4.2: Сила і маса

Last updated
Save as PDF

Page ID: 74722

Boundless
Boundless

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Сила

Сила - це будь-який вплив, який змушує об'єкт змінюватися, або щодо його руху, напрямку або геометричної конструкції.

навчальні цілі

Розвивати взаємозв'язок між масою і прискоренням при визначенні сили

Огляд сил

У фізиці сила - це будь-який вплив, який змушує об'єкт зазнати певної зміни, або щодо його руху, напрямку або геометричної конструкції. Він вимірюється за допомогою одиниці СІ Ньютонів. Сила - це те, що може призвести до того, що об'єкт з масою змінює свою швидкість, тобто прискорюватися, або яка може призвести до деформації гнучкого об'єкта. Силу також можна описати інтуїтивними поняттями, такими як поштовх або тяга. Сила має як величину, так і напрямок, що робить її векторною величиною.

Що таке сила? : Описує, що таке сили і що вони роблять.

якості сили

Початкова форма другого закону Ньютона стверджує, що чиста сила, що діє на об'єкт, дорівнює швидкості зміни його імпульсу. Цей закон далі позначає, що прискорення об'єкта прямо пропорційно чистій силі, що діє на об'єкт, знаходиться в напрямку чистої сили і обернено пропорційно масі об'єкта.

Як ми вже згадували, сила - це векторна величина. Вектор - це одновимірний масив з елементами як величини, так і напрямку. У векторі сили маса\(\mathrm{m}\), є складовою величини і прискорення\(\mathrm{a}\), є спрямованою складовою. Рівняння сили записується:

\[\mathrm{F=m⋅a}\]

Пов'язані поняття сили включають тягу, яка збільшує швидкість об'єкта; опір, який зменшує швидкість об'єкта; і крутний момент, який спричиняє зміни швидкості обертання об'єкта. Сили, які не діють рівномірно на всі частини тіла, також спричинить механічні навантаження, технічний термін для впливів, які спричиняють деформацію речовини. У той час як механічне напруження може залишатися вбудованим в твердий предмет, поступово деформуючи його, механічна напруга в рідині визначає зміни її тиску і обсягу.

Динаміка

Динаміка - це вивчення сил, які змушують об'єкти і системи рухатися. Щоб зрозуміти це, нам потрібно робоче визначення сили. Наше інтуїтивне визначення сили - тобто поштовх або тяга - це гарне місце для початку. Ми знаємо, що поштовх або тяга має як величину, так і напрямок (отже, це векторна величина) і може значно відрізнятися в кожному відношенні.

показує кілька прикладів «push-pull» характеру сили. Верхній лівий приклад - це система шківів. Сила, яку хтось повинен був би тягнути вниз по кабелю, повинна була б дорівнювати і перевищувати силу, зроблену масою об'єкта та впливом сили тяжіння на цей об'єкт, щоб система рухалася вгору. Верхній правий приклад показує, що будь-який об'єкт, що лежить на поверхні, все одно буде чинити силу на цій поверхні. Нижнім прикладом є те, що два магніти притягуються один до одного за рахунок магнітної сили.

зображення

Приклади сили: Деякі ситуації, в яких сили грають.

Маса

Маса - це фізична властивість речовини, яка залежить від розміру та форми речовини, і виражається системою СІ як кілограми.

навчальні цілі

Обґрунтувати значення розуміння маси у фізиці

Що таке маса?

Всі елементи мають фізичні властивості, значення яких можуть допомогти описати фізичний стан елементів. Зміни цих властивостей можуть описувати елементарні перетворення. Фізичні властивості не змінюють хімічну природу речовини. Фізична властивість, яку ми покриваємо в цьому атомі, називається масою.

Маса визначається як кількісна міра опору об'єкта прискоренню. Терміни маса та вага часто міняються місцями, однак це робити неправильно. Вага - це інша властивість речовини, яка, хоча пов'язана з масою, не є масою, а скоріше кількістю гравітаційної сили, що діє на дане тіло речовини. Маса - це внутрішня властивість, яка ніколи не змінюється.

Одиниці маси

Для того щоб щось виміряти, необхідно встановити стандартне значення для використання по відношенню до об'єкта вимірювання. Таке співвідношення називається одиницею. Міжнародна система одиниць (СІ) вимірює масу в кілограмах, або кг. Існують і інші одиниці маси, в тому числі наступні (тільки перші дві приймаються системою СІ):

т — тонна; 1т = 1000кг
u — одиниця атомної маси; 1u ~= 1,66×10 ^-27 кг
sl — слимаки
lb — фунт

Концепції, що використовують масу

Вага — см
Другий закон Ньютона — маса відіграє центральну роль у визначенні поведінки тіл. Другий закон Ньютона пов'язує силу f, що діє в тілі маси m, до прискорення тіла a:\(\mathrm{F=ma}\)
Імпульс - маса пов'язує імпульс тіла, p, до його лінійної швидкості, v:\(\mathrm{p = mv}\)
Кінетична енергія — маса відноситься до кінетичної енергії, K до швидкості, v:\(\mathrm{K=\frac{1}{2}m|v^2|}\)

Ключові моменти

Сила визначається як векторна величина, тобто вона має елементи як величини, так і напрямку. Маса і прискорення відповідно.
З точки зору мирянина, сила - це поштовх або тяга, які можна визначити з точки зору різних стандартів.
Динаміка - це вивчення сили, яка змушує об'єкти і системи рухатися або деформуватися.
Зовнішні сили - це будь-які зовнішні сили, які діють на тіло, а внутрішні сили - це будь-яка сила, що діє всередині тіла.
Маса визначається як кількісна міра опору об'єкта прискоренню.
Згідно з другим законом руху Ньютона, якщо тіло фіксованої маси m піддається єдиній силі F, його прискорення a задається f/m.
Маса займає центральне місце у багатьох поняттях фізики, включаючи: вага, імпульс, прискорення та кінетичну енергію.
Згідно з другим законом руху Ньютона, якщо тіло фіксованої маси m піддається єдиній силі F, його прискорення a задається f/m.

Ключові умови

сила: Сила - це будь-який вплив, який змушує об'єкт зазнати певної зміни, або щодо його руху, напрямку або геометричної конструкції.
швидкість: векторна величина, яка позначає швидкість зміни положення щодо часу, або швидкість з спрямованою складовою.
вектор: Спрямована величина, одна з величиною і напрямком; між двома точками.
маса: кількість речовини, яку містить тіло, незалежно від її об'єму або об'єму. Це одне з чотирьох основних властивостей речовини. Вимірюється в кілограмах в системі вимірювання СІ.