Paino kaava

Arkielämässä ja jokapäiväisessä elämässä "massan" ja "painon" käsitteet ovat täysin identtisiä, vaikka niiden semanttinen arvo on pohjimmiltaan erilainen. Kysymys "Mikä on painosi?" Tarkoitamme "kuinka monta kiloa sinussa on?". Kuitenkin kysymys, jolla yritämme selventää tätä tosiasiaa, vastaus annetaan ei kilogrammoina, vaan intonot. Minun täytyy palata fysiikan kouluihin.

Kehon paino mittaa voimakkuutta, jolla elin painaa tukea tai ripustusta.

Vertailun vuoksi ruumiinpaino oli aiemmin määritelty "aineen määräksi", nykyinen määritelmä kuulostaa näin:

Massa on fyysinen määrä, joka heijastaa kehon kykyä inertiaan ja mittaa sen gravitaatioominaisuuksia.

Yleinen käsite on jonkin verran laajempi kuin tässä esitetty, mutta tehtävämme on hieman erilainen. On melko tarpeellista ymmärtää tosiasiallinen ero massan ja painon välillä.

Lisäksi massan mittayksikkö on kilogrammaa ja painot (jonkinlaisena voimana) ovat newtons.

Ja ehkä tärkein ero painon ja massan välillä on itse painokehä, joka näyttää tältä:

P = mg

Jos P on todellinen ruumiinpaino (Newtonissa), m on sen massa kilogrammoina ja g on painovoiman kiihtyvyys , joka ilmaistaan yleensä 9,8 N / kg.

Toisin sanoen painon kaava voidaan ymmärtää tässä esimerkissä:

Painon paino määräytyy 1 kg: n painosta stationaarisesta dynamometristä . Koska keho ja dynamometri itsessään ovat levossa, voit turvallisesti moninkertaistaa massan painovoiman kiihtyvyyden. Meillä on: 1 (kg) x 9,8 (N / kg) = 9,8 N. Se on tällaisella voiman painolla dynamometrillä. Siksi on selvää, että kehon paino on yhtä suuri kuin painovoima. Tämä ei kuitenkaan aina ole mahdollista.

On aika tehdä tärkeä havainto. Painokehys on yhtä suuri kuin painovoimakäyrän voima vain silloin, kun:

• Keho on levossa;
• Kehossa ei toimi Archimedesin voimaa (voimakasta voimaa). Uintirakenteeseen liittyvä utelias teko: tiedetään, että veteen upotettu elin syrjäyttää veden määrän, joka on yhtä suuri kuin sen paino. Mutta se ei vain työnnä vettä, keho muuttuu "kevyemmäksi" siirrettävän veden tilavuudelle. Siksi voit nostaa tyttöä vedessä 60 kg: n painolla, leikkiä ja nauraa, ja pinnalla tämä on paljon vaikeampaa.

Kehon epätasaisella liikkeellä, ts. Kun keho yhdessä jousituksen kanssa liikkuu kiihdytyksellä a , se muuttaa sen muoto- ja paino-kaavaa. Ilmiön fysiikka vaihtelee merkityksettömästi, mutta kaavassa tällaisissa muutoksissa on seuraava heijastus:

P = m (ga).

Kuten voidaan korvata kaavalla, paino voi olla negatiivinen, mutta tämän vuoksi kiihtyvyys, jolla keho liikkuu, tulisi olla suurempi kuin painovoiman kiihtyvyys. Ja tässä taas on tärkeää erottaa paino ja massa: negatiivinen paino ei vaikuta massaan (ruumiin ominaisuudet pysyvät samoina), mutta se todellakin suuntautuu vastakkaiseen suuntaan.

Esimerkki kiihdytetyn hissiin on hyvä: kun se kiihtyy lyhyeksi ajaksi, tuntuu siltä, että "vetämällä kattoon". Tietenkin tällainen tunne on melko helppoa kohdata. On paljon vaikeampaa tuntea painottomuutta, jota astronautit tuntevat kiertoradalla kokonaan.

Painovoimuus on olennaisesti painon puute. Jotta tämä olisi mahdollista, kiihtyvyys, jolla keho liikkuu, olisi yhtä suuri kuin tunnetulla häiriöllä g (9,8 N / kg). Tällaisen vaikutuksen saavuttaminen on helpointa lähialueen kiertoradalla. Painovoima, ts. Vetovoima vaikuttaa silti elimistöön (satelliittiin), mutta se on vähäpätöinen. Ja kiertoradalla kiihtyvyys satelliitin ajettaessa myös pyrkii nollaan. Tällöin painon puutteen vaikutus ilmenee, koska keho ei kosketa mitään tukea tai ripustusta vaan vain kelluu ilmassa.

Osittain tämä vaikutus voi ilmetä ilma-aluksen nousun aikana. Toisen kerran ilmakehän tunne on tunne: tällä hetkellä kiihtyvyys, jolla taso liikkuu, on yhtä suuri kuin vapaan pudotuksen kiihtyvyys.

Palautettaessa taas painon ja massan eroihin , on tärkeää muistaa, että kehon painon kaava eroaa massakuvasta, joka näyttää olevan :

M = ρ / V,

Eli aineen tiheys jakautuu sen tilavuudesta.