Доклад на тему единицы силы связь между силой тяжести и массой тела

Обновлено: 13.05.2024

Сила — это векторная физическая величина, которая является мерой воздействия на данное тело со стороны других тел или полей.

Сила называется векторной величиной, так как имеет не только числовое значение, но и направление.

Сила тяжести — это сила, с которой тело притягивается к Земле под действием гравитации. Обозначается буквой F.

Сила тяжести исходит от центра тела к центру земли. Не путать силу с весом тела, который прилагается к подвесу или опоре и направлен перпендикулярно к поверхности.

Масса тела — скалярная физическая величина, которая является количественной мерой инертности тела. Обозначается буквой m.

Инертность — это свойство тела менять скорость движения при действии на него другого тела.

Здесь и появляется связь с массой тела, по которой видно, какое тело будет более инертным.

Тело с меньшей массой менее инертно, так как быстрее меняет скорость движения. Например, легковой автомобиль или пустой вагон. А тело с большей массой будет более инертно, так как меняет скорость движения медленнее (грузовой автомобиль или груженый вагон).

Единицы измерения силы в системе СИ, обозначение

Сила — это векторная физическая величина, которая является причиной изменения скорости тела.

За единицу силы принята сила, которая за 1 с меняет скорость тела массой 1 кг на 1 м / с . В честь английского учёного Исаака Ньютона эта единица силы была названа Ньютоном (1Н).

1 Н приблизительно равен силе тяжести, которая действует на тело массой 1 10 кг, или более точно 1 9 , 8 кг.

Часто в физике используют и другие единицы силы, которые можно перевести в стандартные единицы силы системы СИ (Ньютоны) следующим образом:

Меганьютоны (МН): 1 МН = 1 000 000 Н.

Килоньютоны (кН): 1кН = 1000 Н.

Миллиньютоны (мН): 1 мН = 0,001 Н.

Как связаны между собой в физике масса и сила тяжести

В природе встречается много разных физических сил, которые действуют на тела: силы тяжести, упругости, трения и тока. Разберем каждую и посмотрим, связаны ли они с массой.

Сила тяжести

Сила тяжести — эта сила, с которой Земля притягивает к себе тело. Данная сила направлена вниз к центру Земли.

Существует, прямая связь между силой тяжести и массой тела, которая видна из формулы ниже:

F т я ж =g*m , где Fтяж — сила тяжести (Н), g = 9,8 Н/кг — ускорение свободного падения, m — масса тела (кг).

При решении задач, когда не требуется большой точности, принято ускорение свободного падения g = 9,8 Н/кг округлять до g = 10 Н/кг.

Таким образом, чтобы рассчитать силу тяжести, необходимо знать массу тела.

Из формулы также видно, что сила тяжести прямо пропорциональна массе тела, то есть во сколько раз масса одного тела больше массы другого, во столько же раз сила тяжести, действующая на первое тело, будет больше силы тяжести, действующей на второе.

Если на тело массой 1 9 , 8 кг действует сила тяжести, равная 1 Н, то на тело массой 2 9 . 8 кг будет действовать сила тяжести, равная 2 Н. А на тело массой 9 . 8 9 . 8 кг будет действовать сила, равная 9,8 Ньютонов.

Сила упругости

Сила упругости — это сила, возникающая в теле при его деформации и направленная в сторону, противоположную движению тела.

Данная сила одна из тех, которая не зависит от массы тела, что видно из формулы, которая определяется законом Гука.

Сила упругости, возникающая при упругой деформации тела, прямо пропорциональна величине деформации и направлена в сторону противоположную перемещению частиц тела при деформации.

F у п р = -k*x , где Fупр — сила упругости (Н), k — коэффициент жёсткости (Н/м), x — удлинение, растяжение (м).

Сила трения

Сила трения — это сила, возникающая между соприкасающимися телами при их относительном движении. То есть сила трения возникает в результате движения первого тела по поверхности второго и направлена в сторону, противоположную движению первого.

Рассчитать силу трения можно по формуле:

F т р =μ*N , где Fтр — сила трения (Н), μ — коэффициент трения, N — сила реакции опоры (сила нормального давления), Н.

Из формулы не видно, что связь между силой трения и массой тела существует. Чтобы понять их взаимосвязь, нужно подробнее рассмотреть, как рассчитать силу реакции опоры.

N т р =m*g , где N — сила реакции опоры, m — масса тела, g = 9,8 Н/кг — ускорение свободного падения.

Сила тока

Сила тока — физическая величина, которая характеризует электрический ток. Численно равна заряду, проходящему через поперечное сечение проводника за единицу времени.

Сила тока обозначается буквой I и определяется по формуле:

I = q t , где I — сила тока, q — заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за время t.

Единицей силы тока является ампер (А).

Данная сила также не завит от массы тела, что видно из формулы и определения, но у нее есть свои законы.

Главным законом в электродинамике является закон Ома. Смысл в том, что сила тока на участке цепи прям пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

I = U R , где I — сила тока, U — напряжение, R — сопротивление.

I = N U , где I — сила тока, U — напряжение, N — мощность.

Примеры проявления сил, устройство и использование динамометра

Примеры проявления физических сил в жизни человека

Как уже известно, в природе существуют различные силы. Рассмотрим пример, который наглядно демонстрируют проявление силы упругости и силы тяжести.

Сила упругости связана с деформацией тела, то есть с изменением их формы и/или размеров.

Связанная с силами упругости деформация тел не всегда заметна глазом, так как очень мала, поэтому мы рассмотрим наглядный пример, используя пружину и подвешенный на неё грузик, а также пример, когда сила упругости глазом человека не заметна, но она действует.

Если подвесить на пружину грузик, считая, что массой пружины можно пренебречь, то мы увидим, что пружина растягивается, то есть деформируется.

На подвешенный груз действуют две силы: сила тяжести, которая приложена к центру тела и тянет груз вниз, и приложенная со стороны растянутой пружины сила упругости, вызванная деформацией пружины. Сила упругости старается вернуть пружину в исходное состояние, таким образом груз тянется вверх.

Данный пример проиллюстрирован на рисунке ниже.

Динамометр предназначен для измерений показателей силы или получения параметров момента действующей силы. Также этот прибор может определить силу, с которой один объект действует на другой.

Устройство динамометра

Существуют разные виды динамометров: механические, электронные, гидравлические, образцовые (эталонные), а также специфические, например, медицинские, которые позволяют определить силу, степень функционирования мышц, выносливость, в том числе дают возможность следить за состоянием и восстановлением больного после получения травмы.

Самый простой динамометр имеет корпус или основание, которое выполнено из пластмассы, дерева или иного материала. На основание динамометра нанесена шкала. А также динамометр в своем строение имеет пружину из стали, которая с разных сторон имеет крючок и указатель. При помощи крючка пружина крепится к основанию. Такое устройство очень простое в изготовлении.

Принцип действия и применение динамометра

Рассмотрим основной принцип работы динамометра, то есть на примере механического вида.

Главная особенность механического динамометра — при приложении силы пружина подвергается деформации, то есть мы можем измерить силу, которая прикладывается к пружине.

Динамометр пружинного типа часто применяют с целью определения массы всевозможных грузов. Также их используют для определения показателей прочности сварочных швов и других соединений.

Также динамометр может применяться для получения точных данных, параметров сил: напряжения мышц, упругости, тяжести, трения, а также для ремонта, поверки различных приборов и их калибровки.

Благодаря большой функциональности данного прибора, его можно использовать в медицинских, строительных, промышленных и во многих других целях.

Некоторые модели устройств способны измерять силу, которая может достигать 20 тысяч Ньютонов.

1. Как называются единицы силы?

Сила — это векторная физическая величина.
Сила является причиной изменения скорости тела.

Поэтому за единицу силы принята сила, которая за время 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с.

В честь английского физика И. Ньютона эта единица названа ньютоном (1 Н).
Применяют и другие единицы — килоньютон (кН), миллиньютон (мН):

1 кН = 1000 Н,
1 Н = 0,001 кН.

1 Н равен силе тяжести, которая действует на тело массой 1/9,8 кг, т. е. около 102 г.

2. Как рассчитать силу тяжести, действующую на тело любой массы?

Во сколько раз масса одного тела больше массы другого тела,
во столько же раз сила тяжести, действующей на первое тело, больше силы тяжести, действующей на второе тело.

Если на тело массой 1/9,8 кг действует сила тяжести, равная 1 Н, то на тело 2/9,8 кг будет действовать сила тяжести, равная 2 Н.
Тогда на тело массой 9,8/9,8 кг = 1 кг будет действовать сила, равная 9,8 Н.

Чтобы определить силу тяжести, действующую на тело любой массы, необходимо 9,8 Н/кг умножить на массу этого тела.
Величина 9,8 Н/кг обозначается буквой g и называется ускорением свободного падения.

Силу тяжести, действующую на тело, можно определить по формуле:

где
m — масса тела (кг)
g = 9,8 Н/кг — ускорение свободного падения
F — сила тяжести, действующая на тело (Н).

При решении задач, когда не требуется большой точности, g = 9,8 Н/кг округляют до g = 10 Н/кг .

3. Как рассчитать вес тела?

Вес тела можно определить по формуле:

где
m — масса тела (кг)
g = 9,8 Н/кг — ускорение свободного падения
Р — вес тела (Н).

4. Пример решения задачи.

Задача.
На столе лежит кирпич массой 1,5 кг.
Определите силу тяжести и вес кирпича.
Покажите на рисунке силы.

Сила тяжести действует на кирпич и приложена к кирпичу.
Вес кирпича действует на опору и приложен к опоре (к столу).

Сила — это векторная физическая величина, имеющая направление и численное значение. Как же определить ее численное значение?

Как вы уже знаете, для этого нам необходимо определить единицу измерения — некий эталон, принятый за единицу. За такую единицу можно принять любую силу. Например, силу тяжести, которая действует на какое-то определенное тело.

Также можно принять и силу упругости выбранной пружины, растянутой до некоторой длины. В данном уроке вы узнаете, какую силу приняли за единицу, получите формулу для определения силы тяжести и научитесь ею пользоваться для решения задач.

Единицы силы

Если изменяется скорость тела, то мы можем сказать, что на него действует сила. Итак,

За единицу силы принята сила, которая за время $1 \space c$ изменяет скорость тела массой $1 кг$ на $1 \frac$.

Данная единица называется ньютоном ($1 \space Н$). Она была названа в честь знаменитого английского физика, механика и астронома Исаака Ньютона (рисунок 1).

Рисунок 1. Исаак Ньютон (1642-1727). Портрет сделан в 1689 году.

Часто используются и другие единицы — килоньютон ($кН$) и миллиньютон ($мН$):

$1 \space кН = 1000 \space Н$
$1 \space Н = 0,001 \space кН$,

$1 \space Н = 1000 \space мН$
$1 \space мН = 0,001 \space Н$

Связь между силой тяжести и массой тела. Формула для силы тяжести

Теперь мы знаем единицу измерения силы. Но как ее представить? С чем сравнить? Что это за сила в $1 Н$?

Рассмотрим силу тяжести, равную $1 \space Н$.

Доказано, что с такой силой притягивается к Земле тело массой приблизительно $\frac кг$. Если быть более точными, эта масса составляет $\frac кг$ (около $102 г$). Но чему будет равна сила тяжести, действующая на тело другой массы?

Нам известно, что сила тяжести прямо пропорциональна массе рассматриваемого тела. Если мы возьмем два тела с разными массами, то во сколько раз отличаются друг от друга массы двух тел, во столько же раз будут отличаться силы тяжести, действующие на них.

Теперь используем новую информацию:

На тело массой $\frac кг$ действует сила тяжести в $1 Н$.

Возьмем тело с массой в 2 раза большей — $\frac кг$. Тогда сила тяжести тоже будет в 2 раза больше — $2 Н$.

Очевидно, что на тело с массой $\frac кг$ будет действовать сила тяжести, равная $7 Н$, на тело с массой $\frac кг$ — $7,5 Н$ и т.д.

А теперь возьмем тело с массой $\frac кг$. На него будет действовать сила тяжести, равная $9,8 Н$. Посмотрите внимательнее на массу данного тело: $\frac кг = 1 кг$. Значит,

На тело массой $1 \space кг$ действует сила тяжести, равная $9,8 \space Н$

Значение данной силы, действующей на тело массой $1 \space кг$, можно записать как: $9,8 \space \frac$.

Давайте снова используем свойство прямопропорциональности массы и силы тяжести:

если мы возьмем тело с массой $2 кг$ (а это в 2 раза больше, чем масса $1 кг$), то сила тяжести будет равна $19,6 Н$ ($9,8 Н \cdot 2$)
если мы возьмем тело с массой $3 кг$ (а это в 3 раза больше, чем масса $1 кг$), то сила тяжести будет равна $29,4 Н$ ($9,8 Н \cdot 3$)

Так мы можем продолжать бесконечно, рассматривая тела различных масс. Таким образом,

Чтобы определить силу тяжести, действующую на тело любой массы, нужно $9,8 \frac$ умножить на массу выбранного тела:

$$F_ = 9,8 \frac \cdot m$$

Величину $9,8 \frac$ обозначают буквой $g$ и называют ускорением свободного падения.

Так мы получили формулу для силы тяжести:

$$F_ = gm$$

Если тело и опора неподвижны или движутся равномерно и прямолинейно, то мы получим формулу для веса тела:

$$P = F_ = gm$$

Примеры задач

Если для решения задачи не требуется особой точности, $g = 9,8 \frac$ округляют до $g = 10 \frac$. Если в тексте задачи нет информации о точности или используемой величине ускорения свободного падения, то используется $g = 9,8 \frac$.

На столе лежит книга массой $700 г$. Определите силу тяжести и вес книги. Покажите эти силы на рисунке. При рассчетах используйте скорение свободного падение равное $10 \frac$.

Дано:

СИ:
$0,7 кг$

Показать решение и ответ

Решение:

Используем формулы: $F_ = gm$ и $P = gm$.

$F_ = P \approx 10 \frac \cdot 0,7 кг = 7 Н$.

Чтобы изобразить эти силы графически, нужно выбрать масштаб (рисунок 2). Пусть $1 Н$ будет равен отрезку $0,5 см$. Тогда сила в $7 Н$ будет изображаться отрезком длиной $3,5 см$. Сила тяжести у нас приложена к телу и направлена вертикально вниз, а вес — к опоре и направлен перпендикулярно ей (в данном случае вертикально вниз).

Рисунок 2. Графическое изображение найденных силы тяжести и веса книги на столе (одно деление на отрезке силы тяжести/веса равно $1 см$).

Ответ: $F_ = P = 7 Н$.

Найдите вес воды объемом $4 дм^3$. Вода находится в неподвижном сосуде.

Для решения этой задачи найдем табличное значение плотности воды — $1000 \frac$.

Переведем объем, выраженный в $дм^3$, в $м^3$:

$4 дм^3 = 4 \cdot 1 дм \cdot 1 дм \cdot 1 дм = 4 \cdot 0,1 м \cdot 0,1 м \cdot 0,1 м = 4 \cdot 0,001 м^3 = 0,004 м^3$.

Теперь можно записать условия задачи и решить ее.

Дано:

СИ:

Показать решение и ответ

Решение:

Формула для определения весы имеет вид: $P = gm$.

Массу воды мы можем определить, зная ее плотность и объем: $m = \rho V$.

Подставим в формулу для определения веса: $P = gm = g \rho V$.

$P = 9,8 \frac \cdot 1000 \frac \cdot 0,004 м^3 = 39,2 Н$.

Люстра, подвешенная к потолку, действует на него с силой $63,7 Н$. Найдите массу люстры.

Для того чтобы верно записать условия задачи, нужно понимать как люстра действует на потолок. Люстра неподвижна, значит, речь идет о весе.

Дано:

Показать решение и ответ

Решение:

Итак, люстра действует на потолок своим весом. На люстру же действует сила тяжести, численно равная весу люстры.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Описание презентации по отдельным слайдам:

Единицы силы. Связь между силой тяжести и массой тела.
Федоров А. М. – учитель физики Кюкяйской СОШ Сунтарского улуса Республики Саха

Сила
Сила тяготения

Единица силы
𝐅 = 1H
Часто применяют и другие единицы – килоньютон(кН), миллиньютон(мН).
1 Н приблизительно равен силе тяжести, которая действует на тело массой 1 10 кг, или более точно 1 9,8 кг.

Формула для вычисления силы тяжести
Чтобы определить силу тяжести, действующую на тело любой массы, необходимо 9,8 Н/кг умножить на массу этого тела.
𝑭 тяж =9,8 Н кг · m
Величину 9,8 Н кг обозначают буквой g
𝑭 тяж =g · m
g – ускорение свободного падения.

Формула для вычисления веса тела
P = Fт , если тело и опора неподвижны или движутся равномерно и прямолинейно.
P =g · m
g при расчетах округляют до 10 Н/кг.

Пример решения
Задача. На столе стоит телевизор массой 4 кг. Вычислить силу тяжести, действующую на тело.

Решение задач
Определите силу тяжести, действующую на тело массой 3,5 кг; 400 кг; 1,5 т; 60 г.
Найдите вес тела, масса которого 5 кг, 300 г.
Вес человека 700 Н. Определите его массу. Сделайте рисунок и покажите вес тела.
Выразите в ньютонах следующие силы: 240 кН; 25 кН; 5 кН; 0,2 кН.
На столе стоит телевизор массой 5 кг. Определите силу тяжести и вес телевизора. Изобразите эти силы на рисунке.

подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
по всем предметам 1-11 классов

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Сейчас обучается 933 человека из 80 регионов

Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

Курс добавлен 31.01.2022
Сейчас обучается 24 человека из 17 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

ЗП до 91 000 руб.
Гибкий график
Удаленная работа

Дистанционные курсы для педагогов

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 609 344 материала в базе

Материал подходит для УМК

§28 Единицы силы. Связь между силой тяжести и массой тела

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

03.11.2021 220
PPTX 2.8 мбайт
22 скачивания
Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Федоров Александр Михайлович. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

40%

Подготовка к ЕГЭ/ОГЭ и ВПР
Для учеников 1-11 классов

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Отчисленные за рубежом студенты смогут бесплатно учиться в России

Время чтения: 1 минута

В Россию приехали 10 тысяч детей из Луганской и Донецкой Народных республик

Время чтения: 2 минуты

Курские власти перевели на дистант школьников в районах на границе с Украиной

Время чтения: 1 минута

Онлайн-тренинг: нейрогимнастика для успешной учёбы и комфортной жизни

Время чтения: 2 минуты

Рособрнадзор предложил дать возможность детям из ДНР и ЛНР поступать в вузы без сдачи ЕГЭ

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Единицы силы. Связь между силой тяжести и массой тела. Презентация на заданную тему содержит 12 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Цель урока: Познакомить учащихся с единицами измерения силы; ввести понятие кратной и дольных единиц силы; Помочь определить силу в 1 Н; ввести понятие ускорения свободного падения; Определить связь между силой тяжести и массой тела; Развитие внимательности, самостоятельности; формирование навыков решения физических задач; Воспитание ответственного отношения к учебному труду.

Повторение домашнего задания: Что такое сила? Какие виды сил вам известны? Как изобразить силу на чертеже? Какую силу называют силой тяжести? Как направлена сила тяжести? Когда возникает сила упругости? Как записать закон Гука? Что называют весом тела? Чем отличается вес тела от силы тяжести?

Единицы силы тяжести Силу, как и любую физическую величину, можно измерить. За единицу силы принята сила, которая за время в 1 с изменяет скорость тела массой 1 кг на 1 м/с. В честь английского физика И. Ньютона эта единица названа Ньютоном /1 Н/

Кратные и дольные единицы силы 1 к Н = 1000 Н /килоНьютон/ 1 м Н = 0, 001 Н /миллиНьютон/ 1 М Н =1000 000 Н /МегаНьютон/ 1 н Н= 0,000001 Н /наноНьютон/ 1 г Н = 100 Н /гектоНьютон/ 1 д Н = 0,1 Н /дециНьютон/

Ускорение свободного падения Известно, что во сколько раз масса одного тела больше массы другого тела, во столько раз сила тяжести, действующая на первое тело, больше силы тяжести, действующее на второе тело. На тело массой 1 кг действует сила тяжести, равная 9,8 Н. Величину 9,8 Н/кг называют ускорением свободного падения. Обозначают буквой g g = 9, 8 H/кг.

Связь силы тяжести и массы тела Сила тяжести равна произведению ускорения свободного падения на массу тела F= g m

Решите задачу: 1. Определите силу тяжести, действующую на тело массой 3,5 кг; 500 г; 3 т. 2. Найдите вес тела, асса которого 15 кг. 3. Вес человека 500 Н. Определите его массу. На рисунке покажите вес человека. 4. Выразите в Ньютонах следующие силы: 240 кН, 25 кН, 0,03 кН.

Итог урока: Что значит измерить какую-либо силу? Что принято за единицу силы? Как рассчитать силу тяжести, действующую на тело любой массы? По какой формуле можно определить вес тела?

Презентация на тему Единицы силы. Связь между силой тяжести и массой тела доступна для скачивания ниже:

Читайте также: