Gewicht (physische) Berechnung, Einheiten, Beispiele, Übungen

Er Gewicht Es ist die Kraft, mit der die Erde Objekte an ihre Oberfläche anzieht. Jedes Mal, wenn ein Objekt fallen gelassen wird, wird dies zu Boden, es ist weder in der Lage, seine eigenen Mittel zu besteigen, noch wird es auf halber Strecke unangetrieben, was der Fall ist, weil die Erde es anzieht.

Alle Objekte ziehen ausnahmslos miteinander an, sogar die Kleinen, nur dass die Größe der Kraft, mit der sie tun, proportional zur Masse ist. Dies bedeutet, dass Objekte mit geringer Masse wenig Kraft über andere ausüben, aber himmlische Körper wie die Erde können eine sehr große Kraft ausüben.

Die Erde hält den Mond dank dieser Anziehungskraft, die genannt wird Erdanziehungskraft Wenn es um Objekte geht, die weit von der Erdoberfläche entfernt sind, und Gewicht Wenn Objekte in der Nähe sind.

Dies folgt, dass die Schwerkraft nicht erfordert, dass Objekte notwendigerweise miteinander in Kontakt stehen, um zu handeln.

Die Objekte haben immer noch Gewicht, auch wenn sie auf einer bestimmten Höhe auf dem Boden sind und desto massiver, desto größer wird dieses Gewicht sein.

Der große englische Wissenschaftler Isaac Newton war der erste, der eine Erklärung zu diesem Thema gab, durch das universelle Gravitationsgesetz, das seinen Namen trägt und seitdem dazu beigetragen hat, zu verstehen, wie Objekte mit der Masse mit der Masse interagieren. Dies ist sehr wichtig, da jedes Objekt auf dem Planeten Gewicht hat.

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Gewichtseinheiten

Das internationale Einheiten -System, wenn das Gewicht für Gewicht ist Newton, Zu Ehren von Isaac Newton benannt. Dies ist die Einheit, um Kräfte aller Art zu messen.

Der abgekürzte N Newton ist definiert als die notwendige Kraft für ein 1 kg Massenobjekt, um eine 1M/s -Beschleunigung zu erwerben². Abgesehen von dem Newton gibt es weitere Einheiten der Gewaltnutzung, beispielsweise Folgendes:

Die Kilogramm-Kraft

Er Kilogramm-Kraft o Kilopondio, abgekürzte KG-F oder KP, obwohl dies allgemein als KG ohne weiter bezeichnet wird. Es ist notwendig, den Ort anzugeben, da das Gravitationsfeld, wie angegeben ist.

Wenn jemand sagt, dass das 45 kg wiegt, ist es in Wirklichkeit, dass sein Gewicht 45 kg-F beträgt, weil das Kilogramm die für die Masse reservierte Einheit ist.

Kann Ihnen dienen: Open Circuit

Die Äquivalenz zwischen kg-f und n ist: 1 kg-f = 9.8 n

Die Pfundkraft

Der Libra-Fuerza, Abgekürzte LB-F ist auch eine Krafteinheit, die dem kg-f analog ist, da es die Kraft ist, die die Erde auf ein Objekt von 1 lb Masse ausübt. Und wie beim KG-F gibt es kein Problem mit den Werten, wenn Sie auf der Erde sind, dh ein Objekt der Masse der Masse, wiegt 1 lb-f-f-f.

Die Äquivalenz in LB-F und N beträgt: 1 lb-f-4,44822 n.

Gewichtsberechnung und Formel

Das Gewicht eines Objekts ist proportional zu seiner Masse. Eine größere Masse, größeres Gewicht.

Die Formel, um die Größe des Gewichts P (oder auch W, wie manchmal zu bezeichnen, durch "Gewicht" Auf Englisch) ist es sehr einfach:

P = mg

Wo M repräsentiert die Masse des Objekts und G Es ist die Größe der Beschleunigung der Schwerkraft (Intensität des Gravitationsfeldes oder der Schwere), ungefähr konstant und dessen Wert als 9 angenommen wird.81 m/s² Für die häufigsten Berechnungen.

Das Gewicht ist ein Vektor und unterscheidet zwischen einem Vektor und seiner Größe, die die fetten Buchstaben verwendet werden. Auf diese Weise wird davon ausgegangen, dass es der numerische Wert ist und wenn es geschrieben ist P Es wird auf den Vektor Bezug genommen:

P = m ∙G

Der G Mit mutigen Texten ist es das Land Gravitationsfeld, dh der Einfluss, den die Erde auf den Raum ausübt, der ihn umgibt, unabhängig davon, ob es einen anderen Körper gibt oder nicht, der es wahrnimmt. Jedes Objekt mit Masse hat ein eigenes Gravitationsfeld, ob klein oder groß.

Die Intensität des Landgradsfeldes G Es ist nicht ganz konstant. Es hat kleine Variationen, die sich hauptsächlich daran ergeben. Aber für die meisten Anwendungen Wert 9.81 m/s² Es funktioniert sehr gut.

Andere himmlische Körper haben ein eigenes charakteristisches Gravitationsfeld, daher unterscheidet sich die Beschleunigung der Schwerkraft nach dem Planeten oder Satelliten. Das gleiche Objekt hätte in jedem einzelnen ein anderes Gewicht, daher ist das Gewicht keine charakteristische Eigenschaft der Dinge, sondern des Subjekts im Allgemeinen.

Das Gewicht als Vektor

Das Gewicht ist ein Vektor und hat daher Größe, Richtung und Bedeutung. In der Nähe der Erdoberfläche ist das Gewicht ein vertikaler Vektor und die Richtung ist immer unter.

Im Allgemeinen wird die vertikale Adresse als Achse ernannt Und entweder z, Und der Bedeutung wird ein Zeichen + oder ein Zeichen zugewiesen, um es von der Richtung nach oben zu unterscheiden. Die Wahl hängt vom Ort des Ursprungs ab. Im unteren Bild wurde der Ursprung an dem Punkt ausgewählt, an dem der Apfel fällt:

Kann Ihnen dienen: Ideales Gas: Modell, Verhalten, Beispiele Das Gewicht ist ein Vektor, der vertikal nach unten gerichtet ist. Quelle: f. Zapata.

Der Einheitsvektor J, Ein Größenvektor, der gleich 1 ist, wird verwendet, um die vertikale Richtung zu zeigen und zu unterscheiden. In Bezug auf diesen Vektor wird das Gewicht so geschrieben:

P = mg ( - - J)

Wobei negatives Zeichen der Richtung zugeordnet ist.

Unterschiede zwischen Gewicht, Masse und Volumen

Oft sind diese drei Konzepte verwirrt, aber die Überprüfung der Merkmale des Gewichts ist leicht, es von Masse und Volumen zu unterscheiden.

Zu Beginn hängt das Gewicht vom Gravitationsfeld des Ortes ab, an dem sich das Objekt befindet. Zum Beispiel hat das Gleiche auf der Erde und auf dem Mond ein anderes Gewicht, obwohl die Menge der Atome, die es zusammensetzen, konstant ist.

Die Masse ist eine skalare Größe, die sich auf die Menge der Atome bezieht, die das Objekt ausmachen Trägheit.

Für seinen Teil ist das Volumen das Maß für den Raum, der durch ein Objekt besetzt ist, eine andere Skalarmenge. Zwei Objekte mit gleichem Volumen wiegen nicht gleich. Zum Beispiel wiegt ein Eisenwürfel viel mehr als ein weiteres Polystyrol der gleichen Abmessungen.

In Summe:

• Die Masse hängt mit der Menge an Materie zusammen, die ein Körper hat.
• Das Gewicht ist die Kraft, die von der Erde auf dieser Masse proportional zu ihr ausgeübt wird.
• Volumen ist der Raum, der von Materie besetzt ist.

Es ist zu beachten, dass skalare Mengen weder die Masse noch das Volumen eine Richtung oder Bedeutung haben, sondern nur numerische Wert und eine angemessene Einheit. Andererseits muss das Gewicht, ein Vektor, immer korrekt ausgedrückt werden, wie im vorherigen Abschnitt die Größe, Einheit, Richtung und Bedeutung wie im vorherigen Abschnitt.

Beispiele für Gewicht

Alle Objekte auf der Erde haben Gewicht, Sie können sogar "wiegen" Objekte "wiegen", die nicht auf der Erde sind, wie beispielsweise andere Planeten oder die Sonne, obwohl es auf indirekte Weise natürlich ist, ist es natürlich.

Da der Gewichtsbereich sehr groß ist, wird die wissenschaftliche Notation (in 10 -jährigen Kräften) verwendet, um einige auszudrücken, die sehr groß oder sehr klein sind:

-Die Sonne: 1.989 × 10³⁰ kg-f

-Jupiter: 1.898 × ​​10²⁷ kg-f

-Eine Mücke: 2.0 × 10^-5 N

-Babys: 34.3 n

-Ein Kind: 353 n

-Erwachsene Person: 65 kg-f

-Ein erwachsener Elefant: 5.5 × 10³ kg-f

-Blauwal: 1.0 × 10⁶ N

Übung gelöst

Eine Teigbox 20 kg ruht auf einem Tisch.

a) Finden Sie das Gewicht der Box und die normale Kraft, die die Tabelle darauf ausübt.

Kann Ihnen dienen: Erhaltung des linearen Impulses: Prinzip, Beispiele, Übungen.

b) Eine weitere 10 kg Box wird am ersten platziert. Finden Sie die normale, die die Tabelle in der 20 kg -Box und das normale, das sie auf die kleinste Box ausübt.

Zwei Kisten, die auf einem Tisch ruhen. Quelle: f. Zapata.

Lösung für

Es ist bequem, ein kostenloses Körperdiagramm auf der Box zu erstellen, das darin besteht.

In dieser Situation gibt es noch die kleinste Box oben, daher gibt es nur zwei Kräfte: Das erste ist das Gewicht P das wird vertikal nach unten gezogen, wie in den vorhergehenden Abschnitten angegeben, und dann gibt es den Normalen N, Welches ist die senkrechte Kraft, die die Tabelle ausübt und verhindert, dass die Box fällt.

Da sich die Schachtel unter diesen Umständen im statischen Gleichgewicht befindet, ist es vernünftig zu dem Schluss, dass die Größe der Normalen die gleiche wie die des Gewichts ist, damit sie daher ausgleichen kann:

N = mg = 20.0 kg x 9.8 m/s² = 196 n; vertikal gerichtet.

Seinerseits ist das Gewicht p = 196 n vertikal gerichtet.

Lösung b

Jetzt werden neue freie Körperdiagramme über beide Objekte gemacht. Für die Big Box ändert sich die Dinge ein wenig, da die kleine Box Kraft darauf ausübt.

Die Kräfte sind wie folgt: N Und P Sie sind jeweils der normal.0 kg, das änderte sich nicht. Und die neue Kraft, die von der kleinen Schachtel ausgeübt wird, ist N₁, Die Normalität aufgrund des Kontakts mit der Oberseite der großen Box.

Was die kleine Schachtel betrifft, erhält sie den Normalen N₂, ausgeübt von der oberen Gesicht der großen Schachtel und natürlich ihr Gewicht P₂. Da die Boxen statische Balance sind:

N₂ - P₂ = 0

N - n₁ - P = 0

Aus der ersten Gleichung muss man n₂ = P₂ = 10 kg x 9.8 m/s² = 98 n. Nach Aktions- und Reaktionsrecht ist die Größe der Kraft, die die kleine Schachtel erhält, dasselbe wie sie auf die große Schachtel ausübt, dann:

N₂ = N₁ = 98 n

Aus der zweiten Gleichung ist die normale N, dass die Tischübungen auf der großen Box gelöscht werden, was wiederum die kleine Box oben hat:

N = n₁ + P = 98 n + 196 n = 294 n

Verweise

1. Figueroa, d. 2005. Serie: Physik für Wissenschaft und Ingenieurwesen. Band 2. Dynamisch. Herausgegeben von Douglas Figueroa (USB).
2. Giambattista, a. 2010. Physik. 2. Ed. McGraw Hill.
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5. Serway, r., Jewett, J. 2008. Physik für Wissenschaft und Ingenieurwesen. Band 1. 7. Ed. Cengage Lernen.
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