Tugevus (füüsiline suurus). Võimsuse ühikud. Dünamomeeter

Me kõik oleme elus harjunud kasutama võrdlevas kirjelduses sõna tugevus, öeldes, et mehed on tugevamad kui naised, traktor on tugevam kui auto, lõvi on tugevam kui antiloop.

Jõud on füüsikas määratletud kui kehade vastasmõjul toimuva keha kiiruse muutuse mõõt. Kui jõud on mõõt ja me saame võrrelda erinevate jõudude rakendamist, siis on see füüsikaline suurus, mida saab mõõta. Millistes ühikutes jõudu mõõdetakse?

Jõuüksused

Inglise füüsiku Isaac Newtoni auks, kes tegi tohutuid uuringuid erinevate jõuliikide olemasolu ja kasutamise olemuse kohta, aktsepteeritakse füüsikas jõuühikuna 1 njuutonit (1 N). Mis on jõud 1 N? Füüsikas ei valita lihtsalt mõõtühikuid, vaid sõlmitakse erikokkulepe nende ühikutega, mis on juba kasutusele võetud.

Kogemusest ja katsetest teame, et kui keha on puhkeasendis ja sellele mõjub jõud, siis keha selle jõu mõjul muudab oma kiirust. Vastavalt sellele valiti jõu mõõtmiseks mõõtühik, mis iseloomustaks keha kiiruse muutust. Ja ärge unustage, et on olemas ka keha mass, kuna on teada, et sama jõu korral on erinevatele objektidele avalduv mõju erinev. Võime palli kaugele visata, aga munakivi lendab palju lühemalt eemale. See tähendab, et kõiki tegureid arvesse võttes jõuame definitsioonini, et kehale rakendatakse jõudu 1 N, kui keha massiga 1 kg muudab selle jõu mõjul oma kiirust 1 m / s. 1 sekundi jooksul.

Gravitatsiooni ühik

Meid huvitab ka gravitatsiooniühik. Kuna me teame, et Maa tõmbab enda poole kõik oma pinnal olevad kehad, siis on tõmbejõud olemas ja seda saab mõõta. Ja jällegi, me teame, et külgetõmbejõud sõltub keha massist. Mida suurem on keha mass, seda tugevamini Maa teda tõmbab. Eksperimentaalselt on kindlaks tehtud, et 102 grammi massiga kehale mõjuv gravitatsioonijõud on 1 N. Ja 102 grammi on umbes kümnendik kilogrammist. Ja kui täpsem olla, kui 1 kg jagada 9,8 osaks, siis saame lihtsalt umbes 102 grammi.

Kui 102 grammi kaaluvale kehale mõjub jõud 1 N, siis 1 kg kaaluvale kehale mõjub jõud 9,8 N. Vabalangemise kiirendust tähistatakse tähega g. Ja g on 9,8 N/kg. See on jõud, mis mõjub kehale massiga 1 kg, kiirendades seda iga sekundiga 1 m / s. Selgub, et suurelt kõrguselt kukkuv keha võtab lennu ajal väga suure kiiruse. Miks siis lumehelbed ja vihmapiisad üsna rahulikult langevad? Neil on väga väike mass ja maa tõmbab neid väga nõrgalt enda poole. Ja õhutakistus on nende jaoks üsna suur, nii et nad lendavad Maale mitte väga suure, pigem sama kiirusega. Aga meteoriidid näiteks Maale lähenedes saavad väga suure kiiruse ja maandumisel tekib korralik plahvatus, mis sõltub vastavalt meteoriidi suurusest ja massist.

Teame juba, et kehade vastastikmõju kirjeldamiseks kasutatakse füüsikalist suurust, mida nimetatakse jõuks. Selles õppetükis vaatleme lähemalt selle suuruse omadusi, jõuühikuid ja seadet, millega seda mõõdetakse - dünamomeetriga.

Teema: Kehade vastastikmõju

Õppetund: Jõuühikud. Dünamomeeter

Kõigepealt meenutagem, mis on jõud. Kui kehale mõjub teine ​​keha, siis füüsikud ütlevad, et sellele kehale mõjub teisest kehast tulenev jõud.

Jõud on füüsikaline suurus, mis iseloomustab ühe keha mõju teisele.

Tugevust tähistatakse ladina tähega F, ja jõuühikut inglise füüsiku Isaac Newtoni auks nimetatakse newton(kirjutame väikese tähega!) ja tähistatakse H (kirjutame suure tähega, kuna ühik on nime saanud teadlase järgi). Niisiis,

Koos njuutoniga kasutatakse mitme- ja osajõuühikuid:

kilonewton 1 kN = 1000 N;

meganewton 1 MN = 1000000 N;

millinewton 1 mN = 0,001 N;

mikronewton 1 µN = 0,000001 N jne.

Jõu mõjul muutub keha liikumiskiirus. Teisisõnu, keha hakkab liikuma mitte ühtlaselt, vaid kiirendatult. Täpsemalt, ühtlaselt kiirendatud: võrdsete ajavahemike korral muutub keha kiirus võrdselt. Täpselt nii kiiruse muutus Füüsikud kasutavad jõu mõjul olevaid kehasid jõuühiku määramiseks 1 N.

Uute füüsikaliste suuruste mõõtühikuid väljendatakse nn põhiühikute – massi-, pikkuse-, ajaühikute – kaudu. SI-süsteemis on see kilogramm, meeter ja sekund.

Olgu mingi jõu mõjul keha kiirus kaaluga 1 kg muudab kiirust 1 m/s iga sekundi kohta. Just seda jõudu võetaksegi 1 njuuton.

üks njuuton (1 N) on jõud, mille mõjul keha mass 1 kg muudab selle kiirust 1 m/s iga sekund.

Eksperimentaalselt on kindlaks tehtud, et 102 g massiga kehale Maa pinna lähedal mõjuv gravitatsioonijõud on 1 N. 102 g mass on ligikaudu 1/10 kg, täpsemalt öeldes

See aga tähendab, et 1 kg massiga ehk 9,8 korda suurema massiga kehal on Maa pinna lähedal gravitatsioonijõud 9,8 N. Seega selleks, et leida mõjuv gravitatsioonijõud mis tahes massiga kehal peate korrutama massi väärtuse (kg) koefitsiendiga, mida tavaliselt tähistatakse tähega g:

Näeme, et see koefitsient on arvuliselt võrdne raskusjõuga, mis mõjub kehale massiga 1 kg. See kannab nime gravitatsiooni kiirendus . Nime päritolu on tihedalt seotud 1 njuutoni jõu määratlusega. Lõppude lõpuks, kui 1 kg massiga kehale mõjub jõud 9,8 N, mitte 1 N, siis selle jõu mõjul muudab keha kiirust (kiireneb) mitte 1 m/s, vaid 9,8 võrra. m/s iga sekund. Gümnaasiumis hakatakse seda teemat lähemalt käsitlema.

Nüüd saate kirjutada valemi, mis võimaldab arvutada suvalise massiga kehale mõjuva gravitatsioonijõu m(joonis 1).

Riis. 1. Raskusjõu arvutamise valem

Peaksite teadma, et vaba langemise kiirendus on võrdne 9,8 N/kg ainult Maa pinnal ja väheneb kõrgusega. Näiteks 6400 km kõrgusel Maast on see 4 korda väiksem. Probleemide lahendamisel jätame selle sõltuvuse aga tähelepanuta. Lisaks mõjub gravitatsioon ka Kuule ja teistele taevakehadele ning igal taevakehal on vabalangemise kiirendusel oma väärtus.

Praktikas on sageli vaja jõudu mõõta. Selleks kasutatakse seadet, mida nimetatakse dünamomeetriks. Dünamomeetri aluseks on vedru, millele rakendatakse mõõdetavat jõudu. Igal dünamomeetril on lisaks vedrule ka skaala, millele kantakse jõu väärtused. Üks vedru otstest on varustatud noolega, mis näitab skaalal, milline jõud dünamomeetrile mõjub (joonis 2).

Riis. 2. Dünamomeetri seade

Olenevalt dünamomeetris kasutatava vedru elastsusomadustest (selle jäikusest) võib vedru sama jõu mõjul rohkem või vähem pikneda. See võimaldab valmistada erineva mõõtepiiriga dünamomeetreid (joonis 3).

Riis. 3. Dünamomeetrid mõõtepiiriga 2 N ja 1 N

Seal on dünamomeetrid, mille mõõtepiir on mitu kilonjuutonit ja rohkemgi. Nad kasutavad väga suure jäikusega vedru (joonis 4).

Riis. 4. Dünamomeeter mõõtepiiriga 2 kN

Kui koorem riputatakse dünamomeetrile, saab koormuse massi määrata dünamomeetri näitude järgi. Näiteks kui dünamomeeter, mille külge on riputatud koormus, näitab jõudu 1 N, siis on koormuse mass 102 g.

Pöörakem tähelepanu asjaolule, et jõul pole mitte ainult numbriline väärtus, vaid ka suund. Selliseid suurusi nimetatakse vektorsuurusteks. Näiteks kiirus on vektorsuurus. Jõud on ka vektorsuurus (nad ütlevad ka, et jõud on vektor).

Kaaluge järgmist näidet:

2 kg kaaluv keha riputatakse vedru külge. On vaja kujutada gravitatsioonijõudu, millega Maa seda keha tõmbab, ja keha kaalu.

Tuletage meelde, et gravitatsioon mõjub kehale ja kaal on jõud, millega keha mõjutab vedrustust. Kui vedrustus on paigal, on raskuse arvväärtus ja suund sama, mis gravitatsioonil. Kaal, nagu gravitatsioon, arvutatakse joonisel fig. 1. Mass 2 kg tuleb korrutada vabalangemise kiirendusega 9,8 N/kg. Mitte liiga täpsete arvutuste korral eeldatakse, et vabalangemise kiirendus on sageli 10 N / kg. Siis on raskusjõud ja kaal ligikaudu 20 N.

Gravitatsiooni- ja kaaluvektorite kuvamiseks joonisel on vaja valida ja joonisel näidata skaala teatud jõu väärtusele (näiteks 10 N) vastava segmendi kujul.

Joonisel kujutatud keha on kujutatud pallina. Raskusjõu rakenduspunkt on selle palli keskpunkt. Jõudu kujutame noolena, mille algus asub jõu rakendumispunktis. Suuname noole vertikaalselt alla, kuna gravitatsioon on suunatud Maa keskpunkti poole. Noole pikkus vastavalt valitud skaalale võrdub kahe segmendiga. Noole kõrval kujutame tähte , mis tähistab gravitatsioonijõudu. Kuna joonisel märkisime jõu suuna, asetatakse tähe kohale väike nool, et rõhutada seda, mida kujutame. vektor suurus.

Kuna kardaanile kantakse kere raskus, siis asetame raskust tähistava noole alguse kardaani põhja. Joonistades jälgime ka mõõtkava. Järgmisena asetame raskust tähistava tähe, unustamata asetada väikest noolt tähe kohale.

Ülesande täielik lahendus näeb välja selline (joonis 5).

Riis. 5. Probleemi vormistatud lahendus

Pöörake veel kord tähelepanu asjaolule, et ülaltoodud probleemi puhul osutusid arvulised väärtused ja gravitatsiooni ja kaalu suunad samaks, kuid rakenduspunktid olid erinevad.

Mis tahes jõu arvutamisel ja kuvamisel tuleb arvestada kolme teguriga:

jõu arvväärtus (moodul);

jõu suund

jõu rakendamise punkt.

Jõud on füüsikaline suurus, mis kirjeldab ühe keha mõju teisele. Tavaliselt tähistatakse seda tähega F. Jõu ühik on njuuton. Gravitatsiooni väärtuse arvutamiseks on vaja teada vaba langemise kiirendust, mis Maa pinnal on 9,8 N/kg. Sellise jõuga tõmbab Maa ligi 1 kg massiga keha. Jõu kujutamisel on vaja arvestada selle arvväärtust, suunda ja rakenduspunkti.

Bibliograafia

  1. Perõškin A. V. Füüsika. 7 rakku - 14. väljaanne, stereotüüp. - M.: Bustard, 2010.
  2. Peryshkin A. V. Füüsikaülesannete kogu, 7-9 rakku: 5. väljaanne, stereotüüp. - M: Eksamikirjastus, 2010.
  3. Lukašik V. I., Ivanova E. V. Füüsikaülesannete kogu haridusasutuste 7.-9. klassile. - 17. väljaanne. - M.: Valgustus, 2004.
  1. Üks digitaalsete õpperessursside kogu ().
  2. Üks digitaalsete õpperessursside kogu ().
  3. Üks digitaalsete õpperessursside kogu ().

Kodutöö

  1. Lukašik V. I., Ivanova E. V. Füüsikaülesannete kogumik 7.-9. klassile nr 327, 335-338, 351.

Füüsika eksamipiletid

9. klass

Pileti number 1

mehaaniline liikumine. Tee. Kiirus, kiirendus.

Takistit läbiva voolu ja sellel oleva pinge mõõtmine, traattakisti takistuse arvutamine.

Ülesanne on arvutada välja soojushulk, mis on vajalik keha soojendamiseks.

mehaaniline liikumine- keha asukoha muutumine ruumis teiste kehade suhtes aja jooksul.

Tee- trajektoori pikkus, mida mööda keha mõnda aega liigub. Tähistatakse tähega s ja mõõdetakse meetrites (m). Arvutatakse valemi järgi

Kiirus on vektorsuurus, mis võrdub teekonna ja selle läbitud aja suhtega. Määrab nii liikumiskiiruse kui ka selle suuna antud ajahetkel. Tähistatakse tähega ʋ või

ja seda mõõdetakse meetrites sekundis (). Arvutatakse valemi järgi

Kiirendus ühtlaselt kiirendatud liikumisega on vektorsuurus, mis on võrdne kiiruse muutuse ja ajavahemiku suhtega, mille jooksul see muutus toimus. Määrab kiiruse muutumise kiiruse suuruses ja suunas. Tähistatakse tähega a või

ja seda mõõdetakse meetrites ruudus sekundis (). Arvutatakse valemi järgi

Pileti number 2

Inertsi nähtus. Newtoni esimene seadus. Jõudude tugevus ja koosseis. Newtoni teine ​​seadus.

Voolu ja pinge mõõtmine vooluahela erinevates osades juhtide jada(rööp)ühendusega, tulemuste analüüs.

Õhuniiskuse arvutamise ülesanne.

Inertsiks nimetatakse nähtust, mis hoiab keha kiirust teiste kehade tegevuse puudumisel.

Newtoni esimene seadus: on olemas tugisüsteemid, mille suhtes kehad hoiavad oma kiirust muutumatuna, kui teised kehad neile ei mõju.

Nimetatakse tugiraame, kus inertsiseadus on täidetud inertne.

Võrdlusraamistikud, kus inertsiseadus ei ole täidetud - mitteinertne.

Tugevus- vektorkogus. Ja see on kehade vastasmõju mõõt. Tähistatakse tähega F või

ja seda mõõdetakse njuutonites (N)

Nimetatakse jõudu, mis avaldab kehale sama mõju kui mitmel samaaegselt mõjuval jõul nende jõudude tulemusena .

Mööda ühte sirget ühes suunas suunatud jõudude resultant on suunatud samas suunas ja selle moodul on võrdne komponentjõudude moodulite summaga.

Mööda üht sirget vastassuundades suunatud jõudude resultant on suunatud absoluutväärtuses suurema jõu poole ja selle moodul on võrdne komponentjõudude moodulite vahega.

Mida suurem on kehale rakendatavate jõudude resultant, seda suurem on keha kiirendus. Jõu vähendamisel poole võrra väheneb ka kiirendus poole võrra, s.t.

Tähendab, kiirendus, millega konstantse massiga keha liigub, on otseselt võrdeline sellele kehale rakenduva jõuga, mille tulemusena toimub kiirendus.

Kehakaalu kahekordistamisel väheneb kiirendus poole võrra, s.o.

. Tähendab, kiirendus, millega keha konstantse jõuga liigub, on pöördvõrdeline selle keha massiga.

Kvantitatiivset seost kehamassi, kiirenduse ja kehale mõjuvate jõudude resultandi vahel nimetatakse Newtoni teine ​​seadus.

Newtoni teine ​​seadus: keha kiirendus on otseselt võrdeline resultaadiga kehale mõjuvad jõud, mis on pöördvõrdelised selle massiga.

Matemaatiliselt väljendatakse Newtoni teist seadust valemiga:

Pileti number 3

Newtoni kolmas seadus. Pulss. Impulsi jäävuse seadus. Reaktiivjõu seletus impulsi jäävuse seadusest lähtuvalt.

Lambipirni läbiva voolu tugevuse ja sellel oleva pinge mõõtmine, elektrivoolu võimsuse arvutamine.

Tuumareaktsiooni võrrandi koostamise ülesanne.

Newtoni kolmas seadus: jõud, millega kaks keha teineteisele mõjuvad, on suuruselt võrdsed ja vastassuunalised.

Matemaatiliselt väljendatakse Newtoni kolmandat seadust järgmiselt:

keha hoog- vektorsuurus, mis võrdub keha massi ja selle kiiruse korrutisega. Tähistatakse tähega

ja seda mõõdetakse kilogrammides meetri kohta sekundis (). Arvutatakse valemi järgi -

impulsi jäävuse seadus: kehade momentide summa enne vastastikmõju on võrdne vastasmõju järgse summaga.

Vaatleme reaktiivjõudu, mis põhineb õhupalli liikumisel, millest väljub õhujuga.

Impulsi jäävuse seaduse järgi peab kahest kehast koosneva süsteemi koguimpulss jääma samaks, mis oli enne õhu väljavoolu algust, s.o. võrdne nulliga. Seetõttu hakkab pall liikuma õhujoale vastassuunas sama kiirusega, mis on võrdne õhujoa impulsi mooduliga.

Pileti number 4

Gravitatsioon. Vabalangus. Gravitatsiooni kiirendus. Universaalse gravitatsiooni seadus.

Takistit läbiva voolu tugevuse ja sellel oleva pinge mõõtmine, joonistades voolutugevuse sõltuvuse pingest.

Ülesandeks on kuuma ja külma vee segamisel lõpliku temperatuuri määramine.

Gravitatsioon- jõud, millega Maa tõmbab keha enda poole. Tähistatakse

või

Vabalangus- kehade liikumine gravitatsiooni mõjul.

, ,

Maa teatud kohas langevad kõik kehad, olenemata nende massist ja muudest füüsikalistest omadustest, ühesuguse kiirendusega.

Seda kiirendust nimetatakse vabalangemise kiirendus ja on tähistatud tähega

või . See

Gravitatsiooniseadus: mis tahes kaks keha tõmbuvad teineteise poole jõuga, mis on otseselt võrdeline nende mõlema massiga ja pöördvõrdeline nendevahelise kauguse ruuduga.

G – gravitatsioonikonstant

G \u003d 6,67 10-11 N m 2 / kg 2

Pileti number 5

Elastne jõud. Dünamomeetri seadme ja tööpõhimõtte selgitus. Hõõrdejõud.

Hõõrdumine looduses ja tehnoloogias.

Alalisvoolu magnetilise toime jälgimine. Kvalitatiivsete katsete koostamine magnetvälja suuna sõltuvuse uurimiseks voolu suunast ja suurusest.

Ülesanne arvutada keha mass selle tiheduse järgi.

Jõudu, mis tekib kehas selle deformeerumise tagajärjel ja kipub keha tagasi viima algsesse asendisse nimetatakse nn. elastsusjõud. Tähistatakse

. See leitakse valemi järgi. .

Dünamomeeter- seade jõu mõõtmiseks.

Dünamomeetri põhiosa moodustab terasvedru, millele antakse olenevalt seadme otstarbest erinev kuju. Lihtsaima dünamomeetri seade põhineb mis tahes jõu ja vedru elastsusjõu võrdlemisel.

Kui üks keha puutub kokku teisega, tekib vastastikmõju, mis takistab nende suhtelist liikumist, mida nimetatakse hõõrdumine. Ja seda vastasmõju iseloomustavat jõudu nimetatakse hõõrdejõud. Esineb staatiline hõõrdumine, libisemishõõrdumine ja veerehõõrdumine.

Ilma puhkamise hõõrdumiseta ei saaks inimesed ega loomad maa peal kõndida, sest. Kõndides surume jalgadega maast lahti. Kui hõõrdumist poleks, libiseksid esemed käte vahelt välja. Hõõrdejõud peatab auto pidurdamisel, kuid ilma staatilise hõõrdumiseta ei saaks see liikuma hakata. Paljudel juhtudel on hõõrdumine kahjulik ja sellega tuleb tegeleda. Hõõrdumise vähendamiseks muudetakse kontaktpinnad siledaks ja nende vahele viiakse määrdeaine. Masinate ja tööpinkide pöörlevate võllide hõõrdumise vähendamiseks on need toetatud laagritele.

Pileti number 6

Surve. Atmosfääri rõhk. Pascali seadus. Archimedese seadus.

Induktsioonivoolu saamise erinevate võimaluste vaatlemine. Kvalitatiivsete katsete seadistamine, kuid induktsioonivoolu suuruse ja suuna muutmine.

Mehaanilise töö arvutamise ülesanne.

Teame juba, et kehade vastastikmõju kirjeldamiseks kasutatakse füüsikalist suurust, mida nimetatakse jõuks. Selles õppetükis vaatleme lähemalt selle suuruse omadusi, jõuühikuid ja seadet, millega seda mõõdetakse - dünamomeetriga.

Teema: Kehade vastastikmõju

Õppetund: Jõuühikud. Dünamomeeter

Kõigepealt meenutagem, mis on jõud. Kui kehale mõjub teine ​​keha, siis füüsikud ütlevad, et sellele kehale mõjub teisest kehast tulenev jõud.

Jõud on füüsikaline suurus, mis iseloomustab ühe keha mõju teisele.

Tugevust tähistatakse ladina tähega F, ja jõuühikut inglise füüsiku Isaac Newtoni auks nimetatakse newton(kirjutame väikese tähega!) ja tähistatakse H (kirjutame suure tähega, kuna ühik on nime saanud teadlase järgi). Niisiis,

Koos njuutoniga kasutatakse mitme- ja osajõuühikuid:

kilonewton 1 kN = 1000 N;

meganewton 1 MN = 1000000 N;

millinewton 1 mN = 0,001 N;

mikronewton 1 µN = 0,000001 N jne.

Jõu mõjul muutub keha liikumiskiirus. Teisisõnu, keha hakkab liikuma mitte ühtlaselt, vaid kiirendatult. Täpsemalt, ühtlaselt kiirendatud: võrdsete ajavahemike korral muutub keha kiirus võrdselt. Täpselt nii kiiruse muutus Füüsikud kasutavad jõu mõjul olevaid kehasid jõuühiku määramiseks 1 N.

Uute füüsikaliste suuruste mõõtühikuid väljendatakse nn põhiühikute – massi-, pikkuse-, ajaühikute – kaudu. SI-süsteemis on see kilogramm, meeter ja sekund.

Olgu mingi jõu mõjul keha kiirus kaaluga 1 kg muudab kiirust 1 m/s iga sekundi kohta. Just seda jõudu võetaksegi 1 njuuton.

üks njuuton (1 N) on jõud, mille mõjul keha mass 1 kg muudab selle kiirust 1 m/s iga sekund.

Eksperimentaalselt on kindlaks tehtud, et 102 g massiga kehale Maa pinna lähedal mõjuv gravitatsioonijõud on 1 N. 102 g mass on ligikaudu 1/10 kg, täpsemalt öeldes

See aga tähendab, et 1 kg massiga ehk 9,8 korda suurema massiga kehal on Maa pinna lähedal gravitatsioonijõud 9,8 N. Seega selleks, et leida mõjuv gravitatsioonijõud mis tahes massiga kehal peate korrutama massi väärtuse (kg) koefitsiendiga, mida tavaliselt tähistatakse tähega g:

Näeme, et see koefitsient on arvuliselt võrdne raskusjõuga, mis mõjub kehale massiga 1 kg. See kannab nime gravitatsiooni kiirendus . Nime päritolu on tihedalt seotud 1 njuutoni jõu määratlusega. Lõppude lõpuks, kui 1 kg massiga kehale mõjub jõud 9,8 N, mitte 1 N, siis selle jõu mõjul muudab keha kiirust (kiireneb) mitte 1 m/s, vaid 9,8 võrra. m/s iga sekund. Gümnaasiumis hakatakse seda teemat lähemalt käsitlema.

Nüüd saate kirjutada valemi, mis võimaldab arvutada suvalise massiga kehale mõjuva gravitatsioonijõu m(joonis 1).

Riis. 1. Raskusjõu arvutamise valem

Peaksite teadma, et vaba langemise kiirendus on võrdne 9,8 N/kg ainult Maa pinnal ja väheneb kõrgusega. Näiteks 6400 km kõrgusel Maast on see 4 korda väiksem. Probleemide lahendamisel jätame selle sõltuvuse aga tähelepanuta. Lisaks mõjub gravitatsioon ka Kuule ja teistele taevakehadele ning igal taevakehal on vabalangemise kiirendusel oma väärtus.

Praktikas on sageli vaja jõudu mõõta. Selleks kasutatakse seadet, mida nimetatakse dünamomeetriks. Dünamomeetri aluseks on vedru, millele rakendatakse mõõdetavat jõudu. Igal dünamomeetril on lisaks vedrule ka skaala, millele kantakse jõu väärtused. Üks vedru otstest on varustatud noolega, mis näitab skaalal, milline jõud dünamomeetrile mõjub (joonis 2).

Riis. 2. Dünamomeetri seade

Olenevalt dünamomeetris kasutatava vedru elastsusomadustest (selle jäikusest) võib vedru sama jõu mõjul rohkem või vähem pikneda. See võimaldab valmistada erineva mõõtepiiriga dünamomeetreid (joonis 3).

Riis. 3. Dünamomeetrid mõõtepiiriga 2 N ja 1 N

Seal on dünamomeetrid, mille mõõtepiir on mitu kilonjuutonit ja rohkemgi. Nad kasutavad väga suure jäikusega vedru (joonis 4).

Riis. 4. Dünamomeeter mõõtepiiriga 2 kN

Kui koorem riputatakse dünamomeetrile, saab koormuse massi määrata dünamomeetri näitude järgi. Näiteks kui dünamomeeter, mille külge on riputatud koormus, näitab jõudu 1 N, siis on koormuse mass 102 g.

Pöörakem tähelepanu asjaolule, et jõul pole mitte ainult numbriline väärtus, vaid ka suund. Selliseid suurusi nimetatakse vektorsuurusteks. Näiteks kiirus on vektorsuurus. Jõud on ka vektorsuurus (nad ütlevad ka, et jõud on vektor).

Kaaluge järgmist näidet:

2 kg kaaluv keha riputatakse vedru külge. On vaja kujutada gravitatsioonijõudu, millega Maa seda keha tõmbab, ja keha kaalu.

Tuletage meelde, et gravitatsioon mõjub kehale ja kaal on jõud, millega keha mõjutab vedrustust. Kui vedrustus on paigal, on raskuse arvväärtus ja suund sama, mis gravitatsioonil. Kaal, nagu gravitatsioon, arvutatakse joonisel fig. 1. Mass 2 kg tuleb korrutada vabalangemise kiirendusega 9,8 N/kg. Mitte liiga täpsete arvutuste korral eeldatakse, et vabalangemise kiirendus on sageli 10 N / kg. Siis on raskusjõud ja kaal ligikaudu 20 N.

Gravitatsiooni- ja kaaluvektorite kuvamiseks joonisel on vaja valida ja joonisel näidata skaala teatud jõu väärtusele (näiteks 10 N) vastava segmendi kujul.

Joonisel kujutatud keha on kujutatud pallina. Raskusjõu rakenduspunkt on selle palli keskpunkt. Jõudu kujutame noolena, mille algus asub jõu rakendumispunktis. Suuname noole vertikaalselt alla, kuna gravitatsioon on suunatud Maa keskpunkti poole. Noole pikkus vastavalt valitud skaalale võrdub kahe segmendiga. Noole kõrval kujutame tähte , mis tähistab gravitatsioonijõudu. Kuna joonisel märkisime jõu suuna, asetatakse tähe kohale väike nool, et rõhutada seda, mida kujutame. vektor suurus.

Kuna kardaanile kantakse kere raskus, siis asetame raskust tähistava noole alguse kardaani põhja. Joonistades jälgime ka mõõtkava. Järgmisena asetame raskust tähistava tähe, unustamata asetada väikest noolt tähe kohale.

Ülesande täielik lahendus näeb välja selline (joonis 5).

Riis. 5. Probleemi vormistatud lahendus

Pöörake veel kord tähelepanu asjaolule, et ülaltoodud probleemi puhul osutusid arvulised väärtused ja gravitatsiooni ja kaalu suunad samaks, kuid rakenduspunktid olid erinevad.

Mis tahes jõu arvutamisel ja kuvamisel tuleb arvestada kolme teguriga:

jõu arvväärtus (moodul);

jõu suund

jõu rakendamise punkt.

Jõud on füüsikaline suurus, mis kirjeldab ühe keha mõju teisele. Tavaliselt tähistatakse seda tähega F. Jõu ühik on njuuton. Gravitatsiooni väärtuse arvutamiseks on vaja teada vaba langemise kiirendust, mis Maa pinnal on 9,8 N/kg. Sellise jõuga tõmbab Maa ligi 1 kg massiga keha. Jõu kujutamisel on vaja arvestada selle arvväärtust, suunda ja rakenduspunkti.

Bibliograafia

  1. Perõškin A. V. Füüsika. 7 rakku - 14. väljaanne, stereotüüp. - M.: Bustard, 2010.
  2. Peryshkin A. V. Füüsikaülesannete kogu, 7-9 rakku: 5. väljaanne, stereotüüp. - M: Eksamikirjastus, 2010.
  3. Lukašik V. I., Ivanova E. V. Füüsikaülesannete kogu haridusasutuste 7.-9. klassile. - 17. väljaanne. - M.: Valgustus, 2004.
  1. Üks digitaalsete õpperessursside kogu ().
  2. Üks digitaalsete õpperessursside kogu ().
  3. Üks digitaalsete õpperessursside kogu ().

Kodutöö

  1. Lukašik V. I., Ivanova E. V. Füüsikaülesannete kogumik 7.-9. klassile nr 327, 335-338, 351.

Juhend

Lihaste tugevust saab määrata erineva konstruktsiooniga dünamomeetrite abil. Käe lihaste tugevus määratakse Collen dünamomeetriga. Dünamomeeter asetatakse peopesale ja pigistatakse sõrmedega maksimaalse pingutusega. Tulemus on ja on tugevuse näitaja. Küünarliigese erinevate asendite korral muutub käe lihaste tugevus. Küünarliigese vabas asendis on see kõrgem, nurgaga õla suhtes 160–170 kraadi. Painutatud olekus (10-15 kraadi) tugevusnäitaja väheneb ja maksimaalselt väljatõmmatud (190-200 kraadi) korral muutub see minimaalseks. Arvukate uuringute kohaselt on tõstjatel kõrgeimad jõunäitajad. Pagasiruumi sirutajate tugevust mõõdetakse pingidünamomeetriga. Dünamomeetri keeruliste seadistustega saab mõõta peaaegu kõiki suuri inimese lihaseid: puusapainutajaid ja -sirutajalihaseid, õlalihaseid, kehatüvepainutajaid jne. Spordiambulatooriumid on varustatud dünamomeetritega, et jälgida füüsiliste näitajate kasvudünaamikat.

Jõusaalis määrab lihaste dünaamilise jõu konkreetse harjutuse maksimaalne jõudlus. Raskekaalus avaldub jõud kahes võistlusharjutuses – rebimine ning puhas ja jõnks. Jõutõstmises - lamades surumine, kükk ja jõutõstmine. Koormus lihastele on kahel liigil erinev, sest jõnksu sooritamiseks on vaja anda ka mürsule kiirendus, näidata plahvatuslikku jõudu.

Kui te pole raskuste tõstmises uustulnuk ja külastate regulaarselt vähemalt jõusaali, saate ise mõõta lihaste dünaamilist tugevust. Kõigepealt soojendage korralikult tühja kangiga (tehke 10-12 kordust), seejärel lisage järk-järgult raskust ja vähendage korduste arvu. Kui tunnete, et kangi kaal on piiri lähedal, tehke 1 kordus ja lisage iga uue lähenemisega veidi rohkem kettaid. Kasutage kindlasti kindlustust selliste harjutuste puhul nagu kükk ja lamades surumine. Kindlustust teostavad mõlema poole treenitud sportlased. Kükkide ja jõutõstete tegemisel kandke kindlasti vööd ja hoidke selg sirge.

Kasulikud nõuanded

Sõltuvalt kellaajast ja inimese füüsilisest seisundist võivad jõunäitajad varieeruda, seega on testimine kõige parem teha päevasel ajal pärast 2-3-päevast puhkust füüsilisest pingutusest.

Kaal inimene on üks selle tähtsamaid füüsilisi omadusi. Lõppude lõpuks toovad nii ala- kui ka ülekaal aja jooksul kaasa terviseprobleeme. Optimaalse kaalu õigeks arvutamiseks inimene tuleb arvestada paljude erinevate teguritega. Kõige tähtsam on hakata võimalikult kiiresti tegema "vigade kallal tööd" toitumises ja elustiilis.

Sa vajad

  • Kaalud, stadiomeeter

Juhend

Traditsiooniline lähenemisviis kaalu arvutamisel on kasutada üldtunnustatud pikkuse ja kaalu suhet. Seal on üks, mis ütleb teile, milline kaal on konkreetse pikkuse jaoks optimaalne. Selle mugavus seisneb selles, et õige kaalu saab väga hästi välja arvutada. Tavakaalu arvutamiseks on veelgi lihtsustatud lähenemisviis inimene tema poolt. See on nn Lorenz.

Kõigepealt vajate kasvu (peate seda tegema võimalikult täpselt, eelistatavalt meditsiinilise kõrgusmõõturi abil). Optimaalse kaalu arvutamine Lorenzi valemi abil on kõige lihtsam. Vaja ära võtta inimene sada sentimeetrit ja lahutage sellest väärtusest (kõrgus sentimeetrites "miinus 150") jagatuna 2-ga. Optimaalse kaalu arvutamise lihtsustamiseks ja arvutustes mitte vigade tegemiseks võite kasutada spetsiaalseid programme. Ühe neist liides on näidatud joonisel.