Unitățile de măsură din fizică joacă un rol important în rezolvarea problemelor practice. Datorită acestora, este posibil să se determine corectitudinea rezultatului obținut și să se înțeleagă valoarea sa cantitativă în comparație cu un standard cunoscut. Să luăm în considerare în articol ce este o mărime fizică cu o unitate de măsură newton pe metru.
Newton este o unitate de forță
Fiecare student știe cine este Isaac Newton și ce contribuție a adus la dezvoltarea mecanicii clasice. Cu o certitudine absolută, putem spune că dinamica, ca ramură a fizicii care studiază forțele, este complet construită pe legile marelui om de știință englez. Prin urmare, comunitatea internațională a decis să numească unitatea de forță Newton (N). Un newton este o astfel de forță încât, acționând asupra unui corp care cântărește 1 kilogram, îi spune o accelerație de 1 m/s2.
Newton este principala unitate de forță de absolut orice fel. Cu toate acestea, nu este una dintre cele șapte unități de bază ale sistemului internațional SI. Așa cum a fostspus, este definit prin alte 3 concepte de bază - un kilogram (o măsură a masei), un metru (o măsură a distanței în spațiu) și o secundă (o măsură a timpului).
Ce este un newton pe metru?
După ce ne-am familiarizat cu conceptul de „newton” ca unitate de măsură a forțelor, să revenim la subiectul articolului. Care este valoarea unui newton înmulțit cu un metru? Pentru cei care nu pot răspunde imediat la întrebarea pusă, să scriem această operație sub formă matematică:
A=Fl
Dacă, ca urmare a forței F, corpul se mișcă pe o distanță l, atunci produsul acestor mărimi fizice va da munca efectuată de forță de-a lungul direcției de mișcare.
Munca este o caracteristică energetică, se măsoară în jouli (J). Un joule, în conformitate cu definiția muncii, este energia pe care o forță de 1 newton o va consuma atunci când mișcă un corp cu 1 metru.
În funcție de procesul fizic, munca cheltuită asupra corpurilor în mișcare poate fi transformată în diferite tipuri de energie. De exemplu, dacă o macara de construcție ridică o placă de beton, atunci energia sa potențială în câmpul gravitațional crește. Un alt exemplu: oamenii, aplicând o forță constantă, împing o mașină de ceva timp. O parte din munca cheltuită este destinată depășirii forței de frecare de rulare și, ca rezultat, intră în energie termică, ceal altă parte este destinată creșterii energiei cinetice a vehiculului.
Deci un newton pe metru este o unitate de lucru numită joule.
Momentputere
Pe lângă lucru, această unitate este folosită și pentru măsurarea momentului de forță. Acesta din urmă este descris prin aceeași formulă ca și munca, cu toate acestea, forța în acest caz este îndreptată la un anumit unghi față de vectorul l, care este distanța de la punctul de aplicare al forței la axa de rotație.
În ciuda faptului că momentul forței este descris în unități de lucru, nu este. Se mai numește și cuplu, deoarece arată capacitatea unei forțe externe de a roti sistemul în jurul unei axe și de a-i oferi o anumită accelerație unghiulară. Dacă momentul forței este înmulțit cu unghiul de rotație în radiani, atunci obținem lucrul. Unitatea de măsură nu se va schimba.
Unitate de presiune
Ca parte a subiectului articolului, vom lua în considerare și modul în care se măsoară presiunea în fizică. Oamenii pasionați de această știință vor da rapid răspunsul corect, denumind pascalul ca unitate de măsură a presiunii în SI. În probleme și în practică, sunt adesea întâlnite și alte unități de presiune, care sunt convenabile de utilizat în fiecare caz specific. Deci, răspândit: atmosferă, torr sau milimetru de mercur și bar. Fiecare dintre ele este tradus în mod unic în pascal, folosind factorul de conversie corespunzător.
Considerăm presiunea în domeniul de aplicare al acestui articol, deoarece este strâns legată de forță. Prin definiție, presiunea este o mărime egală cu raportul dintre forța care acționează perpendicular pe suprafață pe aria acestei suprafețe, adică:
P=F / S
Din această egalitate obținem unitateamăsurați newtonul pe metru pătrat (N/m2). Valoarea de 1 N/m2 se numește pascal după fizicianul francez Blaise Pascal, care a proiectat barometrul și a măsurat presiunea atmosferică la diferite înălțimi în raport cu nivelul mării.
Un pascal este o cantitate foarte mică de presiune. Valoarea lui poate fi imaginată dacă luăm 100 de mililitri de apă distilată și o distribuim pe o suprafață de 1 metru pătrat. De exemplu, rețineți că presiunea atmosferică la nivelul mării este de aproximativ 100.000 de pascali.
De dragul caracterului complet, observăm că cantitățile cu unitatea de măsură newton înmulțită cu un metru pătrat nu există în fizică.
Exemplu de problemă
Este necesar să se determine ce muncă a fost făcută prin gravitație dacă corpul a căzut de la o anumită înălțime la suprafața pământului în 5 secunde. Luați greutatea corporală egală cu un kilogram.
Gravația poate fi calculată folosind formula:
F=mg=19, 81=9, 81 H
Pentru a determina înălțimea de la care a căzut corpul, ar trebui să utilizați formula pentru o mișcare accelerată uniform fără viteza inițială:
h=gt2 / 2=9,8152 / 2=122,625 m
Pentru a face munca prin gravitație, înmulțiți F și h:
A=Fh=9,81122,625 ≈ 1203 J
Gravity a realizat o activitate pozitivă de aproximativ 1200 de newtoni pe metru sau 1,2 kilojuli.
