איך מודדים כוח?
למדידת כוח, עיין בכוח הנוסחה השווה לתאוצה המונית כפול (F = M * A). המסה של אובייקט היא כמות החומר שהיא מכילה ומתבטאת בגרמים או קילוגרמים. תאוצה היא שינוי המהירות שהוא המהירות בכיוון נתון, ליחידת זמן. התאוצה מתבטאת בסנטימטרים לשנייה לשנייה, שהיא סנטימטרים לשנייה בריבוע. הכפל את המסה של האובייקט בתאוצה שלו כדי למצוא את ערך הכוח, וציין את התשובה שלך בניוטונים (Ns). אם ברצונך ללמוד כיצד למצוא את התאוצה או את המסה אם אתה מכיר את כוח האובייקט, המשך לקרוא את המאמר!
להלן מספר דברים נוספים שכדאי לזכור כשמדדים כוח: היחידה הסטנדרטית לכוח היא הניוטון (N).
כוח הוא מונח פיזיקלי המוגדר כהשפעה הגורמת לאובייקט לשנות את קצב או כיוון התנועה או הסיבוב שלו. כוח יכול להאיץ עצמים על ידי משיכה או דחיפה בהם. הקשר בין כוח, מסה ותאוצה הוגדר על ידי אייזק ניוטון בחוק התנועה השני שלו, הקובע כי כוח האובייקט הוא תוצר המסה והתאוצה שלו. אם אתה רוצה לדעת כיצד למדוד כוח, פשוט בצע את הצעדים הבאים.
שיטה 1 מתוך 2: למדוד כוח
- 1להבין את הקשר בין כוח, מסה ותאוצה. כוחו של אובייקט הוא פשוט תוצר המסה והתאוצה שלו. ניתן להגדיר קשר זה על ידי הנוסחה הבאה: כוח = מאסה x תאוצה. להלן מספר דברים נוספים שכדאי לזכור כשמדדים כוח:
- היחידה הסטנדרטית למסה היא קילוגרמים (ק"ג).
- היחידה הסטנדרטית להאצה היא m / s 2.
- היחידה הסטנדרטית לכוח היא הניוטון (N). הניוטון הוא יחידת תקן נגזרת. 1N = 1 ק"ג x 1m / s 2.
- 2מדוד את המסה של אובייקט נתון. המסה של אובייקט היא כמות החומר שהיא מכילה. המסה של אובייקט לעולם אינה משתנה, לא משנה באיזה כוכב לכת הוא נמצא; בעוד שמשקל משתנה בהתאם למשיכת הכבידה, המסה שלך זהה בכדור הארץ ובירח. במערכת המטרית המסה יכולה לבוא לידי ביטוי בגרמים או קילוגרמים. נניח שהחפץ שאיתו אנו עובדים הוא משאית שמשקלה 1000 ק"ג.
- כדי למצוא את המסה של אובייקט נתון, הניחו אותו על קורה משולשת או על איזון פאן כפול. זה יחשב את המסה בק"ג או גרם.
- במערכת האנגלית ניתן לבטא את המסה בקילוגרמים. מכיוון שניתן לבטא כוח בכח גם בקילוגרמים, הוטבע המונח "מסת קילו" כדי להבדיל בין השימוש בו. עם זאת, אם אתה מוצא את המסה של אובייקט המשתמש בקילו במערכת האנגלית, עדיף להמיר אותו למערכת המטרית. אם ידוע לך על מסת האובייקט בקילוגרמים, פשוט הכפל אותה ב 0,45 כדי למצוא את המסה בקילוגרמים.
- 3מדוד את תאוצה של האובייקט. בפיזיקה, התאוצה מוגדרת כשינוי מהירות, המוגדר כמהירות בכיוון נתון, ליחידת זמן. בנוסף להגדרה המקובלת של תאוצה כמאיץ, זה גם יכול להיות שאובייקט מאט או משנה כיוון. כמו שניתן למדוד מהירות בעזרת מד מהירות, תאוצה נמדדת במד תאוצה. בואו נגיד שהתאוצה של המשאית של 1000 ק"ג שאנחנו עובדים איתה היא 3m / s 2.
- בשנות השיטה המטרית, מהירות מתבטאת בסנטימטרים לשניים או מטר לשנייה, ואצה מבוטאת סנטימטרים לשניים בריבוע (סנטימטרים לכול בריבוע שני) או מטר לשנייה בריבוע (מטר לכול בריבוע שני).
- במערכת האנגלית, דרך אחת לבטא מהירות היא כמו רגל לשנייה, ולכן התאוצה יכולה להתבטא בכפות רגל בשנייה בריבוע.
למדידת כוח, עיין בכוח הנוסחה השווה לתאוצה המונית כפול (F = M * A). - 4הכפל את המסה של האובייקט בתאוצה שלו. זה ערך הכוח. פשוט חבר את המספרים הידועים למשוואה ותדע את כוח האובייקט. זכור לציין את תשובתך בניוטונים (Ns).
- כוח = מסה x תאוצה
- כוח = 1000 ק"ג x 3m / s 2
- כוח = 3000N
שיטה 2 מתוך 2: מושגים מתקדמים
- 1מצא מסה אם אתה יודע כוח ותאוצה. אם אתה יודע מה הכוח והאצה של אובייקט, פשוט חבר אותם לאותה נוסחה כדי למצוא את המסה של האובייקט. כך תעשה זאת:
- כוח = מסה x תאוצה
- 3N = מסה x 3m / s 2
- מסה = 3N / 3m / s 2
- מסה = 1 ק"ג
- 2מצא תאוצה אם אתה יודע כוח ומסה. אם אתה מכיר את הכוח והמסה של אובייקט, פשוט חבר אותם לאותה נוסחה כדי למצוא את המסה של האובייקט. כך תעשה זאת:
- כוח = מסה x תאוצה
- 10N = 2 ק"ג x תאוצה
- האצה = 10N / 2kg
- האצה = 5 מ '/ שנ' 2
- 3מצא את התאוצה של אובייקט. אם ברצונך למצוא את כוח האובייקט, תוכל לחשב את התאוצה שלו כל עוד אתה יודע את המסה שלו. כל שעליך לעשות הוא להשתמש בנוסחה למציאת האצה של אובייקט. הנוסחה היא (תאוצה = מהירות סופית - מהירות ראשונית) / זמן.
- דוגמה: רץ מגיע למהירות של 6 מ 'לשנייה תוך 10 שניות. מהי התאוצה שלו?
- המהירות הסופית היא 6 מ 'לשנייה. המהירות המקורית היא 0 מ 'לשנייה. הזמן הוא 10s.
- תאוצה = (6 מ / ש - 0 מ '/ שנייה) / 10 שניות = 60 שניות = 0,6 מ' / שנייה 2
- המסה יכולה לבוא לידי ביטוי בשבלולים, עם שבלול השווה למסה של 32,79 ק"ג. שבלול הוא כמות המסה שכוח של 0 ק"ג יכול להאיץ במטר אחד לשנייה בריבוע. כאשר מכפילים מסה בשבלולים בהאצה ברגל לשנייה בריבוע, לא משתמשים בקבוע ההמרה.
מסה של 150 קילוגרמים המואצת ב -10 מטרים לשנייה בריבוע נושאת כוח של פי 150, או 1500 קילוגרם סנטימטרים לשנייה בריבוע. - לפיכך, מסה של 290 ק"ג המסה המואצת ב -5 מטר לשנייה בריבוע נושאת כוח משוער של 640 פעמים 5 חלקי כוח 32 או 45 ק"ג.
- חלק את התוצאה בקבוע המרה אם אתה עובד עם יחידות אנגליות. כפי שצוין לעיל, "פאונד" יכול להיות יחידת מסה או כוח במערכת האנגלית; כאשר משתמשים בו כיחידת כוח, זה נקרא "כוח פאונד". קבוע ההמרה הוא 32,79 ק"ג רגל לכח קילו בריבוע שני; 32,174 הוא ערך התאוצה הנובע מכוח המשיכה של כדור הארץ ברגל לשנייה בריבוע. (כדי לפשט את המתמטיקה כאן, נעוגל לערך 32).
- שים לב שהקשר בין כוח, מסה ותאוצה פירושו שאובייקט בעל מסה נמוכה ותאוצה גבוהה יכול להיות באותו כוח כמו עצם בעל מסה גבוהה ותאוצה נמוכה.
- מסה של 150 קילוגרמים המואצת ב -10 מטרים לשנייה בריבוע נושאת כוח של פי 150, או 1500 קילוגרם סנטימטרים לשנייה בריבוע. (קילוגרם מטר לשנייה בריבוע נקרא ניוטון).
- לכוחות עשויים להיות שמות מיוחדים בהתאם לאופן בו הם פועלים על אובייקט. כוח שגורם לאובייקט להאיץ נקרא דחף, ואילו כוח שגורם לאובייקט להאט נקרא גרור. כוח שמשנה את האופן שבו עצם מסתובב סביב צירו נקרא מומנט.
הקשר בין כוח, מסה ותאוצה הוגדר על ידי אייזק ניוטון בחוק התנועה השני שלו, הקובע כי כוח האובייקט הוא תוצר המסה והתאוצה שלו. - משקל הוא הביטוי למסה שמופעלת על ידי האצה בגלל כוח המשיכה. על פני כדור הארץ תאוצה זו היא כ- 9,8 מטר לשנייה בריבוע (9,80665), או 32 מטר לשנייה בריבוע (32,174). כך, במערכת המטרית, משקל של 100 קילוגרם שוקל כ- 980 ניוטונים, ומסה של 100 גרם שוקלת כ- 980 שושלות. במערכת האנגלית, המסה והמשקל יכולים לבוא לידי ביטוי באותן יחידות, ולכן 45 ק"ג מסה (או קילוגרם-מסה) שוקלים 45 ק"ג (כוח פאונד). מכיוון שקנה מידה קפיצי מודד את משיכת הכבידה על עצם, הוא למעשה מודד משקל ולא מסה. (בשימוש נפוץ אין שום הבחנה, כל עוד הכבידה היחידה הנחשבת היא של פני כדור הארץ.)
- מסה של 20 גרם המואצת ב -5 סנטימטרים לשנייה בריבוע נושאת כוח של פי 20 פי 5, או 100 גרם סנטימטרים לשנייה בריבוע. (גרם סנטימטר לשנייה בריבוע נקרא dyne).
- סולם איזון או קפיץ
- מד תאוצה
- עיפרון ונייר או מחשבון
שאלות ותשובות
- מהו כוח כוח משיכה?כוח הנגרם על ידי אובייקט מאסיבי (בניגוד לאובייקט חסר המונים). ישנן תיאוריות שונות לגבי אופן פעולת הכבידה. קל ביותר להבין וליישם את ניוטון, אך משתמשים בתיאוריות עדכניות יותר (כגון תורת היחסות הכללית) כאשר יש צורך בדיוק מוגבר.
- מה הנוסחה לאנרגיה קינטית?הנוסחה הבסיסית לאנרגיה קינטית היא מסה x מהירות בריבוע, חלקי 2.
- מהי תנועה המונית?תנועה המונית היא תנועה של חומר עילי הנגרם על ידי כוח הכבידה. המפולות והמפולות הן דוגמאות לתנועות פתאומיות מאוד מסוג זה. גורמים גיאולוגיים כמו מים, רוח וקרח כולם עובדים בכוח המשיכה כדי לגרום גם ליישור של קרקע.
- מה ההבדל בין משקל לכוח?משקל הוא סוג מסוים של כוח הנגרם על ידי שדה כוח משיכה הפועל על מסה.
- האם ניתן למדוד את כוחו של אובייקט נייח?כן. אתה יכול למדוד את כוח הכבידה המושך את האובייקט. פשוט השתמש בקבוע הכבידה להאצת האובייקט.
