что обозначает N в физике
решите пожалуйста задачу 27 20 баллов
решите пожалуйста задачу 26 20 баллов
решите пожалуйста задачу 25 баллов
В калориметре находится кусок льда массой 85 г при температуре 0°С. Какую массу воды с начальной температурой 100 °С нужно налить в калориметр, чтобы … весь лёд растаял, а температура образовавшейся воды стала равной 35 °С ? Ответ выразить в граммах [г]. Удельная теплота плавления льда 335 х 10″3 Дж/кг, удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/(кг×К). Тепловыми потерями в окружающую среду пренебречь.
С ПОДРОБНЫМ РЕШЕНИЕМ!!!Баржу перемещают с помощью двух буксиров, движущихся со скоростями 3 м/с и 5 м/с, образующими угол а (рис. 56), тангенс которог
… о равен tga = 2. Тросы, с помощью которых буксируют баржу, нерастяжимы и прикреплены к одной точке баржи. Под каким углом В к скорости і, будет направлена скорость точки крепления тросов и че- му равна скорость этой точки? Воспользоваться формулой для косину- са разности двух углов cos(а — в) = cos a cos B + sin a sin В.
Какое количество теплоты выделится при конденсации водяного пара массой 3 кг при температуре 100оС? Удельная теплота парообразования воды равна 2,3∙10 … 6 Дж/кг. 2,3 МДж 6,9МДж 3 МДж 23 МДж
Погрешность измерения тока I специальным амперметром, рассчитанным на токи до Imax=50 мА, определяется только погрешностью считывания и равна ΔI=1 мА. … У вас в распоряжении много таких амперметров. Какое наименьшее количество амперметров нужно использовать, чтобы можно было измерить ток 1 А с наименьшей относительной погрешностью? Чему равна относительная погрешность измерения такого тока? Ответ выразите в процентах, округлите до целого числа.
222. Первую треть пути автомобиль проехал с постоянной скоростью 10 км/ч, вторую треть со скоростно 60 км/ч, третью 30 км/ч. Вычислите среднюю скорост … ь автомобиля на всем пути. (С РЕШЕНИЕМ!!!) Спасибо!!!!!
Извините, я не уловил мысль. Помогите понять, что имелось ввиду. «Как и в случае равномерного движения, можно пользоваться формулой [tex]s \: = ut[/t
… ex]для определения пути, пройденного за данный промежуток времени при определённой средней скорости, и формулой [tex]t \: = \frac{s}{u} [/tex]для определения времени, за которое пройден данный путь с данной средней скоростью.
ПОЖАЛУЙСТА, СРОЧНО! 1). Известно, что нота «до» первой октавы имеет частоту 262 Hz. Также известно, что частоты двух одноимённых нот соседних октав от … личаются ровно в 2 раза. В какой октаве находится звук, порождённые колебаниями, ищображенными на графике? (график приложен) 2). Нарисовать график 3). Определить музыкальный инструмент
что такое n в физике? :: SYL.ru
Изучение физики в школе длится несколько лет.
При этом ученики сталкиваются с проблемой, что одни и те же буквы обозначают совершенно разные величины. Чаще всего этот факт касается латинских букв. Как же тогда решать задачи?
Пугаться такого повтора не стоит. Ученые постарались ввести их в обозначение так, чтобы одинаковые буквы не встретились в одной формуле. Чаще всего ученики сталкиваются с латинской n. Она может быть строчной или прописной. Поэтому логично возникает вопрос о том, что такое n в физике, то есть в определенной встретившейся ученику формуле.
Что обозначает прописная буква N в физике?
Чаще всего в школьном курсе она встречается при изучении механики. Ведь там она может быть сразу в дух значениях – мощность и сила нормальной реакции опоры. Естественно, что эти понятия не пересекаются, ведь используются в разных разделах механики и измеряются в разных единицах. Поэтому всегда нужно точно определить, что такое n в физике.
Мощность — это скорость изменения энергии системы. Это скалярная величина, то есть просто число.
Единицей ее измерения служит ватт (Вт).
Сила нормальной реакции опоры — сила, которая оказывает действие на тело со стороны опоры или подвеса. Кроме числового значения, она имеет направление, то есть это векторная величина. Причем она всегда перпендикулярна поверхности, на которую производится внешнее воздействие. Единицей измерения этой N является ньютон (Н).
Что такое N в физике, помимо уже указанных величин? Это может быть:
постоянная Авогадро;
увеличение оптического прибора;
концентрация вещества;
число Дебая;
полная мощность излучения.
Что может обозначать строчная буква n в физике?
Список наименований, которые могут за ней скрываться, достаточно обширен. Обозначение n в физике используется для таких понятий:
показатель преломления, причем он может быть абсолютным или относительным;
нейтрон — нейтральная элементарная частица с массой незначительно большей, чем у протона;
частота вращения (используется для замены греческой буквы «ню», так как она очень похожа на латинскую «вэ») — число повторения оборотов за единицу времени, измеряется в герцах (Гц).
Что означает n в физике, кроме уже указанных величин? Оказывается, за ней скрываются основное квантовое число (квантовая физика), концентрация и постоянная Лошмидта (молекулярная физика). Кстати, при вычислении концентрации вещества требуется знать величину, которая также записывается латинской «эн». О ней будет идти речь ниже.
Какая физическая величина может быть обозначена n и N?
Ее название происходит от латинского слова numerus, в переводе оно звучит как «число», «количество». Поэтому ответ на вопрос о том, что значит n в физике, достаточно прост. Это количество любых предметов, тел, частиц — всего, о чем идет речь в определенной задаче.
Причем «количество» — одна из немногих физических величин, которые не имеют единицы измерения. Это просто число, без наименования. Например, если в задаче идет речь о 10 частицах, то n будет равно просто 10. Но если получается так, что строчная «эн» уже занята, то использовать приходится прописную букву.
Формулы, в которых фигурирует прописная N
Первая из них определяет мощность, которая равна отношению работы ко времени:
N = А : t.
В молекулярной физике имеется такое понятие, как химическое количество вещества. Обозначается греческой буквой «ню». Чтобы его сосчитать, следует разделить количество частиц на число Авогадро:
ν = N : NА.
Кстати, последняя величина тоже обозначается столь популярной буквой N. Только у нее всегда присутствует нижний индекс — А.
Чтобы определить электрический заряд, потребуется формула:
q = N × e.
Еще одна формула с N в физике – частота колебаний. Чтобы ее сосчитать, нужно их число разделить на время:
ν = N : t.
Появляется буква «эн» в формуле для периода обращения:
Т = t : N.
Формулы, в которых встречается строчная n
В школьном курсе физики эта буква чаще всего ассоциируется с показателем преломления вещества. Поэтому важным оказывается знание формул с ее применением.
Так, для абсолютного показателя преломления формула записывается следующим образом:
n = с : v.
Здесь с — скорость света в вакууме, v — его скорость в преломляющей среде.
Формула для относительного показателя преломления несколько сложнее:
n21 = v1 : v2 = n2 : n1,
где n1 и n2 — абсолютные показатели преломления первой и второй среды, v1 и v2 — скорости световой волны в указанных веществах.
Как найти n в физике? В этом нам поможет формула, в которой требуется знать углы падения и преломления луча, то есть n21= sin α : sin γ.
Чему равно n в физике, если это показатель преломления?
Обычно в таблицах приводятся значения для абсолютных показателей преломления различных веществ. Не стоит забывать, что эта величина зависит не только от свойств среды, но и от длины волны. Табличные значения показателя преломления даются для оптического диапазона.
| Среда | Абсолютный показатель преломления |
| воздух | 1,00029 |
| лед | 1,31 |
| вода | 1,33298 |
| спирт этиловый | 1,36 |
| сахар | 1,56 |
| алмаз | 2,419 |
Итак, стало ясно, что такое n в физике.
Чтобы не осталось каких-либо вопросов, стоит рассмотреть некоторые примеры.
Задача на мощность
№1. Во время пахоты трактор тянет плуг равномерно. При этом он прилагает силу 10 кН. При таком движении в течение 10 минут он преодолевает 1,2 км. Требуется определить развиваемую им мощность.
Перевод единиц в СИ. Начать можно с силы, 10 Н равны 10000 Н. Потом расстояние: 1,2 × 1000 = 1200 м. Осталось время — 10 × 60 = 600 с.
Выбор формул. Как уже было сказано выше, N = А : t. Но в задаче нет значения для работы. Для ее вычисления пригодится еще одна формула: А = F × S. Окончательный вид формулы для мощности выглядит так: N = (F × S) : t.
Решение. Вычислим сначала работу, а потом – мощность. Тогда в первом действии получится 10 000 × 1 200 = 12 000 000 Дж. Второе действие дает 12 000 000 : 600 = 20 000 Вт.
Ответ. Мощность трактора равна 20 000 Вт.
Задачи на показатель преломления
№2. Абсолютный показатель преломления у стекла равен 1,5.
Скорость распространения света в стекле меньше, чем в вакууме. Требуется определить, во сколько раз.
В СИ переводить данные не требуется.
При выборе формул остановиться нужно на этой: n = с : v.
Решение. Из указанной формулы видно, что v = с : n. Это значит, что скорость распространения света в стекле равна скорости света в вакууме, деленному на показатель преломления. То есть она уменьшается в полтора раза.
Ответ. Скорость распространения света в стекле меньше, чем в вакууме, в 1,5 раза.
№3. Имеются две прозрачные среды. Скорость света в первой из них равна 225 000 км/с, во второй — на 25 000 км/с меньше. Луч света идет из первой среды во вторую. Угол падения α равен 30º. Вычислить значение угла преломления.
Нужно ли переводить в СИ? Скорости даны во внесистемных единицах. Однако при подстановке в формулы они сократятся. Поэтому переводить скорости в м/с не нужно.
Выбор формул, необходимых для решения задачи. Потребуется использовать закон преломления света: n21= sin α: sin γ.
А также: n = с : v.
Решение. В первой формуле n21 — это отношение двух показателей преломления рассматриваемых веществ, то есть n2 и n1. Если записать вторую указанную формулу для предложенных сред, то получатся такие: n1= с : v1 и n2 =с : v2. Если составить отношение двух последних выражений, получится, что n21 = v1 : v2. Подставив его в формулу закона преломления, можно вывести такое выражение для синуса угла преломления: sin γ = sin α × (v2 : v1).
Подставляем в формулу значения указанных скоростей и синуса 30º (равен 0,5), получается, что синус угла преломления равен 0,44. По таблице Брадиса получается, что угол γ равен 26º.
Ответ. Значение угла преломления — 26º.
Задачи на период обращения
№4. Лопасти ветряной мельницы вращаются с периодом, равным 5 секундам. Вычислите число оборотов этих лопастей за 1 час.
Переводить в единицы СИ нужно только время 1 час. Оно будет равно 3 600 секундам.
Подбор формул. Период вращения и число оборотов связаны формулой Т = t : N.
Решение. Из указанной формулы число оборотов определяется отношением времени к периоду. Таким образом, N = 3600 : 5 = 720.
Ответ. Число оборотов лопастей мельницы равно 720.
№5. Винт самолета вращается с частотой 25 Гц. Какое время потребуется винту, чтобы совершить 3 000 оборотов?
Все данные приведены с СИ, поэтому переводить ничего не нужно.
Необходимая формула: частота ν = N : t. Из нее необходимо только вывести формулу для неизвестного времени. Оно является делителем, поэтому его полагается находить делением N на ν.
Решение. В результате деления 3 000 на 25 получается число 120. Оно будет измеряться в секундах.
Ответ. Винт самолета совершает 3000 оборотов за 120 с.
Подведем итоги
Когда ученику в задаче по физике встречается формула, содержащая n или N, ему нужно разобраться с двумя моментами.
Первый — из какого раздела физики приведено равенство. Это может быть ясно из заголовка в учебнике, справочнике или слов учителя. Потом следует определиться с тем, что скрывается за многоликой «эн». Причем в этом помогает наименование единиц измерения, если, конечно, приведено ее значение. Также допускается еще один вариант: внимательно посмотрите на остальные буквы в формуле. Возможно, они окажутся знакомыми и дадут подсказку в решаемом вопросе.
Как решать 2 задание ЕГЭ по физике, примеры решения (Ростов-на-Дону)
Из последних КИМов ЕГЭ по физике следует, что задание 2 относится к разделу «Динамика» и может содержать расчетные задачи по следующим темам: «Законы Ньютона, закон всемирного тяготения, закон Гука, сила трения».
Основные формулы, которые необходимо знать для успешного решения задания 2.
Сила тяжести |
|
m — масса тела g=10 м/с2 – ускорение свободного падения |
Сила упругости |
|
Δx – удлинение пружины k – коэффициент жесткости пружины |
Сила трения |
|
µ — коэффициент трения N – сила реакции опоры |
Сила Архимеда (выталкивающая сила) |
|
V – объём погруженной части тела g=10 м/с2 – ускорение свободного падения |
Сила притяжения между телами (закон Всемирного тяготения) |
|
G = 6,67*10-11 m1 и m2 - массы взаимодействующих тел r – расстояние между телами |
Второй закон Ньютона |
|
m – масса тела R – равнодействующая всех сил, действующих на тело a – ускорение, с которым движется тело под действием этих сил |
При решении задач из раздела «Динамика» желательно придерживаться следующего алгоритма решения:
1.
Сделать рисунок, на котором указать вектора всех сил, действующих на
тело.
2. Если тело двигается с ускорением, указать направление этого ускорения. Если тело покоится или двигается равномерно, его ускорение a=0.
3. Составить уравнение движения (второй закон Ньютона) для рассматриваемого тела в его векторном виде.
3. Выбрать систему координат и спроецировать полученное уравнение на выбранные оси координат.
4. Расшифровать неизвестные величины, вошедшие в уравнение движения.
5. Решить полученную систему уравнений.
Задание
2
– это расчётные задачи базового уровня сложности, и для решения
некоторых из них этот алгоритм будет чересчур подробным и
перегруженным, так как их можно решить и без вспомогательного рисунка
или даже без записи второго закона Ньютона. Это касается, например,
заданий, в которых на тело действует только одна сила. Но привычка
решать задания по приведенному выше алгоритму поможет ученикам
успешно справиться с расчетными задачами по разделу «Динамика»
повышенного и высокого уровней сложности – такие задания могут
стоять в ЕГЭ под номерами 25 и 29.
Ответом на задание 2 является число, именно его нужно вписать в бланк ответов 1, не указывая единицы измерения.
Примеры решения
1. (ЕГЭ-2019)
Пружина жёсткостью 2*104 Н/м одним концом закреплена в штативе. На какую величину она растянется под действием силы 400 Н?
Ответ: ___________________________ см.
Решение:
Сделаем чертёж
Пружина под действием силы F привели в растянутое состояние. Кроме растягивающей силы F и силы упругости , стремящейся вернуть пружину в нерастянутое состояние, больше никакие силы на нее не действуют.
Запишем проекции сил на вертикальную ось Oy
F=Fупр
По закону Гука, сила упругости Fупр = k *Δx, следовательно,
k
— коэффициент
жёсткости пружины,
Δx
– её
удлинение.
Выразим величину растяжения пружины
Ответ: 2
(ЕГЭ – 2020. Вариант 1 досрочного ЕГЭ)
Тело движется по горизонтальной плоскости. Нормальная составляющая силы воздействия тела на плоскость равна 40 Н, сила трения равна 10 Н. Определите коэффициент трения скольжения.
Ответ: _______ .
Решение:
Силу трения можно найти по формуле
Fтр= µN,
где N – сила реакции опоры, или по-другому нормальная составляющая силы воздействия тела на плоскость.
Ответ: 0,25.
(ЕГЭ – 2020. Демонстрационный вариант)
Два одинаковых маленьких шарика массой
Каков
модуль сил гравитационного притяжения двух других шариков, если масса
каждого из них равна 2m,
а расстояние между их центрами равно 2r?Ответ: _______ пН.
Решение:
По закону Всемирного тяготения шары массами m1и m2, находящиеся друг от друга на расстоянии r, притягиваются друг к другу с силой
.
В первом случае
Во втором случае
Ответ: 0,2
(ЕГЭ – 2019. Демонстрационный вариант)
По горизонтальному полу по прямой равномерно тянут ящик, приложив к нему горизонтальную силу 35 Н. Коэффициент трения скольжения между полом и ящиком равен 0,25. Чему равна масса ящика?
Ответ _______ кг.
Решение:
Сделаем
чертёж, на котором обозначим все силы, действующие на тело.
По второму закону Ньютона, равнодействующая всех сил, действующих на тело, будет равна нулю, так как по условию задачи тело движется равномерно, то есть ускорение тела a=0.
Запишем это в проекциях на оси Ox и Oy
Ox: Fтр – F = 0,
Oy: N — m g=0.
Откуда N = mg, следовательно,
Fтр = µ N = µ mg.
Масса тела
Ответ: 14
(ЕГЭ – 2018)
К пружине подвесили груз массой 150 г, вследствие чего пружина удлинилась на 1 см. Чему будет равно удлинение этой пружины, если к ней подвесить груз 450 г?
Ответ: __________ см.
Решение:
Переведём единицы измерения физических величин в систему СИ
m1
=
150 г = 0,15 кг, m2
=
450 г = 0,45 кг, Δx=1
см = 0,01 м.
Сделаем чертёж, на котором обозначим все силы, действующие на тело.
На тело действует сила тяжести (Fт = mg), направленная вертикально вниз, и сила упругости со стороны пружины (Fупр = k Δx), направленная вертикально вверх.
В проекции на вертикальную ось Oy.
Fт =Fупр
mg = kΔx (1)
k — коэффициент жёсткости пружины, Δx – её удлинение.
Найдём, чему равен коэффициент жёсткости пружины
Выразим из выражения (1) удлинение пружины во втором случае
Ответ: 3
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ТОВАРЫ
Физики провели неразрушающее измерение кубита в квантовой точке
public domain
Физики из Австралии и Японии впервые провели квантовое неразрушающее измерение кубита, который состоял из одного электрона в квантовой точке.
Ученые показали, что надежность такого измерения составляет более 99,6 процентов. Статья опубликована в Nature Communications.
Существует множество платформ, на основе которых можно построить универсальный квантовый компьютер. Однако, у каждого подхода есть свои недостатки. Например, сверхпроводящие кубиты имеют небольшие времена когерентности по сравнению с другими реализациями, а из холодных атомов трудно построить большой квантовый компьютер.
Квантовые точки — перспективная реализация кубитов, но и они имеют множество проблем. Одна из них — качественное измерение кубитов, которое не разрушает квантовое состояние системы. В данном контексте кубитами считаются одиночные электроны в квантовых точках, а состояния 0 и 1 описываются электронным спином.
Ученые из Австралии и Японии под руководством профессора Сейго Таруча (Seigo Tarucha) из научного центра RIKEN предложили измерять кубит в квантовой точке с помощью другого электрона, запутанного с кубитом. Такая реализация позволяет долго сохранять состояние рабочего кубита, что необходимо, например, для реализации кодов коррекции ошибок.
Для проверки неразрушающего считывания физики поместили два электрона в квантовые точки из Si/SiGe — один из электронов использовался в качестве рабочего кубита, а другой в качестве анциллы для измерения. Связь кубитов ученые контролировали магнитным полем, которое создавал микромагнит на чипе.
Схема физической реализации двух кубитов, представляющих из себя два электрона, которые ученые поместили в квантовые точки.
J. Yoneda, et al. — Nature Communications 11, 1144 (2020)
Для того, чтобы использовать такое измерение в полноценных квантовых алгоритмах, необходимо проверить, что считывание состояния анциллы действительно не воздействует на рабочий кубит. Физики показали, что анциллу можно измерять более 30 раз прежде чем рабочий кубит портится.
Такое количество измерений исходит из-за небольшого времени жизни кубита, а не из-за реализации измерения. Единичное считывание с помощью анциллы дает правильный результат с вероятностью 99,6 процентов.
Более того, используя совместное считывание анциллы и кубита, исследователи показали, что состояние двух электронов сильно коррелированы, что является необходимым условием для проведения квантового неразрушающего измерения.
Квантовая схема измерения: рабочий кубит запутывается с анциллой, и затем анцилла измеряется. Для проверки метода считывания ученые так же измеряли рабочий кубит и сравнивали результаты.
J. Yoneda, et al. — Nature Communications 11, 1144 (2020)
Совместные осцилляции Раби, которые указывают на то, что два кубита сильно коррелированы.
J. Yoneda, et al. — Nature Communications 11, 1144 (2020)
С помощью разработанного физиками измерения появляется возможность промерять четность состояний многих кубитов, что позволяет быстро узнавать состояние мультикубитной системы. В сочетании с качественными одно- и двухкубитными операциями такой способ извлечения информации открывает дорогу к созданию устойчивых к ошибкам квантовых компьютеров на основе квантовых точек.
Больше про квантовые компьютеры и вычисления вы можете узнать в нашей серии материалов «Квантовая азбука».
Михаил Перельштейн
Физики МГУ разработали новый метод получения сверхточных оптических линеек для измерения спектральных составов веществ
Физики из МГУ опубликовали статью в журнале Nature Physics, описав метод, который позволяет гарантированно формировать один оптический импульс, распространяющийся по кругу в резонаторе.
Среди многих потенциальных применений такого метода — измерения состава газов спектроскопическим методом в среднем инфракрасном диапазоне и повышение стабильности генераторов, нужное, например, для приемников GPS.
Ученые физического факультета МГУ под руководством профессора Михаила Городецкого в содружестве с коллегами из Швейцарии из Федеральной политехнической школы Лозанны под руководством профессора Тобиаса Киппенберга разработали метод, позволяющий точно контролировать число оптических солитонов в микрорезонаторах, на которых основана современная фотоника. Фотоника — динамично развивающаяся область современной физики. Одним из основных структурных элементов, на котором строится фотоника, является микрорезонатор. Резонатор является неотъемлемым элементом почти всех сложных оптических и микроволновых приборов. По сути, резонатор — это кольцевая ловушка для света, попав в которую, фотон движется по кругу, отражаясь от стенок. Сегодня микрорезонаторы применяются для стабилизации лазеров и в оптических фильтрах.
В своей работе, результаты которой опубликованы в журнале Nature Physics, ученые пытались решить задачу стабильной генерации оптических импульсов в резонаторах, иначе говоря, сделать так, чтобы каждый запущенный в него импульс (солитон) мог существовать долго. Второй целью эксперимента было создание условий, при которых число движущихся в резонаторе импульсов-солитонов легко можно было снизить до единицы. При этом спектр выходящего излучения имеет вид сверхстабильной оптической гребенки, которая может служить очень точной линейкой для оптических спектров.
«Импульсы должны жить долго, и импульс должен быть один, а не несколько. Потому что, когда импульс один, он имеет самый широкий спектр, так называемую гребенку, и его наиболее просто использовать для различных применений, например, в спектроскопии», — рассказал соавтор работы, аспирант физического факультета Григорий Лихачев.
В своей работе ученые рассматривали свойства двух оптических резонаторов.
Первый тип изготовлен из оптического кристалла, фторида магния MgF2, второй был выполнен из нитрида кремния Si3N4 на чипе-подложке, имеющей толщину всего 1 микрон.
Для запуска света в резонатор использовался лазер, свойства импульсов внутри резонатора измерялись на выходе спектрометром.
В ходе эксперимента был продемонстрирован метод, который позволяет гарантированно формировать один импульс, распространяющийся по кругу в резонаторе. В случае успеха эксперимента физики ожидали увидеть ровную спектральную гребенку — отличительный признак солитона. Кроме того, ученые в статье продемонстрировали разработанный ими новый очень эффективный метод наблюдения за жизнью солитонов в реальном времени, добавив к входному сигналу слабую фазовую модуляцию и регистрируя отклик на это возмущение. Этот подход открывает новые возможности для поддержания и стабилизации гребенок.
«Успехом эксперимента стало получение гарантированного односолитонного режима.
Ведь у одного солитона спектр чище, и его легче измерять», — пояснил Лихачев.
Разработанная методика позволяет возбуждать в резонаторе некоторое неизвестное большое число солитонов, после чего сокращать их число последовательно на единицу, в итоге доводя число импульсов до единицы. Убирать один за другим лишние солитоны можно, фактически изменяя лишь частоту лазера, которым накачивается резонатор, подчеркивают ученые.
Оптическая гребенка — основа метода прецизионной лазерной спектроскопии, за которую в 2005 году была присуждена Нобелевская премия по физике. Научившись генерировать отдельные устойчивые солитоны внутри оптических резонаторов, физики могут использовать их в целом ряде задач, имеющих множество прикладных значений — от астрономии до сверхточных датчиков, например, когда необходимо измерить спектр неизвестного вещества. Используя два одинаковых оптических солитона и накладывая друг на друга их гребенки, ученые могут измерять оптические частоты, которые в силу их величины (порядка 200 терагерц, то есть с длиной волны 1500 нм) напрямую измерять сложно.
«Расстояние между зубьями двух гребенок меньше расстояния между зубьями отдельных гребенок, и если вы возьмете их разницу, то фактически можете измерять низкие частоты, которые попадают в радиодиапазон и вполне могут быть измерены современной электроникой», — пояснил Лихачев.
Потенциальное применение такого метода — измерения состава газа спектроскопическим методом в среднем инфракрасном диапазоне. Направив два оптических солитона в исследуемый газ по обычному оптическому волокну, на выходе в их спектре можно зафиксировать провалы, связанные с определенными линиями поглощения.
Использование двух солитонов позволяет измерять частоты не в оптическом диапазоне, в котором существующими способами это делается медленно, а в области радиоволн. Если измерение частот в оптическом спектрометре занимает секунды, то в радиодиапазоне время измерения определяется частотой электроники, а значит, составляет миллиардные доли секунды.
Закон силы трения: объясняем сложную тему простыми словами
Определение силы трения
Когда мы говорим «абсолютно гладкая поверхность» — это значит, что между ней и телом нет трения.
Такая ситуация в реальной жизни практически невозможна. Избавиться от трения полностью невероятно трудно.
Чаще при слове «трение» нам приходит в голову его «тёмная» сторона — из-за трения скрипят и прекращают качаться качели, изнашиваются детали машин. Но представьте, что вы стоите на идеально гладкой поверхности, и вам надо идти или бежать. Вот тут трение бы, несомненно, пригодилось. Без него вы не сможете сделать ни шагу, ведь между ботинком и поверхностью нет сцепления, и вам не от чего оттолкнуться, чтобы двигаться вперёд.
Трение — это взаимодействие, которое возникает в плоскости контакта поверхностей соприкасающихся тел.Сила трения — это величина, которая характеризует это взаимодействие по величине и направлению.
Основная особенность: сила трения приложена к обоим телам, поверхности которых соприкасаются, и направлена в сторону, противоположную мгновенной скорости движения тел друг относительно друга.
Поэтому тела, свободно скользящие по какой-либо горизонтальной поверхности, в конце концов остановятся. Чтобы тело двигалось по горизонтальной поверхности без торможения, к нему надо прикладывать усилие, противоположное и хотя бы равное силе трения. В этом заключается суть силы трения.
Откуда берётся трение
Трение возникает по двум причинам:
- Все тела имеют шероховатости. Даже у очень хорошо отшлифованных металлов в электронный микроскоп видны неровности. Абсолютно гладкие поверхности бывают только в идеальном мире задач, в которых трением можно пренебречь. Именно упругие и неупругие деформации неровностей при контакте трущихся поверхностей формируют силу трения.
- Между атомами и молекулами поверхностей тел действуют электромагнитные силы притяжения и отталкивания. Таким образом, сила трения имеет электромагнитную природу.
Виды силы трения
В зависимости от вида трущихся поверхностей, различают сухое и вязкое трение.
В свою очередь, оба подразделяются на другие виды силы трения.
- Сухое трение возникает в области контакта поверхностей твёрдых тел в отсутствие жидкой или газообразной прослойки. Этот вид трения может возникать даже в состоянии покоя или в результате перекатывания одного тела по другому, поэтому здесь выделяют три вида силы трения:
- трение скольжения,
- трение покоя,
- трение качения.
- Вязкое трение возникает при движении твёрдого тела в жидкости или газе. Оно препятствует движению лодки, которая скользит по реке, или воздействует на летящий самолёт со стороны воздуха. Интересная особенность вязкого трения в том, что отсутствует трение покоя. Попробуйте сдвинуть пальцем лежащий на земле деревянный брус и проделайте тот же эксперимент, опустив брус на воду. Чтобы сдвинуть брус с места в воде, будет достаточно сколь угодно малой силы. Однако по мере роста скорости силы вязкого трения сильно увеличиваются.
Сила трения покоя
Рассмотрим силу трения покоя подробнее.
Обычная ситуация: на кухне имеется холодильник, его нужно переставить на другое место.
Когда никто не пытается двигать холодильник, стоящий на горизонтальном полу, трения между ним и полом нет. Но как только его начинают толкать, коварная сила трения покоя тут же возникает и полностью компенсирует усилие. Причина её возникновения — те самые неровности соприкасающихся поверхностей, которые деформируясь, препятствуют движению холодильника. Поднатужились, увеличили силу, приложенную к холодильнику, но он не поддался и остался на месте. Это означает, что сила трения покоя возрастает вместе с увеличением внешнего воздействия, оставаясь равной по модулю приложенной силе, ведь увеличиваются деформации неровностей.
Пока силы равны, холодильник остаётся на месте:
Сила трения, которая действует между поверхностями покоящихся тел и препятствует возникновению движения, называется силой трения покоя
Сила трения скольжения
Что же делать с холодильником и можно ли победить силу трения покоя? Не будет же она расти до бесконечности?
Зовём на помощь друга, и вдвоём уже удаётся передвинуть холодильник.
Получается, чтобы тело двигалось, нужно приложить силу, большую, чем самая большая сила трения покоя:
Теперь на движущийся холодильник действует сила трения скольжения. Она возникает при относительном движении контактирующих твёрдых тел.
Итак, сила трения покоя может меняться от нуля до некоторого максимального значения — Fтр. пок. макс И если приложенная сила больше, чем Fтр. пок. макс, то у холодильника появляется шанс сдвинуться с места.
Теперь, после начала движения, можно прекратить наращивать усилие и ещё одного друга можно не звать. Чтобы холодильник продолжал двигаться равномерно, достаточно прикладывать силу, равную силе трения скольжения:
Как рассчитать и измерить силу трения
Чтобы понять, как измеряется сила трения, нужно понять, какие факторы влияют на величину силы трения. Почему так трудно двигать холодильник?
Самое очевидное — его масса играет первостепенную роль. Можно вытащить из него все продукты и тем самым уменьшить его массу, и, следовательно, силу давления холодильника на опору (пол).
Пустой холодильник сдвинуть с места гораздо легче!
Следовательно, чем меньше сила нормального давления тела на поверхность опоры, тем меньше и сила трения. Опора действует на тело с точно такой же силой, что и тело на опору, только направленной в противоположную сторону.
Сила реакции опоры обозначается N. Можно сделать вывод
Второй фактор, влияющий на величину силы трения, — материал и степень обработки соприкасающихся поверхностей. Так, двигать холодильник по бетонному полу гораздо тяжелее, чем по ламинату. Зависимость силы трения от рода и качества обработки материала обеих соприкасающихся поверхностей выражают через коэффициент трения.
Коэффициент трения обозначается буквой μ (греческая буква «мю»). Коэффициент определяется отношением силы трения к силе нормального давления.
Он чаще всего попадает в интервал от нуля до единицы, не имеет размерности и определяется экспериментально.
Можно предположить, что сила трения зависит также от площади соприкасающихся поверхностей.
Однако, положив холодильник набок, мы не облегчим себе задачу.
Ещё Леонардо да Винчи экспериментально доказал, что сила трения не зависит от площади соприкасающихся поверхностей при прочих равных условиях.
Сила трения скольжения, возникающая при контакте твёрдого тела с поверхностью другого твёрдого тела прямо пропорциональна силе нормального давления и не зависит от площади контакта.
Этот факт отражён в законе Амонтона-Кулона, который можно записать формулой:
где μ — коэффициент трения, N — сила нормальной реакции опоры.
Для тела, движущегося по горизонтальной поверхности, сила реакции опоры по модулю равна весу тела:
Сила трения качения
Ещё древние строители заметили, что если тяжёлый предмет водрузить на колёсики, то сдвинуть с места и затем катить его будет гораздо легче, чем тянуть волоком. Вот бы пригодилась эта древняя мудрость, когда мы тянули холодильник! Однако всё равно нужно толкать или тянуть тело, чтобы оно не остановилось.
Значит, на него действует сила трения качения. Это сила сопротивления движению при перекатывании одного тела по поверхности другого.
Причина трения качения — деформация катка и опорной поверхности. Сила трения качения может быть в сотни раз меньше силы трения скольжения при той же силе давления на поверхность. Примерами уменьшения силы трения за счёт подмены трения скольжения на трение качения служат такие приспособления, как подшипники, колёсики у чемоданов и сумок, ролики на прокатных станах.
Направление силы трения
Сила трения скольжения всегда направлена противоположно скорости относительного движения соприкасающихся тел. Важно помнить, что на каждое из соприкасающихся тел действует своя сила трения.
Бывают ситуации, когда сила трения не препятствует движению, а совсем наоборот.
Представьте, что на ленте транспортёра лежит чемодан. Лента трогается с места, и чемодан движется вместе с ней. Сила трения между лентой и чемоданом оказалась достаточной, чтобы преодолеть инерцию чемодана, и эти тела движутся как одно целое.
На чемодан действует сила трения покоя, возникающая при взаимодействии соприкасающихся поверхностей, которая направлена по ходу движения ленты транспортёра.
Если бы лента была абсолютно гладкой, то чемодан начал бы скользить по ней, стремясь сохранить своё состояние покоя. Напомним, что это явление называется инерцией.
Сила трения покоя, помогающая нам ходить и бегать, также направлена не против движения, а вперёд по ходу перемещения. При повороте же автомобиля сила трения покоя и вовсе направлена к центру окружности.
Для того чтобы понять, как направлена сила трения покоя, нужно предположить, в каком направлении стало бы двигаться тело, будь поверхность идеально гладкой. Сила трения покоя в этом случае будет направлена как раз в противоположную сторону. Пример, лестница у стены.
Подведём итоги
- Сила трения покоя меняется от нуля до максимального значения 0 < Fтр.покоя < Fтр.пок.макс в зависимости от внешнего воздействия.
- Максимальная сила трения покоя почти равна силе трения скольжения, лишь немного её превышая. Можно приближенно считать, что Fтр. = Fтр.пок.макс
- Силу трения скольжения можно рассчитать по формуле Fтр. = μ ⋅ N, где μ — коэффициент трения, N — сила нормальной реакции опоры.
- При равномерном прямолинейном скольжении по горизонтальной поверхности сила тяги равна силе трения скольжения Fтр. = Fтяги.
- Коэффициент трения μ зависит от рода и степени обработки поверхностей 0 < μ < 1 .
- При одинаковых силе нормального давления и коэффициенте трения сила трения качения всегда меньше силы трения скольжения.
Учите физику вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду
PHYSICS72020 вы получите бесплатный доступ к курсу физики 7 класса, в котором изучается закон силы трения.Задачи на силу трения
Проверьте, насколько хорошо вы разобрались в теме «Сила трения», — решите несколько задач.
Решение — приведено ниже. Но чур не смотреть, пока не попробуете разобраться сами.
- Однажды в день открытия железной дороги произошёл конфуз: угодливый чиновник, желая выслужиться перед Николаем I, приказал выкрасить рельсы белой масляной краской. Какая возникла проблема и как её удалось решить с помощью сажи?
- В один зимний день бабушка Нюра катала внука Алексея по заснеженной горизонтальной дороге. Чему равен коэффициент трения полозьев о снег, если сила трения, действующая на санки, равна 250 Н, а их масса вместе с Алексеем составляет 50 кг?
- На брусок массой m = 5 кг, находящийся на горизонтальной шероховатой поверхности μ = 0,7, начинает действовать сила F = 25 Н, направленная вдоль плоскости. Чему при этом равна сила трения, действующая на брусок?
Решения
- Масляная краска снизила коэффициент трения между колёсами и рельсами, что привело к пробуксовке, поезд не смог двигаться вперёд. Посыпав рельсы сажей, удалось решить проблему, так как коэффициент трения увеличился, и колёса перестали буксовать.
- Санки находятся в движении, следовательно, на них будет действовать сила трения скольжения, численно равная Fтр. = μ ⋅ N, где N — сила реакции опоры, которая, при условии горизонтальной поверхности, равняется весу санок с мальчиком: N = m ⋅ g. Получаем формулу Fтр. = μ ⋅ m ⋅ g , откуда выразим искомую величину
Ответ задачи зависит от того, сдвинется ли брусок под действием внешнего воздействия. Поэтому вначале узнаем значение силы, которую нужно приложить к бруску для скольжения. Это будет максимально возможная сила трения покоя, определяющаяся по формуле Fтр. = μ ⋅ N , где N = m ⋅ g (при условии горизонтальной поверхности). Подставляя значения, получаем, что Fтр. = 35 Н. Данное значение больше прикладываемой силы, следовательно брусок не сдвинется с места. Тогда сила трения покоя будет равна внешней силе: Fтр. = F = 25 H .
Длина волны — формулы, измерение, определение
Волна: продольная и поперечная
Начнем с того, что волна — это распространение колебания в пространстве.
Волны бывают механическими и электромагнитными.
Механические волны — это те волны, колебания которых можно почувствовать физически, потому что они распространяются в упругой среде.
- Например, звук. Когда звук распространяется внутри какого-либо вещества, мы можем ощутить его прикосновением.
Представьте, что вы стоите на железнодорожных путях. Нет, вы не Анна Каренина, вы — экспериментатор.
Если к вам приближается поезд, вы рано или поздно его услышите. Вернее, услышите, как только звуковая волна со скоростью 𝑣 = 330 м/с достигнет ваших ушей.
Если приложить ухо к рельсу, то это произойдет значительно быстрее, потому что скорость звука в твердом теле больше, чем в воздухе. Кстати, под водой скорость звука больше, чем в воздухе, но меньше, чем в твердых телах.
Если вы когда-нибудь трогали музыкальную колонку, то знаете, что звук чувствуется и на ощупь.
8 м/с. И источники у них разные.
Волны также принято делить на продольные и поперечные:
Продольные — это те волны, у которых колебание происходит вдоль направления распространения волны.
- Дрожание окон во время грома или сейсмические волны (землетрясения) — это пример продольных волн.
Поперечные — волны, у которых колебание происходит поперек направления распространения волны.
- Представьте, что вы запустили волну из людей на стадионе — она будет поперечной.
- Видимый свет и дрожание гитарной струны — тоже поперечные волны.
Морская волна — продольная или поперечная?
На самом деле в ней есть и продольная, и поперечная составляющие, поэтому ее нельзя отнести к конкретному типу.
Длина волны: определение и расчет
Конечно, у любой волны есть характеристики.
Одна из таких характеристик — это длина волны.
- λ — длина волны [м]
Длиной волны называется расстояние между двумя точками этой волны, колеблющихся в одной фазе. Если проще, то это расстояние между двумя «гребнями».
Еще длиной волны можно назвать расстояние, пройденное волной, за один период колебания.
Период — это время, за которое происходит одно колебание. То есть, если дано время распространения волны и количество колебаний, можно рассчитать период.
Формула периода колебания волны T = t/N T — период [с] t — время [с] N — количество колебаний [-] |
Связь со скоростью
Чтобы вывести формулу скорости через длину волны, нужно вспомнить формулу скорости из кинематики — это раздел физики, в котором изучается движение тел без учета внешнего воздействия).
Формула скорости 𝑣 = S/t 𝑣 — скорость [м/с] S — путь [м] t — время [с] |
Переходя к волнам, можно провести следующие аналогии:
- путь — длина волны
- время — период
А для скорости даже аналогия не нужна — скорость и Африке скорость.
Формула скорости волны 𝑣 = λ/T 𝑣 — скорость [м/с] λ — длина волны [м] T — период [с] |
Задачка
Лодка совершает колебания на волнах.
За 40 с она совершила 10 колебаний. Какова скорость распространения волны, если расстояние между соседними гребнями волны равно 1 м?
Решение:
- Возьмем формулу скорости:
- Нам известна длина волны, но не дан период. Период вычисляется по формуле:
- Теперь подставляем величины в формулу
𝑣 = λ/T
T = t/N
T = 40/10 = 4 с
𝑣 = λ/T
𝑣 = ¼ = 0,25 м/с
Ответ: 𝑣 = 0,25 м/с
Резонанс
Если громко говорить в одном помещении с гитарой — можно услышать, как на ней начал играть призрак. На самом деле частота струны совпала с частотой голоса и возник резонанс.
На графике ниже можно увидеть, что на некоторой частоте резко увеличивается амплитуда. Эта частота называется частотой резонанса.
Частота — это величина, обратная периоду.
Она показывает, за какое время происходит одно колебание.
Формула частоты ν = N/t ν — частота [Гц] t — время [с] N — количество колебаний [-] |
В мире существует очень много историй про то, как солдаты шли в ногу по мосту, он впал в резонанс и все провалились. А вот еще одна история про гидрологов — как говорится, из первых уст🙂
Команда гидрологов — специалистов по внутренним водам — работала на Алтае и изучала местную реку. Через реку был протянут веревочный мост, а по центру моста стояла лебедка, которая помогает поднять пробу воды из речки, не спускаясь до нее.
В один из дней экспедиции начался сильный, почти штормовой, ветер. Исследователи работали на мосту, а когда поняли, что находиться на веревочной конструкции в такой сильный ветер небезопасно, начали с него уходить.
Как только последний человек из команды сделал шаг с моста на землю, мост вместе с лебедкой разнесло в щепки. Это произошло из-за того, что частота ветра совпала с собственной частотой раскачивающегося моста. Хорошо, что история закончилась именно так.
Что такое Ньютон? — Единицы и пояснения — Видео и стенограмма урока
Два уравнения для силы
На уроке было введено уравнение силы тяжести. Единицы измерения — кг-м на секунду в квадрате. Второй закон Ньютона связывает силу, массу и ускорение:
F = ma
Единицей массы в системе СИ является килограмм. Ускорение выражается в метрах на секунду в квадрате. Следовательно, единицы силы в обоих уравнениях одинаковы.Урок показал вам, что сила притяжения на планете Земля составляет 9,8 м в секунду в квадрате. Давайте рассмотрим пару ситуаций, в которых используются эти уравнения.
Проблема всемирного закона тяготения
Найдите гравитационную силу на Луне Земли и сравните ее с гравитацией Земли.
Глядя на уравнение, данное в уроке, кажется, что нам нужно расстояние между центром Луны и ее поверхностью (ее радиус), а также масса Луны для вычисления этого значения.22. Подставляя эти значения в уравнение, получаем 1,62 кг-м / секунду в квадрате.
Сравнивая это с гравитацией Земли, мы обнаруживаем, что гравитация на Луне составляет примерно 1/6 от этой силы.
Второй закон Ньютона
Это уравнение пригодится в различных ситуациях. В случае свободного падения, когда единственной силой, действующей на объект, является сила тяжести, уравнение принимает следующий вид:
F = mg , где g — ускорение свободного падения.
Эта сила — сила объекта на Земле и вес объекта.
Какой вес у яблока, если его масса 100 грамм?
Преобразуйте 100 граммов в 0,100 кг и умножьте на силу тяжести (0,98 Н). Яблоко этой массы имеет вес около 1 Н.
Проверка на обучение
Выполните следующие вычисления силы. Найдите любую подходящую информацию в Интернете или других источниках.
1. Найдите силу притяжения двух планет ближе к Солнцу, чем Земля.
2. Каков вес (на Земле) следующих объектов: 100-килограммовый человек, 25-килограммовая собака, слон массой 6 000 кг.
ответы
1. g на Меркурии = 3,70 м / сек в квадрате, g на Венере = 8,87 м / сек в квадрате
2. 980 N, 245 N, 58 800 N
Вес объекта определяется как сила тяжести на объекте и может быть рассчитана как масса, умноженная на ускорение свободного падения, w = mg. Поскольку вес — это сила, ее единицей СИ является ньютон. Для объекта, находящегося в свободном падении, так что гравитация является единственной силой, действующей на него, выражение для веса следует из второго закона Ньютона. Вы можете спросить, как и многие, «Почему вы умножаете массу на ускорение свободного падения, когда масса покоится на столе?». Значение g позволяет определить чистую силу тяжести, если она была в свободном падении, а чистая сила тяжести равна весу. Другой подход состоит в том, чтобы рассматривать «g» как меру интенсивности гравитационного поля в ньютонах / кг в вашем местоположении. Вы можете рассматривать вес как меру массы в кг, умноженную на интенсивность гравитационного поля, 9.8 Ньютонов / кг при стандартных условиях. Данные можно ввести в любое из полей ниже. Затем щелкните за пределами поля, чтобы обновить другие количества. У поверхности Земли, где g = 9,8 м / с 2 :
| Индекс А как насчет состояния невесомости? |
Что такое сила и как ее измерить?
Определения силы:
1) Сила толкает или толкает
2) Сила — это способность выполнять работу или вызывать физические изменения
3) Сила = масса, умноженная на ускорение (F = ма)
4) Сила — это сила, которая изменяет или стремится изменить состояние покоя или движения тела.
Примеры:
Для простоты все силы (взаимодействия) между объектами можно разделить на две большие категории: силы контакта и силы, возникающие в результате действия на расстоянии.
Контактные силы включают: силы трения, выталкивающие силы, нормальные силы и силы сопротивления воздуха
Силы действия на расстоянии включают: гравитацию, электростатические и магнитные силы.
Измерительная сила:
Сила измеряется с использованием английской системы измерений или Международной системы единиц (СИ).
Общие единицы силы
— >> SI : Ньютон (Н) 1 Н = 0,225 фунта;
Один ньютон (Н) силы определяется как сила, необходимая для ускорения 1 килограмма (кг) массы со скоростью 1 метр в секунду в квадрате (м / с2).
1 Ньютон = 1 кг м / с2 (Килограмм — это вес, при котором сила 1 Н ускоряется со скоростью 1 м / с2.)
— >> Английская система : фунт (фунт) 1 фунт = 4,448 Н
В английской системе измерений снаряд — это количество массы, которое 1 фунт силы ускоряет со скоростью 1 фут / с2, а масса фунта — это количество массы, которое 1 фунт силы ускоряет со скоростью 32 фута / с2.
Описание силы:
Сила — это векторная величина. Векторная величина — это величина, которая имеет как величину, так и направление. Чтобы полностью описать силу, действующую на объект, вы должны описать ее величину и направление. Таким образом, сила в 10 ньютонов не является полным описанием силы, действующей на объект. 10 ньютонов вниз — полное описание силы, действующей на объект.
(Примечание: в чем разница между векторными и скалярными величинами? Вектор имеет силу и направление, скалярная величина может быть описана с использованием только 1 величины, величины.Примеры скалярных величин: время, энергия и объем, поскольку они представляют только величину, а не направление.
В чем разница между массой и весом?
Ниже показаны два типа весов, обычно используемых в классе: пружинные весы (слева) и простые весы для балансира справа.
На Земле пружинная шкала показывает 100 г с неизвестной массой внизу. Для балансировки шкалы справа также потребовалась масса в 100 г.
Если бы мы перенесли обе шкалы на Луну, что бы показала весенняя шкала? Какая масса потребуется, чтобы уравновесить 100-граммовую массу на балансирном балке? Вы можете объяснить свой ответ? Для получения дополнительной информации см. Страницу «Масса и вес».
Что делает применение Силы? Сила вызывает ускорение. Второй закон Ньютона гласит, что: ускорение (а) объекта прямо пропорционально приложенной силе (F) и обратно пропорционально массе объекта (м).2 Что такое трение? Трение — это сила, которая противодействует относительному движению или тенденции к такому движению двух соприкасающихся тел. Если мы пытаемся протолкнуть деревянный брусок по столу, действуют две противодействующие силы: сила, связанная с толчком, и сила, связанная с трением, действующим в противоположном направлении. По мере уменьшения сил трения (например, путем нанесения масла на стол) объект перемещается все дальше и дальше перед остановкой.Это демонстрирует закон инерции Галилея, который гласит: объект в состоянии движения обладает « инерцией », которая заставляет его оставаться в этом состоянии движения, если на него не действует внешняя сила. Попробуйте это упражнение! Пожалуйста введите свой ответ в отведенное для этого поле:1) Какая полезная сила требуется для разгона автомобиля массой 1500 кг со скоростью 6,00 м / с2? Пожалуйста, введите свой ответ в отведенное для этого поле: | |||||||
Единицы силы, Рон Куртус
SfC Home> Физика> Сила>
Рона Куртуса
Сила — это толкание, притяжение или перетаскивание объекта, изменяющее его скорость или направление.Единица измерения силы — это произвольное измерение, которое мы обозначаем как «1» (единица), так что все другие измерения силы кратны этой единице.
Чаще всего сила обозначается как ньютон ( Н ) в метрической системе измерения или системе СИ. Ньютон находит применение в различных научных измерениях. Есть и другие единицы, которые используются не так часто.
Вопросы, которые могут у вас возникнуть:
- Какое определение для newton?
- Каковы некоторые применения ньютона?
- какие еще единицы силы?
Этот урок ответит на эти вопросы.Полезный инструмент: Конвертация единиц
Определение ньютона
ньютон — сила, необходимая для придания массе в 1 килограмм ( 1 кг ) ускорения 1 метр в секунду в секунду ( 1 м / с 2 ). Он сокращенно N .
Эта единица измерения в метрической системе или системе СИ и используется в научной работе чаще, чем другие единицы силы.
1 Н эквивалентно 1 кг-м / с 2 .
Приложения ньютона
Ньютон в сочетании с другими измерениями используется в различных приложениях.
Момент силы
Единицей измерения крутящего момента или момента силы является ньютон-метр ( Н-м ), где м — плечо момента.
Энергия, работа и тепло
Ньютон-метр ( Н-м ) также является определением джоулей ( Дж ), что является единицей энергии.Можно видеть, что единицы кинетической энергии E = ½ мв 2 выражаются в килограммах-метрах 2 / с 2 и кг-м 2 / с 2 = Н-м .
Мощность и лучистый поток
Мощность — энергия в секунду или Н-м / с , с единицей измерения Вт . Это также единица измерения лучистого потока или мощности электромагнитного излучения.
Давление
Единицей давления является паскаль ( P ), то есть сила на единицу площади ( Н-м 2 ).
Силовые единицы прочие
Существуют и другие единицы силы, не так широко используемые, как ньютон.
Dyne
A dyne — это сила, необходимая для придания массе в 1 грамм ( 1 г ) ускорения 1 сантиметр в секунду в секунду ( 1 см / с 2 ). 1 N = 100 000 дин .
Вы можете использовать дин при работе с небольшими объектами.
фунт стерлингов и
фунта стерлинговфунта — сила, необходимая для придания массе в 1 фунт ( 1 фунт ) ускорения 1 фут в секунду в секунду ( 1 фут / с 2 ).1 фунт равен 0,1382 ньютона.
фунта — это сила, приложенная к массе в 1 фунт ( 1 фунт ) за счет ускорения свободного падения. Это нетехническая единица силы, также называемая весом.
Эти единицы силы относятся к английской системе и редко используются в научных измерениях.
Резюме
На объект действует сила, изменяющая его скорость или направление. В большинстве научных работ сила обозначается как ньютон ( N ) в метрической системе измерения или системе СИ.Ньютон находит применение в различных научных измерениях. Есть и другие единицы, которые используются не так часто.
Действуйте настойчиво
Ресурсы и ссылки
Полномочия Рона Куртуса
Сайтов
Физические ресурсы
Книги
(Примечание: Школа чемпионов может получать комиссионные от покупки книг)
Книги по физике с самым высоким рейтингом
Книги по физике силы с самым высоким рейтингом
Вопросы и комментарии
Есть ли у вас какие-либо вопросы, комментарии или мнения по этой теме? Если да, отправьте свой отзыв по электронной почте.Я постараюсь вернуться к вам как можно скорее.
Поделиться страницей
Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:
Студенты и исследователи
Веб-адрес этой страницы:
www.school-for-champions.com/science/
force_units.htm
Пожалуйста, включите его в качестве ссылки на свой веб-сайт или в качестве ссылки в своем отчете, документе или диссертации.
Авторские права © Ограничения
Где ты сейчас?
Школа чемпионов
По физике
Единицы силы
Для
простота понимания и удобство, даны 22 производные единицы СИ
специальные имена и символы, как показано в Таблице 3.
Примечание о градусах Цельсия. Производная единица в таблице 3 со специальным названием градус Цельсия и специальный символ ° C заслуживает комментария. Из-за температуры шкалы, которые раньше определялись, остается обычной практикой выражать термодинамические температура, условное обозначение T , по отличию от эталонной температура Т 0 = 273,15 К, ледяная точка. Эта температура разница называется температурой по Цельсию, символом t , и составляет определяется количественным уравнением т = т — т 0 . Единицей измерения температуры по Цельсию является градус Цельсия, символ ° C. В числовое значение температуры Цельсия t , выраженное в градусах Цельсия — t / ° C = T / K — 273,15. Из определения t следует, что градус Цельсия равен
по величине до кельвина, что, в свою очередь, означает, что числовой
значение заданной разницы температур или температурного интервала,
значение выражается в единицах градуса Цельсия (° C) равно
числовое значение той же разницы или интервала, когда его значение
выражается в единицах кельвина (К).Таким образом, перепады температур или температура
интервалы могут быть выражены либо в градусах Цельсия, либо в кельвинах.
используя то же числовое значение. Например, температура по Цельсию
разница т и термодинамический перепад температур T между температурой плавления галлия и тройной точкой воды может
можно записать как t = 29,7546 ° C = T = 29,7546 К. Специальные названия и символы 22 производных единиц СИ со специальными названиями и символами приведенные в таблице 3, сами могут быть включены в названия и символы другие производные единицы СИ, как показано в таблице 4.
Продолжить до префиксов SI | ||||
Единиц в уравнениях
Вот некоторые общие единицы в физике:
| Имущество | Имя | Символ |
|---|---|---|
| Длина | метр | кв.м |
| Масса | килограмм | кг |
| Время | секунды | с |
| Усилие | Ньютон | N |
| Энергия | Джоуль | Дж |
| в секунду | Герц | Гц |
И мы ставим префиксы метрических чисел перед символом, чтобы записать большие или меньшие значения:
| Имя | Число | Префикс | Обозначение |
| трлн | 1 000 000 000 000 | тера | т |
| миллиардов | 1 000 000 000 | гига | G |
| млн | 1 000 000 | мега | M |
| тыс. | 1 000 | кг | к |
| сотка | 100 | га | ч |
| десять | 10 | дека | da |
| шт. | 1 | ||
| десятая | 0.1 | деци | г |
| сотка | 0,01 | сенти | c |
| тысячная | 0,001 | милли | м |
| миллионная | 0,000 001 | микро | µ |
| миллиардная | 0,000 000 001 | нано | n |
| трлн. | 0.000 000 000 001 | пик | п. |
Примеры:
- км : k для килограмма, м для метра становится километр (тысяча метров)
- мм : м для милли, м для метра становится миллиметр (тысячная часть метра)
- MN : M для мега, N для Ньютона становится меганьютон (миллион ньютонов)
- г : г для грамма, только один символ — это всего лишь единица измерения, так что это грамм
- мкс : µ для микро, с для секунды становится мкс (миллионная доля секунды)
Сейчас… как нам их использовать в уравнениях?
Первый: обычно только используют символ (например, км вместо километров).
Сложение и вычитание
Используйте тех же единиц , когда мы складываем или вычитаем!
Пример: Сэм разрабатывает новую таблицу. Старый стол длиной 2 м. Новый стол должен быть длиннее на 200 мм:
2 м + 200 мм = ?
Единицы должны быть одинаковыми!
Мы можем выбрать м (метры) или мм (миллиметры).
Выберем мм. 1 м равен 1000 мм, поэтому:
2000 мм + 200 мм = 2200 мм
Или мы могли бы выбрать m:
2 м + 0,2 м = 2,2 м
Умножение и деление
При умножении ставьте единицы рядом друг с другом
При делении ставьте единицу после «/»
Как это:
Пример: Алекс проходит 100 м за 80 секунд, что это за средняя скорость?
Скорость — это расстояние / время
Скорость = 100 метров 80 с = 1.25 м / с
100 деленное на 80 дает 1,25, а м, деленное на s, составляет
м / с.Пример: Охотник бьет по футбольному мячу. Он изменяется от 0 до 32 м / с за 0,1 секунды. Какое ускорение?
Время разгона:
Изменение скорости (м / с) Время (с)
Введите известные нам значения:
Ускорение = 32 м / с — 0 м / с 0,1 с = 320 м / с 2
«м / с» становится «м / с / с», то есть м / с 2
Иногда существует специальный отряд, состоящий из других отрядов:
Пример: футбольный мяч весит 0.4 кг, какова сила удара Хантера?
Мы можем использовать второй закон движения Ньютона:
F = m a
Масса m = 0,4 кг,
и мы уже рассчитали ускорение: a = 320 м / с 2
F = 0,4 кг × 320 м / с 2
F = 128 кг м / с 2
1 Ньютон (Н) — это обычная мера силы, равная 1 кг м / с 2 , поэтому:
F = 128 N
Что такое единица силы в системе СИ?
Международная система единиц (СИ) широко используется в торговле, науке и техникеЕдиницей силы в системе СИ является ньютон, символ N.Базовые единицы, относящиеся к силе:
- Метр, единица длины — условное обозначение м
- Килограмм, единица массы — условное обозначение кг
- Секунда, единица времени — символ s
Сила определяется как скорость изменения количества движения. Для неизменной массы это эквивалентно ускорению массы x.
Итак, 1 Н = 1 кг м / с -2 , или 1 кг м / с 2 .
Исторически сложилось так, что существовало множество единиц силы и коэффициентов пересчета.Некоторые из них приведены в таблице ниже. Точные преобразования выделены жирным шрифтом, остальные указаны до семи значащих цифр.
Блок | Обозначение | Эквивалентное значение SI |
дина | дин | 10.0 мкН |
гран-сила | гр | 635,460 2 мкН |
грамм-сила | gf | 9.806 65 мН |
фунтов стерлингов | pdl | 138.255 0 мН |
унция-сила (avdp) | унций | 278,013 9 мН |
фунт-сила | фунтов | 4.448 222 N |
килограмм-сила | кгс | 9.806 65 N |
килопонд | кп | 9.806 65 N |
sthène | sthène | 1.0 кН |
тысяч фунтов (= 1000 фунтов-силы) | тысячных фунтов | 4.448 222 кН |
Тонна сила США (= 2000 фунт-сила) (короткая) | тс (США) | 8,896 443 кН |
тонна сила (= 1000 кгс) (метрическая система) | тс | 9.806 65 кН |
Великобритания тонна-сила (= 2240 фунт-сила) (длинный) | тс (Великобритания) | 9.964 016 кН |
Использование сокращенных форм для больших и малых чисел поощряется системой СИ.