Njësitë janë njuton për metër dhe njuton për metër katror. Shembull i detyrës

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 05:41

Njësitë matëse në fizikë luajnë një rol të rëndësishëm në zgjidhjen e problemeve praktike. Falë tyre, është e mundur të përcaktohet saktësia e rezultatit të marrë dhe të kuptohet vlera sasiore e tij në krahasim me një standard të njohur. Le të shqyrtojmë në artikull se çfarë është një sasi fizike me një njësi matëse njutoni për metër.

Njutoni është një njësi e forcës

Çdo student e di se kush është Isak Njutoni dhe çfarë kontributi ka dhënë në zhvillimin e mekanikës klasike. Me siguri absolute, mund të themi se dinamika, si një degë e fizikës që studion forcat, është plotësisht e ndërtuar mbi ligjet e shkencëtarit të madh anglez. Prandaj, bashkësia ndërkombëtare vendosi ta quajë njësinë e forcës Njutoni (N). Një Njuton është një forcë e tillë që, duke vepruar në një trup që peshon 1 kilogram, i tregon atij një nxitim prej 1 m/s2.

Njutoni është njësia kryesore e forcës absolutisht e çdo lloji. Megjithatë, nuk është një nga shtatë njësitë bazë të sistemit ndërkombëtar SI. Siç ishtetha, ai përcaktohet përmes 3 koncepteve të tjera bazë - një kilogram (një masë e masës), një metër (një masë e distancës në hapësirë) dhe një sekondë (një masë e kohës).

Çfarë është një njuton për metër?

Pasi jemi njohur me konceptin e "njutonit" si njësi matëse e forcave, le t'i kthehemi temës së artikullit. Sa është vlera e një njutoni shumëzuar me një metër? Për ata që nuk mund t'i përgjigjen menjëherë pyetjes së parashtruar, le ta shkruajmë këtë veprim në formë matematikore:

A=Fl

Nëse, si rezultat i forcës F, trupi lëviz një distancë l, atëherë prodhimi i këtyre madhësive fizike do të japë punën e bërë nga forca përgjatë drejtimit të lëvizjes.

Puna është një karakteristikë energjetike, ajo matet në xhaul (J). Një xhaul, në përputhje me përkufizimin e punës, është energjia që do të shpenzojë një forcë prej 1 njutoni kur lëviz një trup 1 metër.

Në varësi të procesit fizik, puna e shpenzuar për trupat në lëvizje mund të shndërrohet në lloje të ndryshme energjie. Për shembull, nëse një vinç ndërtimi ngre një pllakë betoni, atëherë energjia e tij potenciale në fushën e gravitetit rritet. Një shembull tjetër: njerëzit, duke aplikuar një forcë të vazhdueshme, shtyjnë një makinë për ca kohë. Një pjesë e punës së shpenzuar shkon për të kapërcyer forcën e fërkimit të rrotullimit dhe, si rezultat, shkon në energji termike, pjesa tjetër shkon për të rritur energjinë kinetike të automjetit.

Pra, një njuton për metër është një njësi pune e quajtur xhaul.

Momentforca

Përveç punës, kjo njësi përdoret edhe për të matur momentin e forcës. Kjo e fundit përshkruhet me të njëjtën formulë si puna, megjithatë, forca në këtë rast drejtohet në një kënd me vektorin l, që është distanca nga pika e aplikimit të forcës në boshtin e rrotullimit.

Përkundër faktit se momenti i forcës përshkruhet në njësi të punës, nuk është ashtu. Quhet gjithashtu çift rrotullues, pasi tregon aftësinë e një force të jashtme për të rrotulluar sistemin rreth një boshti dhe për t'i dhënë atij një përshpejtim këndor. Nëse momenti i forcës shumëzohet me këndin e rrotullimit në radianë, atëherë marrim punën. Njësia matëse nuk do të ndryshojë.

Njësia e presionit

Si pjesë e temës së artikullit, ne do të shqyrtojmë gjithashtu se si matet presioni në fizikë. Njerëzit që e duan këtë shkencë do të japin shpejt përgjigjen e saktë, duke emërtuar paskalin si njësi për matjen e presionit në SI. Në probleme dhe në praktikë, shpesh hasen njësi të tjera presioni, të cilat janë të përshtatshme për t'u përdorur në çdo rast specifik. Pra, e përhapur: atmosfera, torr ose milimetër merkur dhe bar. Secila prej tyre përkthehet në mënyrë unike në Pascal, duke përdorur faktorin e duhur të konvertimit.

Ne e konsiderojmë presionin brenda qëllimit të këtij neni sepse është i lidhur ngushtë me forcën. Sipas përkufizimit, presioni është një sasi e barabartë me raportin e forcës që vepron pingul me sipërfaqen me sipërfaqen e kësaj sipërfaqeje, që është:

P=F / S

Nga kjo barazi marrim njësimatni Njutonin për metër katror (N/m²). Vlera e 1 N/m^{2 quhet paskal sipas fizikanit francez Blaise Pascal, i cili projektoi barometrin dhe mati presionin atmosferik në lartësi të ndryshme në raport me nivelin e detit.}

Një paskal është një sasi shumë e vogël presioni. Vlera e tij mund të imagjinohet nëse marrim 100 mililitra ujë të distiluar dhe e shpërndajmë në një sipërfaqe prej 1 metër katror. Për shembull, vini re se presioni atmosferik në nivelin e detit është afërsisht 100,000 pascals.

Për hir të plotësimit, vërejmë se sasitë me njësinë matëse të Njutonit të shumëzuar me një metër katror nuk ekzistojnë në fizikë.

Shembull problem

Është e nevojshme të përcaktohet se çfarë pune është bërë nga graviteti nëse trupi bie nga një lartësi e caktuar në sipërfaqen e tokës në 5 sekonda. Merrni peshën e trupit të barabartë me një kilogram.

Graviteti mund të llogaritet duke përdorur formulën:

F=mg=19, 81=9, 81 H

Për të përcaktuar lartësinë nga e cila ka rënë trupi, duhet të përdorni formulën për lëvizje të përshpejtuar në mënyrë të njëtrajtshme pa shpejtësi fillestare:

h=gt² / 2=9,815^{2 / 2=122,625 m}

Për të kryer punën me anë të gravitetit, shumëzoni F dhe h:

A=Fh=9,81122,625 ≈ 1203 J

Graviteti ka bërë punë pozitive prej afërsisht 1200 njuton për metër, ose 1.2 kiloxhaul.