Kütle nedir, nasıl hesaplanır ve ağırlıktan farkı nedir? Eğlenceli Bilimler Akademisi. Fizik. Video

Hayatta sıklıkla şunu söyleriz: "5 kilogram ağırlığındadır", "200 gram ağırlığındadır" vb. Ve aynı zamanda bunu söylerken hata yaptığımızın da farkında değiliz. Vücut ağırlığı kavramı yedinci sınıfta fizik dersinde herkes tarafından çalışılmaktadır ancak bazı tanımların hatalı kullanımı aramızda o kadar karışmıştır ki öğrendiklerimizi unutup vücut ağırlığı ile kütlenin bir ve aynı şey olduğuna inanırız. aynı şey.

Ancak öyle değil. Üstelik vücut ağırlığı sabit bir değerdir ancak vücut ağırlığı değişerek sıfıra kadar düşebilir. Peki hata nedir ve nasıl doğru konuşulur? Hadi anlamaya çalışalım.

Vücut ağırlığı ve vücut ağırlığı: hesaplama formülü

Kütle, bir cismin ataletinin bir ölçüsüdür; vücudun kendisine uygulanan bir darbeye nasıl tepki verdiği veya kendisinin diğer cisimleri nasıl etkilediğidir. Ve bir cismin ağırlığı, Dünya'nın yerçekiminin etkisi altında vücudun yatay bir destek veya dikey süspansiyon üzerinde hareket ettiği kuvvettir.

Kütle kilogram cinsinden ölçülür ve diğer kuvvetler gibi vücut ağırlığı da Newton cinsinden ölçülür. Bir cismin ağırlığının da herhangi bir kuvvet gibi bir yönü vardır ve vektörel bir büyüklüktür. Ancak kütlenin yönü yoktur ve skaler bir büyüklüktür.

Resim ve grafiklerde vücut ağırlığını gösteren ok, tıpkı yer çekimi kuvveti gibi daima aşağıya doğru yönelir.

Fizikte vücut ağırlığı formülüşu şekilde yazılır:

P=mg

m vücut kütlesi nerede

g - yer çekimi ivmesi = 9,81 m/s^2

Ancak yerçekiminin formülü ve yönü ile örtüşmesine rağmen yerçekimi ile vücut ağırlığı arasında ciddi bir fark vardır. Yer çekimi kuvveti vücuda uygulanır yani kabaca vücuda baskı yapar ve vücudun ağırlığı da desteğe veya süspansiyona uygulanır yani burada vücut süspansiyona veya desteğe baskı yapar.

Ancak yerçekiminin ve bir cismin ağırlığının varlığının doğası, Dünya'nın çekiciliğiyle aynıdır. Kesin olarak konuşursak, bir cismin ağırlığı, vücuda uygulanan yerçekimi kuvvetinin bir sonucudur. Ve tıpkı yerçekimi gibi, rakım arttıkça vücut ağırlığı da azalır.

Sıfır yerçekiminde vücut ağırlığı

Ağırlıksızlık durumunda vücudun ağırlığı sıfırdır. Vücut, desteğe baskı uygulamayacak veya süspansiyonu germeyecek ve hiçbir ağırlık taşımayacaktır. Bununla birlikte, yine de kütlesi olacaktır, çünkü vücuda herhangi bir hız kazandırmak için, vücudun kütlesi ne kadar büyükse, belirli bir kuvvetin uygulanması gerekli olacaktır.

Başka bir gezegenin koşullarında kütle de değişmeyecek, gezegenin yerçekimi kuvvetine bağlı olarak cismin ağırlığı artacak veya azalacaktır. Vücut kütlesini teraziyle kilogram cinsinden ölçüyoruz ve Newton cinsinden ölçülen vücut ağırlığını ölçmek için kuvveti ölçmek için özel bir cihaz olan dinamometre kullanabilirsiniz.

Elbette günlük hayatta ağırlık ve kütle kavramlarını karıştırmamızın bir önemi yok. Ancak kendinizi eğitimli bir kişi olarak görmek için farkı bilmek hala gereklidir.

Hayatta sıklıkla şunu söyleriz: "5 kilogram ağırlığındadır", "200 gram ağırlığındadır" vb. Ve aynı zamanda bunu söylerken hata yaptığımızın da farkında değiliz. Vücut ağırlığı kavramı yedinci sınıfta fizik dersinde herkes tarafından çalışılmaktadır ancak bazı tanımların hatalı kullanımı aramızda o kadar karışmıştır ki öğrendiklerimizi unutup vücut ağırlığı ile kütlenin bir ve aynı şey olduğuna inanırız. aynı şey.

Ancak öyle değil. Üstelik vücut ağırlığı sabit bir değerdir ancak vücut ağırlığı değişerek sıfıra kadar düşebilir. Peki hata nedir ve nasıl doğru konuşulur? Hadi anlamaya çalışalım.

Vücut ağırlığı ve vücut ağırlığı: hesaplama formülü

Kütle, bir cismin ataletinin bir ölçüsüdür; vücudun kendisine uygulanan bir darbeye nasıl tepki verdiği veya kendisinin diğer cisimleri nasıl etkilediğidir. Ve bir cismin ağırlığı, Dünya'nın yerçekiminin etkisi altında vücudun yatay bir destek veya dikey süspansiyon üzerinde hareket ettiği kuvvettir.

Kütle kilogram cinsinden ölçülür ve diğer kuvvetler gibi vücut ağırlığı da Newton cinsinden ölçülür. Bir cismin ağırlığının da herhangi bir kuvvet gibi bir yönü vardır ve vektörel bir büyüklüktür. Ancak kütlenin yönü yoktur ve skaler bir büyüklüktür.

Resim ve grafiklerde vücut ağırlığını gösteren ok, tıpkı yer çekimi kuvveti gibi daima aşağıya doğru yönelir.

Fizikte vücut ağırlığı formülüşu şekilde yazılır:

m vücut kütlesi nerede

g - yer çekimi ivmesi = 9,81 m/s^2

Ancak yerçekiminin formülü ve yönü ile örtüşmesine rağmen yerçekimi ile vücut ağırlığı arasında ciddi bir fark vardır. Yer çekimi kuvveti vücuda uygulanır yani kabaca vücuda baskı yapar ve vücudun ağırlığı da desteğe veya süspansiyona uygulanır yani burada vücut süspansiyona veya desteğe baskı yapar.

Ancak yerçekiminin ve bir cismin ağırlığının varlığının doğası, Dünya'nın çekiciliğiyle aynıdır. Kesin olarak konuşursak, bir cismin ağırlığı, vücuda uygulanan yerçekimi kuvvetinin bir sonucudur. Ve tıpkı yerçekimi gibi, rakım arttıkça vücut ağırlığı da azalır.

Sıfır yerçekiminde vücut ağırlığı

Ağırlıksızlık durumunda vücudun ağırlığı sıfırdır. Vücut, desteğe baskı uygulamayacak veya süspansiyonu germeyecek ve hiçbir ağırlık taşımayacaktır. Bununla birlikte, yine de kütlesi olacaktır, çünkü vücuda herhangi bir hız kazandırmak için, vücudun kütlesi ne kadar büyükse, belirli bir kuvvetin uygulanması gerekli olacaktır.

Başka bir gezegenin koşullarında kütle de değişmeyecek, gezegenin yerçekimi kuvvetine bağlı olarak cismin ağırlığı artacak veya azalacaktır. Vücut kütlesini teraziyle kilogram cinsinden ölçüyoruz ve Newton cinsinden ölçülen vücut ağırlığını ölçmek için kuvveti ölçmek için özel bir cihaz olan dinamometre kullanabilirsiniz.

VÜCUT AĞIRLIĞI

Bir cismin hareket ettiği kuvvet yer çekimi onu tutan bir destek (veya süspansiyon) üzerinde Dünya'ya serbest düşüş. Vücut ve destek Dünya'ya göre hareketsizse, V. t'ye eşittir. yer çekimi. W.t.'nin birimi (SI cinsinden) newton'dur (N).

Büyük Ansiklopedik Politeknik Sözlüğü. 2004 .

Diğer sözlüklerde “VÜCUT AĞIRLIĞI”nın ne olduğunu görün:

vücut ağırlığı- Bu cismin parçacıklarına etki eden yer çekimi kuvvetlerinin modülü. [Önerilen terimlerin toplanması. Sayı 102. Teorik mekanik. SSCB Bilimler Akademisi. Bilimsel ve Teknik Terminoloji Komitesi. 1984] Konular teorik mekanik… … Teknik Çevirmen Kılavuzu

vücut ağırlığı- Bu cismin parçacıklarına etki eden yerçekimi kuvvetlerinin bileşkesi... Politeknik terminolojik açıklayıcı sözlük

Bkz. İnsan vücut kütlesi. * * * İNSAN VÜCUT AĞIRLIĞI İNSAN VÜCUT AĞIRLIĞI, cm İnsan vücut kütlesi (bkz. İNSAN VÜCUT AĞIRLIĞI) ... ansiklopedik sözlük

Bkz. İnsan vücut kütlesi... Büyük Ansiklopedik Sözlük

Bkz. İnsan vücut kütlesi... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

İnsan vücut ağırlığıyla aynı... Doğal Tarih. ansiklopedik sözlük

DÜŞÜK VÜCUT AĞIRLIĞI- Genel olarak vücut ağırlığının kişinin çalıştığı kuruma ve yaşına göre normalin %10 veya daha fazla altında olması durumudur. Obezite gibi bu terim de oldukça gevşek bir şekilde kullanılıyor, çünkü aynı şekilde geçerli bir tanım vermek mümkün değil... ... Sözlük psikolojide

Ağırlık: Fizikte: Ağırlık, bir cismin bir destek veya süspansiyon üzerine uyguladığı kuvvettir. Spesifik yer çekimi bir maddenin ağırlığının hacmine oranı. İstatistiksel ağırlık Kuantum mekaniği ve kuantum istatistikleri belirli bir değere sahip farklı kuantum durumlarının sayısı ... ... Vikipedi

AĞIRLIK, bir cismin yerçekimi kuvvetidir. Bir cismin ağırlığı, cismin kütlesi ile yer çekimi ivmesinin çarpımına eşittir. Kütle sabit kalır, ancak ağırlık, nesnenin Dünya yüzeyindeki konumuna bağlıdır. Boy arttıkça kilo azalıyor... Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük

İsim, m., kullanılmış. sıklıkla Morfoloji: (hayır) ne? ağırlık ve ağırlık, ne? ağırlık, (bkz.) ne? neyin ağırlığı? ağırlık, ne hakkında? ağırlık hakkında; pl. Ne? ağırlık, (hayır) ne? terazi, neden? terazi, (bakın) ne? ağırlık, ne? terazi, ne hakkında? teraziler hakkında 1. Herhangi bir fiziksel nesnenin ağırlığı... ... Dmitriev'in Açıklayıcı Sözlüğü

Kitabın

• Kızlar ve erkekler için eğlenceli bir ansiklopedi. 300 soru, Skiba Tamara Viktorovna. Herhangi bir ebeveyn basit ve basit bir kitap bulmayı hayal eder. eğlenceli bir şekilde küçük nedenlerin bitmek bilmeyen sorularına yanıtlar verirdi. Çocuklar kelimenin tam anlamıyla her şeyle ilgilenirler: -Güneş nereye gidiyor...
• Eğlenceli anatomi. Kendiniz ve bedeniniz hakkında fikirlerin oluşumu Nishchev Valery Mihayloviç. Renkli çizimler ve eğlenceli şiirlerden oluşan görsel öğretici rehber, okul öncesi çağındaki çocukların vücut yapısı, temel hijyen kuralları ve...

Günlük yaşamda ve Gündelik Yaşam"Kütle" ve "ağırlık" kavramları tamamen aynıdır, ancak anlamsal anlamları temelde farklıdır. "Kilonuz kaç?" diye sormak "Kaç kilosun?" demek istiyoruz. Ancak bu gerçeği bulmaya çalıştığımız sorunun cevabı kilogram cinsinden değil Newton cinsinden verilmektedir. geri dönmem gerekecek okul kursu fizik.

Vücut ağırlığı- Vücudun destek veya süspansiyon üzerine uyguladığı baskı kuvvetini karakterize eden miktar.

Karşılaştırma için, vücut kütlesi Daha önce kabaca "madde miktarı" olarak tanımlanan modern tanım şu şekildedir:

Ağırlık - Bir cismin eylemsizlik yeteneğini yansıtan ve yerçekimi özelliklerinin bir ölçüsü olan fiziksel bir nicelik.

Kütle kavramı genel olarak burada sunulandan biraz daha geniştir ancak bizim görevimiz biraz farklıdır. Kütle ve ağırlık arasındaki gerçek farkın gerçeğini anlamak oldukça yeterlidir.

Ayrıca kilogramlardır ve ağırlıklar (bir kuvvet türü olarak) Newton'dur.

Ve belki de ağırlık ve kütle arasındaki en önemli fark, şuna benzeyen ağırlık formülünün kendisinde yer almaktadır:

burada P cismin gerçek ağırlığıdır (Newton cinsinden), m kilogram cinsinden kütlesidir ve g genellikle 9,8 N/kg olarak ifade edilen ivmedir.

Başka bir deyişle ağırlık formülü şu örnekle anlaşılabilir:

Ağırlık yığın değerini belirlemek için sabit bir dinamometreye 1 kg asılıyor. ağırlık. Cisim ve dinamometrenin kendisi hareketsiz olduğundan, kütlesini serbest düşüşün ivmesiyle güvenli bir şekilde çarpabiliriz. Elimizde: 1 (kg) x 9,8 (N/kg) = 9,8 N. Ağırlık, dinamometre süspansiyonuna bu kuvvetle etki eder. Buradan vücut ağırlığının eşit olduğu açıktır. Ancak bu her zaman böyle değildir.

Yapmanın zamanı geldi önemli Not. Ağırlık formülü yalnızca aşağıdaki durumlarda yer çekimine eşittir:

• vücut dinleniyor;
• Arşimed kuvveti (kaldırma kuvveti) cisme etki etmez. İlginç bir gerçek, suya batırılan bir cismin ağırlığına eşit miktarda suyun yerini almasıdır. Ancak sadece suyu dışarı itmez; vücut, yer değiştiren suyun hacmiyle "hafifleşir". Bu yüzden 60 kg ağırlığındaki bir kızı şakalaşarak ve gülerek suyun içinde kaldırabilirsiniz ama yüzeyde bunu yapmak çok daha zordur.

Vücut dengesiz hareket ettiğinde, ör. gövde ve süspansiyon ivmelenerek hareket ettiğinde A görünümünü ve ağırlık formülünü değiştirir. Olayın fiziği biraz değişiyor ancak formülde bu tür değişiklikler şu şekilde yansıtılıyor:

P=m(g-a).

Formülle değiştirilebileceği gibi ağırlık negatif olabilir, ancak bunun için vücudun hareket ettiği ivmenin yer çekimi ivmesinden büyük olması gerekir. Ve burada yine ağırlığı kütleden ayırmak önemlidir: Negatif ağırlık kütleyi etkilemez (vücudun özellikleri aynı kalır), ancak aslında ters yönde yönlendirilir.

Buna iyi bir örnek, hızlandırılmış bir asansördür: keskin bir şekilde hızlandığında, kısa bir süre için "tavana doğru çekiliyor" izlenimi yaratır. Böyle bir duyguyla karşılaşmak elbette oldukça kolaydır. Yörüngedeki astronotların tamamıyla hissettiği ağırlıksızlık durumunu deneyimlemek çok daha zordur.

Sıfır yer çekimi - aslında kilo eksikliği. Bunun mümkün olabilmesi için, cismin hareket ettiği ivmenin bilinen ivmeye (g) (9,8 N/kg) eşit olması gerekir. Bu etkiyi elde etmenin en kolay yolu alçak Dünya yörüngesindedir. Yerçekimi, yani. çekim hala vücuda (uyduya) etki eder, ancak ihmal edilebilir düzeydedir. Yörüngede sürüklenen bir uydunun ivmesi de sıfır olma eğilimindedir. Vücut destek veya süspansiyonla temas etmediğinden, sadece havada yüzdüğü için ağırlık yokluğunun etkisinin ortaya çıktığı yer burasıdır.

Kısmen bu etkiyle uçak havalandığında karşılaşılabilir. Bir an için havada asılı kalma hissi var: Şu anda uçağın hareket ettiği ivme yerçekiminin ivmesine eşit.

Farklılıklara tekrar dönecek olursak ağırlık Ve kitleler, Vücut ağırlığı formülünün kütle formülünden farklı olduğunu hatırlamak önemlidir. :

m= ρ/V,

yani bir maddenin yoğunluğunun hacmine bölünmesiyle elde edilir.

Harici bir alternatif akım kaynağının dirençli bir dirence bağlanması durumlarını ayrı ayrı ele alalım. R, kapasitör kapasitansı C ve indüktörler L. Her üç durumda da direnç, kapasitör ve bobin üzerindeki voltajlar AC kaynağının voltajına eşittir.

1. AC devresindeki direnç

R direnci aktif olarak adlandırılır çünkü bu dirence sahip bir devre enerjiyi emer.

Aktif direnç - enerjinin bulunduğu cihaz elektrik akımı geri dönüşü olmayan bir şekilde diğer enerji türlerine dönüştürülür (dahili, mekanik)

Devredeki voltajın yasaya göre değişmesine izin verin: u = Umcos ωt ,

o zaman mevcut güç yasaya göre değişir: ben = u/R = ben R cosωt

u – anlık voltaj değeri;

i – anlık akım değeri;

ben- dirençten akan akımın genliği.

Bir dirençteki akım ve gerilimin genlikleri arasındaki ilişki şu ilişki ile ifade edilir: RI R = U R

Akım dalgalanmaları voltaj dalgalanmalarıyla aynı fazdadır. (yani direnç boyunca akım ve voltaj arasındaki faz kayması sıfırdır).

2. AC devresindeki kapasitör

Bir kapasitör bir DC voltaj devresine bağlandığında akım sıfırdır ve bir kapasitör bir AC voltaj devresine bağlandığında akım sıfır değildir. Bu nedenle, AC voltaj devresindeki bir kapasitör, DC devresindekinden daha az direnç oluşturur.

ben C ve voltaj

Akım, fazdaki voltajın π/2 açısı kadar ilerisindedir.

3. AC devresindeki bobin

Alternatif gerilim devresine bağlanan bir bobindeki akım gücü, aynı bobin için sabit gerilim devresindeki akım gücünden daha azdır. Bu nedenle, AC voltaj devresindeki bobin, DC devresinden daha fazla direnç oluşturur.

Akım genlikleri arasındaki ilişki ben ve voltaj UL:

ω KÜÇÜK = UL

Akım, gerilimden π/2 açısı kadar faz farkıyla geride kalır.

Artık ω frekansında zorlanmış salınımların meydana geldiği bir seri RLC devresi için bir vektör diyagramı oluşturabiliriz. Devrenin seri bağlı bölümlerinden akan akım aynı olduğundan, devredeki akım salınımlarını temsil eden vektöre göre bir vektör diyagramı oluşturmak uygundur. Mevcut genliği şu şekilde gösteririz: BEN 0. Mevcut fazın sıfır olduğu varsayılmaktadır. Bu oldukça kabul edilebilir, çünkü fiziksel olarak ilgi çekici olan mutlak faz değerleri değil, göreceli faz değişimleridir.

Şekildeki vektör diyagramı, harici kaynağın voltajının devrede akan akımın fazında belirli bir φ açısı kadar ileri olduğu durum için oluşturulmuştur.

Seri RLC devresi için vektör diyagramı

Şekilden açıkça görülüyor ki

nereden geliyor

için ifadeden BEN 0 koşulu altında mevcut genliğin maksimum değeri aldığı açıktır

Harici bir kaynağın frekansı ω doğal frekans ω 0 ile çakıştığında akım salınımlarının genliğini artırma olgusu elektrik devresi isminde elektriksel rezonans . Rezonansta

Devrede uygulanan voltaj ile akım arasındaki faz kayması φ rezonansta sıfır olur. Bir seri RLC devresinde rezonans denir voltaj rezonansı. Benzer şekilde, bir vektör diyagramı kullanarak rezonans olayını şu noktada inceleyebilirsiniz: paralel bağlantı elementler R, L Ve C(Lafta akım rezonansı).

Sıralı rezonansta (ω = ω 0) genlikler UC Ve UL Kapasitör ve bobin üzerindeki voltajlar keskin bir şekilde artar:

Şekil bir seri elektrik devresindeki rezonans olgusunu göstermektedir. Şekil genlik oranının bağımlılığını grafiksel olarak göstermektedir UC kapasitördeki voltaj, frekansından ω kaynak voltajının genliği 0'a kadar. Şekildeki eğrilere denir rezonans eğrileri.