s formulo:

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

Za določitev višine, s katere je telo padlo, uporabite formulo za enakomerno pospešeno gibanje brez začetne hitrosti:

h=gt² / 2=9,815^{2 / 2=122,625 m}

Če želite delo opraviti z gravitacijo, pomnožite F in h:

A=Fh=9,81122,625 ≈ 1203 J

Gravity je opravil pozitivno delo približno 1200 njutonov na meter ali 1,2 kilojoula.