În mod regulat, întâlnesc faptul că oamenii nu înțeleg diferența dintre greutate și greutate. Acest lucru este în general de înțeles, deoarece suntem cu toții viața noastră în câmpul gravitațional al Pământului, care este neîntrerupt și aceste cantități sunt permanent conectate cu noi. Această legătură este, de asemenea, fixată lingvistic de faptul că învățăm masa cu ajutorul greutăților, ne "cântăm" pe noi înșine sau, de exemplu, produsele din magazin.
Dar să încercăm încă să dezlănțuim aceste concepte.
În subtilitate (cum ar fi diferite g în diferite locuri ale Pământului și altele), nu vom intra în. Am observat că toate acestea sunt incluse în cursul fizicii școlare, deci dacă toate cele de mai jos vă sunt evidente, nu jurați pe cei care nu au avut timp să înțeleagă aceste lucruri, dar în același timp pe cei care au decis să explice acest lucru pentru a unsprezecea oară. ) Sper că vor exista oameni care vor adăuga această notă la aparatul lor de înțelegere a lumii din jurul lor.
Deci, hai să mergem. Greutatea corporală este o măsură a inerției sale. Aceasta este o măsură a dificultății de a schimba viteza acestui modulo (accelerați sau încetini) sau în direcție. În sistemul SI se măsoară în kilograme (kg). Acesta este de obicei marcat cu litera m. Este un parametru invariabil, pe Pământ, în spațiu.
Gravitatea, măsurată în sistemul SI în Newtons (H). Aceasta este forța cu care Pământul atrage corpul și este egal cu produsul m * g. Coeficientul g este egal cu 10 m / s2, se numește accelerația gravitației. Cu această accelerare, corpul începe să se miște relativ la suprafața pământului, lipsit de sprijin (în special, dacă corpul pornește de la starea staționară, viteza acestuia va crește cu 10 m / s în fiecare secundă).
Acum, luați în considerare un corp de masă care se află nemișcat pe masă. Pentru certitudine lăsați masa să fie de 1 kg. Forța gravitațională mg (verticala reală în sine este determinată doar de direcția gravitației) acționează pe acest corp vertical în jos, egală cu 10 N. În sistemul tehnic de unități această forță se numește kilogram-force (kgf).
Masa nu ne permite să acceleram corpul nostru, acționând asupra lui cu forța N direcționată vertical în sus (această forță este mai corect trasă din masă, dar pentru ca liniile să nu fie suprapuse, voi trage și din centrul corpului):
N se numește sol balanțe de forță de reacție forța de gravitație (în acest caz egal cu modulo același 10 Newtoni), astfel încât forța rezultantă F (suma tuturor forțelor) este egal cu zero: F = mg - N = 0.
Iar faptul că forțele sunt echilibrate, vom vedea din legea a doua a lui Newton F = m * o, conform căreia, dacă accelerația corpului unei este egal cu zero (adică, fie este în repaus, la fel ca în cazul nostru, sau se mișcă uniform în linie dreaptă), forța rezultantă F este, de asemenea, zero.
Acum puteți spune în sfârșit că o astfel de greutate este forța cu care corpul acționează pe un suport sau suspendare. Conform celei de-a treia legi a lui Newton, această forță este opusă forței N și este egală cu ea în valoare absolută. Asta este, în acest caz este același 10 N = 1 kgf. Probabil că va părea că toate acestea sunt inutil de complicate și a fost necesar să spunem imediat că greutatea și gravitatea sunt una și aceeași? La urma urmei, coincid în ambele direcții și dimensiuni.
Nu, de fapt diferă semnificativ. Gravitatea acționează în mod constant. Greutatea variază în funcție de accelerația corpului. Să dăm câteva exemple.
1. Porniți cu un ascensor de mare viteză (de mare viteză, astfel încât faza de accelerare să fie mai spectaculoasă / mai vizibilă). Masa ta, sa zicem, 70 kg (poti conta toate numerele de mai jos pentru greutatea ta). Greutatea dvs. în ascensorul fix (înainte de pornire) este de 700 N (sau 70 kgf). La momentul de accelerare până forța rezultantă F este îndreptată în sus (cel pe care îl și risipește), forța de reacție N este mai mare decât forța gravitațională mg și sub greutatea (forța cu care lucrați pe podeaua liftului) modulo coincide cu N, aveți așa-numitul suprasarcină. Dacă liftul este accelerat cu accelerația g, atunci ați experimentat greutatea de 140 kg, adică o 2g de suprasarcină, de 2 ori greutatea în stare de repaus. De fapt, în modul normal de congestie în lift nu este cazul, accelerația este de obicei mai mică de 1 m / s2, ceea ce duce la o supraîncărcare doar 1,1g. Greutatea în cazul nostru va fi de 77 kgf. Când liftul a accelerat la viteza necesară, accelerația este zero, greutatea revine la valoarea inițială de 70 kgf. Când decelerarea greutate, dimpotrivă, scade, iar dacă accelerația la acest modulo este egal cu 1 m / s2, cantitatea de suprasarcină 0.9g. Când se deplasează în direcția opusă (în jos), situația este inversată: accelerația scade greutatea, greutatea este redusă la porțiunea uniformă când decelerării crește în greutate.
2. Fugi și greutatea în repaus este încă de 70 kgf. În momentul de funcționare, când împingeți de la sol, greutatea dvs. depășește 70 kgf. Și în timp ce zburați (un picior a ieșit de la sol, celălalt nu a atins încă), greutatea dvs. este zero (deoarece nu lucrați nici pe suport, nici pe suspensie). Aceasta este greutate. Adevărat, foarte scurt. Astfel, alergarea este o alternanță a suprasarcinilor și a greutății.
Permiteți-mi să vă reamintesc că gravitatea în toate aceste exemple nu a mers nicăieri, nu sa schimbat și a făcut "sângele" tău 70 kg = 700 N.
Extindeți în mod substanțial faza de greutate: imaginați-vă că vă aflați în stația spațială internațională (ISS). În același timp, nu am eliminat gravitația - încă acționează asupra dvs. - dar, deoarece atât voi, cât și postul sunteți în aceeași mișcare orbitală, atunci cu privire la ISS vă aflați în greutate. Vă puteți imagina oriunde în spațiu deschis, doar ISS este un pic mai realist. )
Care va fi interacțiunea cu obiectele? Masa ta de 70 kg, luați un obiect în mână cu o masă de 1 kg, aruncați-l de la tine. În conformitate cu legea conservării impulsului de viteză de bază va primi 1 kg obiect este mai puțin masivă, iar distribuția este la fel de „ușor“, precum și pe Pământ. Dar dacă încerci să împinge din greutatea obiectului de 1000 kg, te înstrăina de fapt te de ea, deoarece viteza de bază, veți primi în acest caz ei înșiși, cât și pentru accelerarea acesteia 70 kg va trebui să dezvolte mai multă putere. Pentru a-ți imagina cum este, poți acum să te apropii de perete și să-l împingi cu mâinile.
Acum ați lăsat postul în spațiu deschis și doriți să manipulați un obiect masiv. Fie ca masa să fie de cinci tone.
Sincer, aș fi foarte atent să nu reușesc cu un obiect de cinci tone. Da, lipsa de greutate și toate lucrurile. Dar doar o viteză mică față de ISS este suficientă pentru a vă apăsa degetul sau ceva mai grav. Aceste cinci tone sunt greu de mutat: dispersați, opriți.
Și imaginați-vă, așa cum a sugerat o persoană, între două obiecte care cântăresc 100 de tone și nu doresc. Cea mai mică dintre contractele lor, și te vor zdrobi cu ușurință. În total, este caracteristică, greutate. )
Și în cele din urmă. Dacă sunteți distractiv pentru a acoperi pe ISS și a lovit de perete / peretele etanș, te va durea exact în același mod ca și în cazul în care ai fost la aceeași viteză și funcționare a lovit de perete / glaful în apartamentul său. Deoarece impactul reduce viteza (de exemplu, accelerație vă spune cu semnul minus) și masa este aceeași în ambele cazuri. Deci, potrivit celei de-a doua legi a lui Newton, forța de influență va fi proporțională.
Mă bucur că în filmele despre spațiu ( „Gravity“, „Interstellar“, seria „Întindere“) tot mai realist (deși nu fără defecte, cum ar fi George Clooney, care pleacă fără speranță de la Sandra Bullock) arată lucrurile de bază, care sunt descrise în acest post.
Rezumă. Masa este "inalienabilă" din obiect. Dacă obiectul este dificil de dispersat pe Pământ (mai ales dacă ați încercat să minimalizați frecarea), atunci este la fel de dificil de dispersat în spațiu. În ceea ce privește cântarele, când devii pe ele, ele măsoară pur și simplu forța cu care sunt stoarse și, pentru comoditate, arată această forță nu în Newtons, ci în kgf. Nu scrieți litera "c", pentru a nu vă deranja. )
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: