Perhitungan berat (fisik), unit, contoh, latihan

Dia berat Itu adalah kekuatan yang dengannya Bumi menarik benda ke permukaannya. Setiap kali suatu objek dijatuhkan, ini akan ke tanah, ia tidak dapat memanjat dengan cara sendiri juga tidak mendapatkan hal -hal di tengah jalan, yaitu karena Bumi menariknya.

Semua objek selalu menarik satu sama lain, bahkan anak -anak kecil, hanya dengan besarnya kekuatan yang mereka lakukan sebanding dengan massa. Ini berarti bahwa benda -benda dengan massa kecil mengerahkan sedikit kekuatan atas yang lain, tetapi benda -benda selestial seperti bumi mampu mengerahkan kekuatan yang sangat besar.

Bumi menjaga bulan mengorbit di sekitarnya berkat kekuatan ketertarikan ini, yang disebut Daya tarik gravitasi Ketika datang ke benda -benda yang jauh dari permukaan bumi, dan berat Saat objek dekat.

Ini mengikuti bahwa gaya gravitasi tidak mengharuskan objek harus saling berhubungan untuk bertindak: itulah sebabnya dikatakan bahwa itu adalah gaya aksi jarak jauh.

Objek masih memiliki bobot bahkan jika mereka berada pada ketinggian tertentu di tanah dan semakin besar, semakin besar bobot ini.

Ilmuwan Inggris yang hebat, Isaac Newton adalah orang pertama yang memberikan penjelasan tentang masalah ini, melalui hukum gravitasi universal yang menyandang namanya dan sejak itu telah berfungsi untuk memahami bagaimana objek berinteraksi dengan massa dengan massa. Ini sangat penting, karena objek apa pun di planet ini memiliki bobot.

[TOC]

Unit berat

Sistem unit internasional jika berat berat badan Newton, dinamai untuk menghormati Isaac Newton. Ini adalah unit untuk mengukur kekuatan dari semua jenis.

Newton, yang disingkat N, didefinisikan sebagai kekuatan yang diperlukan untuk objek massa 1kg untuk memperoleh akselerasi 1m/s². Terlepas dari Newton, ada unit kekuatan lain yang digunakan, misalnya yang berikut:

Kilogram-kekuatan

Dia Kilogram-Force o kilopondio, disingkat kg-f atau kp, meskipun biasa disebut kg tanpa lebih jauh. Perlu untuk menentukan lokasi, karena seperti yang dinyatakan, medan gravitasi mengalami variasi dengan tinggi dan garis lintang.

Ketika seseorang mengatakan bahwa beratnya 45 kg, pada kenyataannya apa artinya adalah bahwa berat badan mereka adalah 45 kg-f, karena kilogram adalah unit yang disediakan untuk massa.

Dapat melayani Anda: sirkuit terbuka

Kesetaraan antara kg-f dan n adalah: 1kg-f = 9.8 n

Pound-force

Itu Libra-Fuerza, Disiarkan LB-F juga merupakan unit gaya yang analog dengan Kg-F, karena itu adalah kekuatan yang dilakukan Bumi pada objek massa 1 lb. Dan seperti halnya kg-f, tidak ada masalah dengan nilai-nilai saat Anda berada di bumi, yaitu objek massa massa, beratnya 1 lb-f-f-f.

Kesetaraan dalam lb-f dan n adalah: 1 lb-f ≡ 4.44822 n.

Perhitungan dan formula berat badan

Berat objek sebanding dengan massanya. Massa yang lebih besar, berat yang lebih besar.

Formula untuk menemukan besarnya berat P (atau juga W, seperti yang kadang -kadang menunjukkan, dengan "Berat" Dalam bahasa Inggris) Sangat sederhana:

P = mg

Di mana M mewakili massa objek dan G Ini adalah besarnya percepatan gravitasi (intensitas medan gravitasi atau keparahan), kira -kira konstan dan yang nilainya diambil sebagai 9.81 m/s² Untuk perhitungan yang paling sering.

Bobot adalah vektor dan untuk membedakan antara vektor dan besarnya huruf tebal digunakan. Dengan cara ini, saat berbicara tentang P dipahami bahwa itu adalah nilai numerik dan saat ditulis P Referensi dibuat untuk vektor:

P = m ∙G

Itu G Dengan lirik tebal itu adalah medan gravitasi tanah, yaitu, pengaruh yang diberikan Bumi pada ruang yang mengelilinginya, terlepas dari apakah ada tubuh lain yang melihatnya atau tidak. Objek apa pun dengan massa memiliki medan gravitasi sendiri, baik kecil maupun besar.

Intensitas medan gravitasi tanah G Itu tidak sepenuhnya konstan. Ini memiliki variasi kecil yang muncul terutama karena Bumi bukan bidang yang sempurna dan juga untuk perbedaan tinggi dan kepadatan lokal. Tetapi untuk sebagian besar aplikasi, nilai 9.81 m/s² Itu bekerja dengan sangat baik.

Badan selestial lainnya memiliki medan gravitasi karakteristik mereka sendiri, oleh karena itu percepatan gravitasi berbeda menurut planet atau satelit ini. Objek yang sama akan memiliki bobot yang berbeda di masing -masing, oleh karena itu bobotnya bukan sifat khas dari benda -benda, tetapi subjek secara umum.

Bobot sebagai vektor

Beratnya adalah vektor dan karenanya memiliki besarnya, arah dan makna. Di sekitar permukaan bumi, beratnya adalah vektor vertikal dan arah selalu turun.

Secara umum, alamat vertikal ditunjuk sebagai sumbu Dan salah satu z, Dan artinya ditetapkan tanda + atau tanda - untuk membedakannya dari arah atas. Pilihannya tergantung pada lokasi asal. Pada gambar yang lebih rendah, asal dipilih pada titik dari mana apel jatuh:

Dapat melayani Anda: Gas Ideal: Model, Perilaku, Contoh Beratnya adalah vektor yang diarahkan secara vertikal ke bawah. Sumber: f. Zapata.

Vektor unit J, Vektor magnitudo sama 1, digunakan untuk menunjuk dan membedakan arah vertikal. Dalam hal vektor ini, bobot ditulis seperti ini:

P = mg ( - J)

Dimana tanda negatif ditugaskan ke arah.

Perbedaan antara berat, massa dan volume

Seringkali ketiga konsep ini bingung, tetapi meninjau karakteristik berat, mudah untuk membedakannya dari massa dan volume.

Untuk memulai, bobot tergantung pada medan gravitasi tempat di mana objek berada. Misalnya, di bumi dan di bulan, hal yang sama memiliki bobot yang berbeda, meskipun jumlah atom yang menyusunnya konstan.

Massa adalah besarnya skalar, terkait dengan jumlah atom yang membentuk objek dan dibuktikan dengan resistensi bahwa objek harus mengubah gerakannya, properti yang disebut kelembaman.

Untuk bagiannya, volume adalah ukuran ruang yang ditempati oleh suatu objek, kuantitas skalar lainnya. Dua objek dengan volume yang sama tidak beratnya sama, misalnya kubus besi lebih berat daripada polystyrene lain dari dimensi yang sama.

Kesimpulan:

• Massa terkait dengan jumlah materi yang dimiliki tubuh.
• Berat adalah gaya yang diberikan oleh bumi pada massa itu, sebanding dengan itu.
• Volume adalah ruang yang ditempati oleh materi.

Perlu dicatat bahwa menjadi jumlah skalar, baik massa maupun volume tidak memiliki arah atau makna, tetapi hanya nilai numerik dan unit yang memadai. Di sisi lain, bobot, menjadi vektor, harus selalu diekspresikan dengan benar menunjukkan besarnya, kesatuan, arah, dan makna, seperti pada bagian sebelumnya.

Contoh berat badan

Semua objek di Bumi memiliki berat, Anda bahkan dapat "menimbang" objek yang tidak ada di bumi, seperti planet lain atau matahari, meskipun dengan cara tidak langsung, tentu saja.

Karena kisaran beratnya sangat besar, notasi ilmiah digunakan (dalam kekuatan 10) untuk mengekspresikan beberapa yang sangat besar atau sangat kecil:

-The Sun: 1.989 × 10³⁰ kg-f

-Jupiter: 1.898 × ​​10²⁷ kg-f

-Nyamuk: 2.0 × 10^-5 N

-Bayi: 34.3 n

-Seorang anak: 353 n

-Orang dewasa: 65 kg-f

-Gajah dewasa: 5.5 × 10³ kg-f

-Paus Biru: 1.0 × 10⁶ N

Olahraga diselesaikan

Kotak adonan 20 kg terletak di atas meja.

a) Temukan berat kotak dan gaya normal yang diberikan meja di atasnya.

Dapat melayani Anda: konservasi momentum linier: prinsip, contoh, latihan.

b) kotak 10 kg lainnya ditempatkan pada yang pertama. Temukan yang normal yang dilakukan meja pada kotak 20 kg dan yang normal yang diberikannya pada kotak terkecil.

Dua kotak beristirahat di atas meja. Sumber: f. Zapata.

Solusi untuk

Lebih mudah untuk membuat diagram tubuh bebas di kotak, yang terdiri dari menggambar kekuatan yang bekerja di atasnya.

Dalam situasi ini, masih ada kotak terkecil di atasnya, oleh karena itu hanya ada dua kekuatan: yang pertama adalah beratnya P yang ditarik secara vertikal ke bawah, seperti yang ditunjukkan pada bagian sebelumnya dan kemudian ada normal N, yang merupakan gaya tegak lurus yang diberikan meja dan mencegah kotak jatuh.

Karena kotak itu berada dalam keseimbangan statis dalam keadaan ini, masuk akal untuk menyimpulkan bahwa besarnya normal sama dengan berat badan, sehingga dapat mengkompensasi, oleh karena itu: oleh karena itu:

N = mg = 20.0 kg x 9.8 m/s² = 196 n; diarahkan secara vertikal ke atas.

Untuk bagiannya, bobotnya adalah p = 196 n diarahkan secara vertikal ke bawah.

Solusi b

Sekarang diagram tubuh bebas baru dibuat tentang kedua objek. Untuk kotak besar, hal -hal berubah sedikit, karena kotak kecil itu memberikan kekuatan di atasnya.

Kekuatannya adalah sebagai berikut: N Dan P Mereka masing -masing adalah yang normal yang dilakukan meja dan berat di kotak 20.0 kg, itu tidak berubah. Dan kekuatan baru yang diberikan oleh kotak kecil itu N₁, normal karena kontak dengan wajah atas kotak besar.

Adapun kotak kecil, ia menerima normal N₂, diberikan oleh wajah atas kotak besar dan tentu saja beratnya P₂. Karena kotaknya adalah keseimbangan statis:

N₂ - P₂ = 0

N - n₁ - P = 0

Dari persamaan pertama Anda harus n₂ = P₂ = 10 kg x 9.8 m/s² = 98 n. Menurut hukum tindakan dan reaksi, besarnya kekuatan yang diterima kotak kecil, adalah sama dengan yang diberikannya pada kotak besar, lalu:

N₂ = N₁ = 98 n

Dari persamaan kedua, Normal N bahwa tabel latihan pada kotak besar dibersihkan, yang pada gilirannya memiliki kotak kecil di atas:

N = n₁ + P = 98 n + 196 n = 294 n

Referensi

1. Figueroa, d. 2005. Seri: Fisika untuk Sains dan Teknik. Volume 2. Dinamis. Diedit oleh Douglas Figueroa (USB).
2. Giambattista, a. 2010. Fisika. 2nd. Ed. Bukit McGraw.
3. Giancoli, d.  2006. Fisika: Prinsip dengan aplikasi. 6. Ed Prentice Hall.
4. Sears, Zemansky. 2016. Fisika Universitas dengan Fisika Modern. 14. Ed. Volume 1. Pearson.
5. Serway, r., Jewett, J. 2008. Fisika untuk Sains dan Teknik. Volume 1. 7. Ed. Pembelajaran Cengage.
6. Thomas Griffith, W. 2007. Fisika Konseptual. MC Graw Hill.