Таблица 7.1

Как переводить ньютоны в килограммы, учитывая законы физики

Прежде чем отвечать на вопрос о количестве килограммов в одном ньютоне, необходимо разобраться с предложенными понятиями с точки зрения общепринятой системы СИ, учитывая, что ньютон является не столько базовой единицей системы СИ, сколько единицей метрической.

Порядок решения задачи

При решении физических задач значения физических величин измерения массы, представленные в единицах, отличных от единиц массы, необходимо перевести в единицы СИ, т. е. в килограммы.

Перевод осуществляем следующим образом:

• 1 Н = 1 кг x 1 м/с².

Если рассматривать поставленный вопрос буквально, то ответ будет следующим:

• 1 кг/1 Н = 1 кг/(1 кг x 1 м/с²) = 1/(1 м/с2) = 1 с²/м.

Получаем обратную единицу измерения ускорения. В этом нет здравого смысла.

Алгоритм решения вопроса с учетом законов физики

Если рассуждать здраво, то нужно исходить из позиции, что в системе СИ ньютон — единица силы, которую вы получаете при помещении тела в гравитационное поле. Фактически этот показатель используется для обозначения любых сил — гравитационных, электромагнитных, силы трения и других сил с привязкой к массе объекта, на который действуют любые силы. Килограмм же есть единица измерения массы.

Говоря проще, чтобы вытеснить тело весом один килограмм с ускорением один м/с², нам нужно приложить силу, равную одному ньютону.

Если ограничивать силу только гравитационной силой планетной массы для тела меньшей массы на ее поверхности, можно вывести пропорциональную зависимость между массой и указанной гравитационной силой, приводящей к постоянному ускорению для произвольной массы (пренебрегая другими силами, такими как сопротивление воздуха). Иначе говоря, числовое значение ньютонов в килограмме в любом месте будет равно силе ускорения объекта определенной массы.

Таким образом, в системе СИ значение в 1 Н определяется как сила, необходимая для ускорения массы в один килограмм с ускорением в один метр в секунду за секунду (то есть секунду в квадрате) в направлении действия силы.

Обратите внимание, что сила и ускорение являются векторными величинами, поэтому они имеют направление и величину, тогда как масса — скалярное значение, имеющее только заданную величину.

Сила (F) равна массе (m) раз на ускорение (a): F = m x a .

Такой вывод основан на втором законе ньютоновского движения, ускорение тела, прямо пропорционально силе, действующей на тело, и обратно пропорционально массе этого тела.

Исходя из этого, вопрос о переводе ньютонов в килограммы изначально не имеет никакого смысла. По сути, это равносильно тому, как если бы вы спросили: «Сколько в одном часе метров?» или «Сколько байт в десяти литрах?» Поскольку сравнение различны физических величин, измеряемых в разных единицах, само по себе безосновательно.

Поэтому уместнее было бы рассматривать вопрос о том, как все-таки вычислить, сколько ньютонов в одном килограмме с позиции гравитации в определенном месте на Земле. Иными словами, чтобы найти массу в килограммах, нам нужно знать вес в ньютонах, поскольку масса фактически представляет собой вес тела. Приведя две физические величины с разными значениями к общему знаменателю — в данном случае утверждению о том, что масса равна весу, мы можем смело переводить ньютоны в килограммы и обратно, а также учитывать, насколько сильно гравитационное поле, которое напрямую связано с ускорением.

В частности, мы можем использовать формулу W = m x g (которая, по сути, является особым случаем выражения упомянутого второго закона: F = m x а), где W — вес объекта в ньютонах, m — масса объекта в килограммах, g — гравитационное ускорение объекта в ньютонах на килограмм.

Все по тому же второму закону получаем: F = m x g.

Если предположить, что объект весом 1 кг находится на Земле, поскольку один килограмм веса тяжелее на Земле, чем на Луне или, скажем, на Марсе, то мы учитываем значение g на поверхности Земли, которое составляет g = 9,8 Н/кг. Таким образом, получаем: W = 9,8 * 1 = 9,8 Н, то есть один килограмм составляет 9,8 ньютонов. Таким образом, мы с вами осуществили перевод килограммов в ньютоны:

Тело весом один килограмм имеет (стандартный) вес равный 9,8 Н.

Идем дальше. «Стандартная гравитация» или «стандартное ускорение свободного падения» (g ₀) составляет 9,80665 м/с² или 9,80665 Н/кг — среднее значение гравитации на поверхности планеты Земля.

Несмотря на то, что это значение является общепринятым для преобразования значений между массой и силой тяжести, это теоретическое значение, поскольку справедливо оно только для некоторых мест на Земле вблизи уровня моря.

Фактическая же сила тяжести на Земле изменяется на 0,7%. Но это частности. Хотя, как известно, из-за того, что не учитываются исключения и частности, могут возникать неточности при проведении измерений.

Формула для перевода величин

Отвечая на вопрос о переводе ньютонов в килограммы при стандартной гравитации (и это важно), получаем следующее значение:

• 1 Н ÷ g ₀ ≃ 0,101972 кг.

Округлив полученное значение, можно записать следующее:

Вопрос по физике, что обозначает:

Это означает, что Земля притягивает с силой 10 Ньютонов (а точнее 9.81 Н) тело массой 1 кг (а также с силой 20 Ньютонов тело массой 2 кг и т. д.) . 🙂 Еще можно сказать, что g=9.81 м/c^2(что есть ускорение свободного падения на поверхности Земли)

Это ускорение свободного падения только размерность не m/c2, а вот такая H/кг (сила Н/ масса кг=ускорение)

В такой размерности (Н/кг) g используется как коэффициент в формуле веса тела: P = m * g 10H/кг означает, что тело массой 1 кг будет давить на опору с силой в 10 Ньютонов (иметь вес 10 Н) . Но при этом g = 10 м/с^2 является и ускорением свободного падения — то есть показывает, на сколько возрастает каждую секунду скорость падающего тела — на 10 м/с за секунду. Размерности g в этих формулах хоть и отличаются внешне, но это одно и то же: Н/кг = м/с^2

9,8 м/с^2 Ускорение свободного падения! Это ускорение с которым летит тело брошеное с высоты

Действительно, странная формулировка. Без контекста точно не скажу, могу только предположить. Ускорение свободного падения, действительно, обозначается g и равно оно, приблизительно, 9.8м/сек^2 (если очень грубо, то почти десять) Когда определяется вес тела, говорится, что это сила, в которой тело действует на опору или подвес. Сила измеряется в ньютонах (Н) , и вес тела тоже должен измеряться в ньютонах. Вес тела будет равен массе тела (измеряется в килограммах) , умноженной на ускорение свободного падения. Это как раз будет соответствовать силе, действующей на опору или подвес. Получается, что g как бы является коэффициентом пропорциональности между весом и массой. И размерность соответствующая Н/кг. Ну а то, что оно равно десяти говорит о том, что либо требуется довольно грубое приближение, либо мы находимся на другой планете, чуть-чуть потяжелее 🙂

Резюмируюя можно сказать так. g — коэффициент гравитационного воздействия планеты на тела. В случае Земли этот коэффициент равен 9,81. И означает, что Земля действует на тело с силой 9.81 Н.

В такой размерности (Н/кг) g используется как коэффициент в формуле веса тела: P = m * g 10H/кг означает, что тело массой 1 кг будет давить на опору с силой в 10 Ньютонов (иметь вес 10 Н) . Но при этом g = 10 м/с^2 является и ускорением свободного падения — то есть показывает, на сколько возрастает каждую секунду скорость падающего тела — на 10 м/с за секунду. Размерности g в этих формулах хоть и отличаются внешне, но это одно и то же: Н/кг = м/с^2