В статье обсуждаются несколько подходов и некоторые примеры проблем о том, как вычислить массу по гравитационной силе.
Каждый объект с массой во Вселенной оказывает гравитационное воздействие на другой. Вот почему сила тяжести прямо пропорциональна массе объекта. Таким образом, используя различные формулы, связанные с гравитационной силой, мы можем вычислить ненулевую массу объекта.
Узнайте больше о Как рассчитать массу по силе и расстоянию.
Как рассчитать массу по гравитационной силе, используя второй закон движения Ньютона
Рассчитаем массу, используя второй закон движения Ньютона:
Во втором законе движения Ньютон описывает, что сила действует на объект с ненулевой массой, чтобы ускорить его в том же направлении. Гравитационная сила — это естественная сила, которая всегда действует вниз на каждый объект, чтобы ускорить его, в зависимости от его массы.
Мы уже изучили два основных типа сил которые действуют на тела. гравитационная сила или гравитация, бесконтактная сила, всегда действует между массами каждого объекта.
Согласно второму закону Ньютона,
F = ма ………………… (*)
Когда действует сила тяжести, каждый объект ускоряется в соответствии со вторым законом движения. Ускорение, вызванное силой тяжести, постоянно, называется ускорение силы тяжести ‘грамм’. Поскольку гравитация всегда действует на нас, возникла идея нашего «веса» как «mg», который включает нашу массу m и ускорение «a». По этой причине гравитационную силу также называют силой тяжести. сила веса.
(Кредит: Shutterstock)
Следовательно, формула второго закона Ньютона принимает следующий вид:
Fg = мг …………………………. (1)
Согласно уравнениям (*) и (1),
Чтобы поднять более тяжелое тело, мы должны создать восходящую силу (ма), превышающую силу тяжести (мг).
Поскольку g имеет постоянное значение 9.8 м / с2, гравитационная сила Fg зависит только от массы объекта m. Чем массивнее объект, тем больше силы требуется для его ускорения.
Если к объекту приложена сила тяжести, мы можем вычислить его массу по формуле второго закона движения Ньютона..
Узнайте больше о Законы движения Ньютона.
Сила тяжести, действующая на бегающую в парке девушку, равна 490. Вычислите массу девушки.
Данный:
Fg = 490 Н
g = 9.8 м / с
Найти: м =?
Формула:
F = ma
Решение:
Масса девушки рассчитывается с помощью Второй закон движения Ньютона формула,
F = ma
Компания сила гравитации дан кем-то,
Fg = мг
m=Fg/g
м=490/9.8
m = 50 кг …………………………………. а)
Масса бегущей в парке девушки 50 кг.
Как найти массу с гравитационной силой и радиусом?
Давайте вычислим массу с гравитационной силой, используя закон тяготения Ньютона следующим образом:
Закон тяготения обнаруживает, что гравитационная сила между двумя объектами прямо пропорциональна их массам и обратно пропорциональна квадрату радиуса между их центрами масс. Если второй объект — Земля с фиксированной массой, мы можем вычислить массу первого объекта.
Согласно закону всемирного тяготения Ньютона,
Fg=G(мМ/р2)……………..(2)
Вся масса объекта сосредоточена в одной конкретной точке, в основном в его центральной точке, называемой его центр масс (см). Радиус r измеряет расстояние или разделение между центрами масс двух объектов.
Небольшая масса в 1 кг, разделенная радиусом 1, испытывала небольшую гравитационную силу 6.67 x 10-11 Нм.2/ кг2, совместимый с каждым объектом. Следовательно, это постоянное значение является значением постоянной пропорциональности в законе всемирного тяготения, также называемой величиной Универсальная гравитационная постоянная G.
Проще вычислить Fg между объектом и Землей как планетой с фиксированной массой M = 5.98 x 1024 кг, а также фиксированный радиус r от центра земли, r = 6.38 x 106m
Сила тяжести, действующая на девушку, бегающую трусцой в парке, равна 490. Вычислите массу девушки, используя закон всемирного тяготения Ньютона.
Данный:
Fg = 490 Н
М = 5.98 х 1024 kg
г = 6.38 х 106m
G = 6.67 х 10-11 nm2/ кг2
Найти: м =?
Формула:
Fg=G(мМ/р2)
Решение:
Масса девушки рассчитывается по Закон всемирного тяготения Ньютона является,
Fg=G(мМ/р2)
Переставляем на массу m,
м=Fgr2/ГМ
Подставляя все значения,
Из (а) и (б) мы заметили расчетная масса с использованием второго закона Ньютона и формулы закона всемирного тяготения такая же.
Закон всемирного тяготения может применяться к двум объектам, имеющим одинаковые или разные массы.
имея разные массы
(Кредит: Shutterstock)
Сила притяжения между вами и вашим коллегой составляет 3 x 10.-7 N, когда вы оба приближаетесь на расстоянии 1 м друг от друга в школьном коридоре. Поскольку ваша масса 60 кг, рассчитайте массу вашего коллеги.
Данный:
Fg = 3 x 10-7 N
г = 1 м
m1 = 60 кг
G = 6.67 х 10-11 nm2/ кг2
Найти: м2 =?
Формула:
Fg=G(м1m2/r2)
Решение:
Масса коллеги рассчитывается по формуле Закон всемирного тяготения Ньютона является,
Fg=G(м1m2/r2)
Перестановка на массу m2,
m2=Fgr2/Гм1
Подставляя все значения,
Масса вашего коллеги 75 кг.
Как рассчитать массу по гравитационной силе, используя формулу центростремительной силы?
Рассчитаем массу с гравитационной силой, используя центростремительная сила формула следующим образом:
Когда объект движется по кругу, его скорость постоянно меняется в зависимости от его направления. Направление ускорения — к центру, вызванное центростремительной силой. Поскольку масса всего объекта сосредоточена в его центре, мы можем рассчитать ее по формуле центростремительной силы.
Центростремительная сила получается из второго закона движения Ньютона.
Поскольку ускорение — это круговой путь, нам нужно учитывать радиус; вот почему ускорение становится
v2/r
Следовательно, согласно уравнению (*) центростремительная сила определяется как
Fc=мв2/r
Центростремительная сила — это центристская сила который действует на объект, чтобы двигаться по кругу к его центру. Земля оказывает центростремительное сила, действующая на спутник, чтобы поддерживать его круговое движение вокруг.
Спутник непрерывно движется по орбите вокруг Земли со скоростью 20 м / с. Гравитационная сила между Землей и спутником составляет 500 Н, что создает центростремительную силу около 200 Н. Вычислите массу спутника.
Данный:
Fg = 500 Н
Fc = 200 Н
v = 20 м / с
M = масса Земли = 5.98 x 1024 kg
G = 6.67 х 10-11 nm2/ кг2
Найти: м =?
Формула:
Fg=G(мМ/р2)
Fc=мв2/r
Решения:
Масса спутника рассчитывается по формуле закон всемирного тяготения Ньютона,
Fg=G(мМ/р2)
Компания центростремительная сила на спутнике есть,
Fc=мв2/r
Решая формулу для радиуса r,
г=мв2/Fc
Подставляя вышеприведенное уравнение в закон всемирного тяготения Ньютона, получаем
Fg=Fc2[ГМ/мв4]
Решая массу m,
Подставляя все значения,
м=159.4/8
м = 19.94 примерно 20 кг
Масса спутника, движущегося вокруг Земли, составляет 20 кг.
Для того чтобы найти массу тела, зная силу тяжести, необходимо использовать формулу Ньютона F = m * g, где F — сила тяжести, m — масса тела, g — ускорение свободного падения.
Из формулы можно выразить массу тела:
m = F / g
Таким образом, для нахождения массы тела необходимо разделить силу тяжести на ускорение свободного падения. Значение ускорения свободного падения на Земле составляет примерно 9,81 м/с².
Например, если сила тяжести равна 50 Н, то масса тела будет равна:
m = 50 Н / 9,81 м/с² = 5,1 кг
Таким образом, масса тела при силе тяжести 50 Н составляет примерно 5,1 кг.
Как определить массу тела, зная силу тяжести и ускорение свободного падения?
Найдите правильный ответ на вопрос ✅ «Как определить массу тела, зная силу тяжести и ускорение свободного падения? …» по предмету 📘 Физика, а если вы сомневаетесь в правильности ответов или ответ отсутствует, то попробуйте воспользоваться умным поиском на сайте и найти ответы на похожие вопросы.
Смотреть другие ответы
Главная » Физика » Как определить массу тела, зная силу тяжести и ускорение свободного падения?
Как вычислить массу зная силу тяжести.
Вы открыли страницу вопроса Как вычислить массу зная силу тяжести?. Он относится к категории
Физика. Уровень сложности вопроса – для учащихся 5 — 9 классов.
Удобный и простой интерфейс сайта поможет найти максимально исчерпывающие
ответы по интересующей теме. Чтобы получить наиболее развернутый ответ,
можно просмотреть другие, похожие вопросы в категории Физика,
воспользовавшись поисковой системой, или ознакомиться с ответами других
пользователей. Для расширения границ поиска создайте новый вопрос, используя
ключевые слова. Введите его в строку, нажав кнопку вверху.
Загрузить PDF
Загрузить PDF
Масса – это количество материи, содержащейся в данном теле. Материя – это все, что можно физически ощутить. В большинстве случаев масса зависит от размеров тела, но это не всегда так – например, размеры воздушного шара могут быть больше размеров определенного тела, но при этом масса шара будет меньше массы этого тела. Эта статья расскажет вам, как найти массу.
-
1
Используйте трехрычажные весы. Любые весы используются для нахождения массы тел. В рассматриваемых весах есть три рычага, на каждом из которых имеется передвижная гиря.[1]
Также каждый рычаг снабжен шкалой, вдоль которой двигается гиря определенной массы.[2]
- На показания трехрычажных весов не влияет сила тяжести, что позволяет произвести точные измерения массы. В таких весах неизвестная масса сравнивается с известной массой.
- Средняя шкала имеет шаг 100 г. Дальняя шкала имеет шаг 10 г. Ближняя шкала измеряет вес в диапазоне 0-10 г.
- При помощи трехрычажных весов можно произвести очень точные измерения массы тела. В случае использования таких весов ошибка измерения составит всего 0,06 г. Принцип работы таких весов похож на принцип работы детской карусели.[3]
-
2
Передвиньте гири в крайнее левое положений. Это нужно сделать тогда, когда чаша весов пустая. В этом случае весы будут показывать 0.
- Если индикатор, расположенный справа, не совпадает с фиксированной меткой, откалибруйте весы, поворачивая калибровочный винт (он находится слева под чашей весов).
- Калибруют весы для того, чтобы масса чаши не влияла на показания весов, то есть когда чаша пустая, весы должны показывать 0 г. Масса чаши называется весом тары.
- Для того чтобы с чашей весы показывали 0 г, покрутите калибровочный винт, расположенный под чашей. Затем положите на чашу предмет (тело), массу которого вы хотите найти (это делается при помощи передвижных гирь).
-
3
Двигайте гири по одной. Для начала передвиньте гирю по средней шкале (с шагом 100 г). Передвигайте гирю вправо до тех пор, пока индикатор не опустится ниже фиксированной метки. Деление, находящееся слева от гири, указывает на число сотен граммов. За один раз передвигайте гирю на одно деление.
- Затем передвиньте гирю по дальней шкале (с шагом 10 г). Передвигайте гирю вправо до тех пор, пока индикатор не опустится ниже фиксированной метки. Деление, находящееся слева от гири, указывает на число десятков граммов.
- Ближняя шкала делений не имеет. Вы можете перемещать гирю по ней в любом направлении. Числа на этой шкале обозначают граммы, а штриховые метки между числами – десятые грамма.
-
4
Найдите массу тела. Теперь вы можете определить массу тела, находящегося на чаше весов. Для этого сложите показания трех шкал.
- Показания каждой шкалы читаются аналогично показаниям линейки. При этом учитывают показания до ближайшей середины между делениями.
- Например, измерим массу банки с содовой. Если дальняя шкала показывает 70 г, средняя шкала показывает 300 г, а ближняя шкала показывает 3,34 г, то масса банки равна 373,34 г.
Реклама
-
1
Вычисление массы через объем и плотность. Формула для вычисления плотности: плотность = масса / объем. Для того чтобы воспользоваться этой формулой, вам нужно знать объем и плотность тела.[4]
- Согласно этой формуле масса тела равна произведению плотности на объем: масса = объем Х плотность. Например, объем алмаза равен 0,00500 кубическим метрам, а его плотность равна 3,520 кгм^3. Для вычисления массы алмаза перемножьте эти значения: 0,00500 Х 3,520.
- Для перемножения значений воспользуйтесь онлайн-калькулятором. Его можно найти на разных сайтах.[5]
[6]
- Вы можете воспользоваться специальным калькулятором для вычисления объема тела. Например, вы можете найти объем конуса, если вам известны радиус его основания и высота.[7]
-
2
Уясните разницу между массой и весом. Это разные величины. Масса – это количество материи, содержащейся в данном теле. Вес – это сила, с которой тело действует на опору и которая возникает в поле силы тяжести. Вес тела возрастает с увеличением его массы.
- Помните, что вес тела зависит от его местоположения, потому что при этом меняется сила тяжести. Масса тела не зависит от его местоположения.[8]
Не забудьте вычислить массу тела в соответствующих единицах измерения (килограммах и граммах), а для обозначения массы используйте специальный символ (букву латинского алфавита). - Вес тел одинаковой массы может быть различным (в зависимости от силы тяжести). Например вес тела на Земле будет отличаться от веса того же тела на Луне.[9]
- Не измеряйте массу тела в фунтах и унциях.[10]
- Помните, что вес тела зависит от его местоположения, потому что при этом меняется сила тяжести. Масса тела не зависит от его местоположения.[8]
-
3
Вычисление массы через силу и ускорение. Формула для вычисление силы: F = m Х a.
- Таким образом, формула для вычисления массы: m = F/a, то есть масса равна силе, деленной на ускорение. Масса тела присутствует в формулировке второго закона Ньютона, который гласит, что ускорение прямо пропорционально вызывающей его силе и обратно пропорционально массе тела.
- Масса измеряется в килограммах (кг). Сила измеряется в ньютонах (Н).[11]
Реклама
Советы
- Масса обозначается буквой m. Масса считается постоянной величиной.
Реклама
Об этой статье
Эту страницу просматривали 19 901 раз.