Meeteenhede in fisika speel 'n belangrike rol in die oplossing van praktiese probleme. Danksy hulle is dit moontlik om die korrektheid van die behaalde resultaat te bepaal en die kwantitatiewe waarde daarvan te verstaan in vergelyking met 'n bekende standaard. Kom ons kyk in die artikel wat 'n fisiese grootheid is met 'n maateenheid newton per meter.
Newton is 'n eenheid van krag
Elke student weet wie Isaac Newton is en watter bydrae hy tot die ontwikkeling van klassieke meganika gemaak het. Met absolute sekerheid kan ons sê dat dinamika, as 'n tak van fisika wat kragte bestudeer, heeltemal gebou is op die wette van die groot Engelse wetenskaplike. Daarom het die internasionale gemeenskap besluit om die eenheid van krag die Newton (N) te noem. Een newton is so 'n krag wat, wat inwerk op 'n liggaam wat 1 kilogram weeg, dit 'n versnelling van 1 m/s vertel2.
Newton is die hoofeenheid van krag van absoluut enige aard. Dit is egter nie een van die sewe basiseenhede van die internasionale SI-stelsel nie. Soos dit wasgesê, dit word gedefinieer deur 3 ander basiese konsepte - 'n kilogram ('n maatstaf van massa), 'n meter ('n maatstaf van afstand in die ruimte) en 'n sekonde ('n maatstaf van tyd).
Wat is 'n newton per meter?
Nadat ons kennis gemaak het met die konsep van "newton" as 'n eenheid van meting van kragte, kom ons keer terug na die onderwerp van die artikel. Wat is die waarde van 'n newton vermenigvuldig met 'n meter? Vir diegene wat nie dadelik die vraag kan beantwoord nie, kom ons skryf hierdie bewerking in wiskundige vorm:
A=Fl
As, as gevolg van die krag F, die liggaam 'n afstand l beweeg, dan sal die produk van hierdie fisiese hoeveelhede die werk wat deur die krag in die bewegingsrigting verrig word, gee.
Werk is 'n energie-eienskap, dit word gemeet in joules (J). Een joule, in ooreenstemming met die definisie van werk, is die energie wat 'n krag van 1 newton sal spandeer wanneer 'n liggaam 1 meter beweeg.
Afhangende van die fisiese proses, kan die werk wat aan bewegende liggame bestee word, in verskeie tipes energie omgeskakel word. Byvoorbeeld, as 'n konstruksiehyskraan 'n betonblad oplig, neem sy potensiële energie in die veld van swaartekrag toe. Nog 'n voorbeeld: mense wat 'n konstante krag toepas, stoot 'n motor vir 'n geruime tyd. 'n Deel van die werk wat bestee word, gaan om die rollende wrywingskrag te oorkom en gaan as gevolg daarvan na termiese energie, die ander deel gaan om die kinetiese energie van die voertuig te verhoog.
Dus 'n newton per meter is 'n werkeenheid wat 'n joule genoem word.
oombliksterkte
Behalwe vir werk, word hierdie eenheid ook gebruik om kragmoment te meet. Laasgenoemde word beskryf deur dieselfde formule as die werk, maar die krag is in hierdie geval teen een of ander hoek gerig op die vektor l, wat die afstand is vanaf die punt van aanwending van die krag na die rotasie-as.
Ondanks die feit dat die kragmoment in werkeenhede beskryf word, is dit nie. Dit word ook wringkrag genoem, aangesien dit die vermoë toon van 'n eksterne krag om die stelsel om 'n as te draai en dit 'n mate van hoekversnelling te gee. As die kragmoment vermenigvuldig word met die rotasiehoek in radiale, dan kry ons die werk. Die maateenheid sal nie verander nie.
Eenheid van druk
As deel van die onderwerp van die artikel, sal ons ook oorweeg hoe druk in fisika gemeet word. Mense wat lief is vir hierdie wetenskap sal vinnig die korrekte antwoord gee deur die pascal te noem as 'n eenheid om druk in SI te meet. In probleme en in die praktyk word ander eenhede van druk dikwels teëgekom, wat gerieflik is om in elke spesifieke geval te gebruik. Dus, wydverspreid: atmosfeer, torr of millimeter kwik en staaf. Elkeen van hulle word uniek in Pascals vertaal, met die toepaslike omskakelingsfaktor.
Ons beskou druk binne die bestek van hierdie artikel omdat dit nou verband hou met geweld. Per definisie is druk 'n hoeveelheid gelykstaande aan die verhouding van die krag wat loodreg op die oppervlak inwerk tot die oppervlakte van hierdie oppervlak, dit wil sê:
P=F / S
Uit hierdie gelykheid kry ons eenheidmeet newton per vierkante meter (N/m2). Die waarde van 1 N/m2word pascal genoem na die Franse fisikus Blaise Pascal, wat die barometer ontwerp en atmosferiese druk op verskillende hoogtes relatief tot seevlak gemeet het.
Een pascal is 'n baie klein hoeveelheid druk. Die waarde daarvan kan voorgestel word as ons 100 milliliter gedistilleerde water neem en dit oor 'n oppervlakte van 1 vierkante meter versprei. Neem byvoorbeeld kennis dat atmosferiese druk op seevlak ongeveer 100 000 pascal is.
Volledigheidshalwe let ons daarop dat hoeveelhede met die maateenheid newton vermenigvuldig met 'n vierkante meter nie in fisika bestaan nie.
Voorbeeldprobleem
Dit is nodig om te bepaal watter werk deur swaartekrag gedoen is as die liggaam binne 5 sekondes van 'n sekere hoogte na die oppervlak van die aarde geval het. Neem die liggaamsgewig gelyk aan een kilogram.
Swaartekrag kan met die formule bereken word:
F=mg=19, 81=9, 81 H
Om die hoogte te bepaal waaruit die liggaam geval het, moet jy die formule gebruik vir eenvormige versnelde beweging sonder aanvanklike spoed:
h=gt2 / 2=9,8152 / 2=122,625 m
Om die werk deur swaartekrag gedoen te kry, vermenigvuldig F en h:
A=Fh=9,81122,625 ≈ 1203 J
Gravity het positiewe werk gedoen van ongeveer 1200 newton per meter, of 1,2 kilojoules.
