Как найти силу когда известен вес - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Сила — векторная физическая величина, являющаяся мерой интенсивности воздействия на данное тело других тел, а также полей. Приложенная к массивному телу сила является причиной изменения его скорости или возникновения в нём деформаций и напряжений.

Онлайн калькулятор для расчета силы, массы и ускорений.

Формула силы:
Сила (F) = m X a;
Масса (m) = F / a;
Ускорение (a) = F / m;

где,
F = Сила,
m = Масса,
a = Ускорение

Пример 1: Какая сила необходима для ускорения объекта с массой 4 кг на 7 м/с2?
т = 4 кг, = 7 м/с2
Расчет силы:
F = 4×7 = 28 N
Этот пример поможет вам рассчитать силы вручную.

Пример 2: Какое будет ускорение объекта с массой в 20 кг при ударе с силой 100 Н?
F = 100 Н, М = 20 кг
Расчет ускорения:
a = 100/20 = 5

Источник

Загрузить PDF

Сила — это толчок или усилие, приложенное к объекту, которое заставляет его сдвинуться с места или ускориться. Второй закон Ньютона описывает связь силы с массой и ускорением, позволяя вычислить силу. Как правило, чем больше масса объекта, тем бóльшая сила требуется для того, чтобы сдвинуть его с места.^[1]

1

Умножьте массу на ускорение. Сила F, необходимая для того, чтобы придать объекту массой m ускорение a, определяется по следующей формуле: F = m x a. То есть сила равна массе, умноженной на ускорение.^[2]
2
Переведите единицы измерения в систему СИ. В Международной системе единиц (СИ) основной единицей измерения массы служит килограмм, а ускорения — м/с² (метр на секунду в квадрате). Выразив массу и ускорение в единицах СИ, мы получим значение силы в ньютонах (Н).^[3]
- Например, если масса объекта составляет 3 фунта, необходимо перевести ее в килограммы. 3 фунта равны 1,36 кг, то есть масса объекта равна 1,36 кг.
3

Помните о том, что в физике вес и масса — это разные понятия. Если вес объекта дан в ньютонах, для нахождения массы его следует разделить на 9,8. Например, 10 Н эквивалентны 10/9,8 = 1,02 кг.^[4]

Реклама

1
Найдите силу, необходимую для того, чтобы разогнать автомобиль массой 1000 кг до 5 м/с².^[5]
- Сначала проверим, все ли величины приведены в единицах измерения системы СИ.
- Умножив массу (1000 кг) на ускорение (5 м/с²), получим силу (5000 Н).
2
Вычислите силу, необходимую для того, чтобы разогнать тележку массой 8 фунтов до ускорения 7 м/с².
- Сначала выразим все величины в единицах измерения СИ. Один фунт равен 0,453 кг, поэтому, умножив 8 фунтов на этот коэффициент, находим, что масса тележки составляет 3,62 кг.
- Умножив массу (3,62 кг) на заданное ускорение (7 м/с²), находим необходимую силу (25,34 Н).
3
Найдите силу, действующую на тележку весом 100 Н, которая движется с ускорением 2,5 м/с².
- Как мы помним, вес в ньютонах следует перевести в массу в килограммах, поделив на 9,8. Разделив 100 Н на 9,8, получаем массу 10,2 кг.
- Умножив найденную массу тележки (10,2 кг) на заданное ускорение (2,5 м/с²), получаем силу (25,5 Н).
Реклама

Советы

Всегда внимательно читайте условие задачи, чтобы определить, что дано: масса или вес.
Проверьте единицы измерения и при необходимости выразите массу в килограммах, а ускорение — в м/с².
Согласно определению основной единицы измерения силы в системе СИ, Н = кг * м/с².^[6]

Об этой статье

Эту страницу просматривали 64 601 раз.

Была ли эта статья полезной?

Источник

Второй закон Ньютона это закон который был выведен в результате проведения опытов Ньютоном.

В результате чего были выведена новая формула второго закона ньютона а = F /m,

Что такое второй закон Ньютона, масса и вес тела

Обобщая результаты опытов Галилея по падению тяжелых тел, астрономические законы Кеплера о движении планет, данные собственных исследований.

Ньютон сформулировал второй закон динамики, количественно связывающий изменение движения тела с силами, вызывающими это изменение.

Чтобы исследовать зависимость между силой и ускорением количественно, рассмотрим некоторые опыты.

Ускорение от величины силы

I. Рассмотрим, как зависит ускорение одного и того же тела от величины силы, действующей на это тело. Предположим, что к тележке прикреплен динамометр, по показаниям которого измеряют силу.

Измерив длину пройденного тележкой пути за какой-нибудь промежуток времени t, по формуле s = (at₂) : 2 определим ускорение a.

Изменяя величину силы, проделаем опыт несколько раз. Результаты измерения покажут, что ускорение прямо пропорционально силе, действующей на тележку

a₁ : a₂ = F₁ : F₂

ИЛИ

а ~ F.

Отношение силы, действующей на тело, к ускорению есть величина постоянная, которую обозначим m. Это отношение назовем массой тела.

Зависимость ускорения от массы

II. Установим зависимость ускорения тела от его массы. Для этого будем действовать на тележку какой-нибудь постоянной силой, изменяя массу (помещая различные грузы на тележку).

Ускорения тележки будем определять так же, как и в первом опыте. Опыт покажет, что ускорение тележки обратно пропорционально массе, то есть

(a₁/a₂) = (m₂/m₁), или а ~ (1/m)

Обобщая результаты опытов, можно заметить, что ускорение, приобретаемое телом, прямо пропорционально силе, действующей на тело, и обратно пропорционально массе данного тела (второй закон ньютона формулировка).

Этот вывод называется вторым законом Ньютона. Математически этот закон можно записать так (формула второго закона ньютона):

а = F /m

где а — ускорение, m—масса тела, F — результирующая всех сил, приложенных к телу. В частном случае на тело может действовать и одна сила.

Результирующая сила F равна векторной сумме всех сил, приложенных к телу;

F = mа.

Следовательно, сила равна произведению массы на ускорение.

Второй закон динамики можно записать в иной более удобной форме. Учитывая, что ускорение

а = (υ₂ — υ₁) / (t₂ — t₁)

подставим это выражение в уравнение второго закона Ньютона. Получим

F = ma = (mυ₂ — mυ₁) / (t₂ — t₁) = (∆(mυ))/∆t

Что такое импульс

Импульсом, или количеством движения, называется вектор, равный произведению массы тела на его скорость (тυ).

Тогда основной закон динамики можно сформулировать следующим образом: сила равна изменению импульса в единицу времени (второй закон ньютона в импульсной форме)

F = (∆(mυ))/∆t

Это и есть наиболее общая формулировка второго закона Ньютона. Массу тела Ньютон определил как количество вещества, содержащегося в данной теле. Это определение несовершенно.

Из второго закона Ньютона вытекает следующее определение массы. Из равенства

a₁/a₂= m₂/m₁

видно, что чем больше масса тела, тем меньше ускорение получает тело, то есть тем труднее изменить скорость этого тела и наоборот.

Следовательно, чем больше масса тела, тем в большей степени это тело способно сохранять скорость неизменной, то есть больше инертности. Тогда можно сказать, что масса есть мера инертности тела.

Эйнштейн доказал, что масса тела остается постоянной только при определенных условиях. В зависимости от скорости движения тела его масса изменяется по такому закону:

где m — масса тела, движущегося со скоростью υ; m₀ — масса этого же тела, находящегося в покое; с = 3 • 10⁸м/с скорость света в вакууме.

Проанализируем данное уравнение:

Если υ«с, то величиной —, как очень малой, можно пренебречь и m = m₀, то есть при скоростях движения, много меньших скорости света, масса тела не зависит от скорости движения;
Если υ ≈ с, то υ₂/с₂ ≈ 1, тогда т = m₀/0— отсюда вытекает, что m → ∞.

По мере увеличения скорости тела для его дальнейшего ускорения нужно будет прикладывать все увеличивающиеся силы.

Но бесконечно больших сил, которые потребовались бы для сообщения телу скорости, равной скорости света, в природе не существует.

Таким образом, заставить рассматриваемое тело двигаться со скоростью света принципиально невозможно.

Со скоростями, близкими к скорости света, современная физика встречается: так разгоняются, например, элементарные частицы в ускорителях.

Масса тела с ростом скорости

Масса тела с ростом скорости увеличивается, но количество вещества остается неизменным, возрастает инертность. Поэтому массу нельзя путать с количеством вещества.

Покажем связь между силой тяжести, массой тела и ускорением свободного падения. Любое тело, поднятое над Землей и ничем не поддерживаемое, падает снова на Землю.

Это происходит вследствие того, что между телом и Землей существует притяжение (этот вопрос более подробно рассмотрим позже).

Сила, с которой тело притягивается к Земле, называется силой тяжести. Падение тел в безвоздушном пространстве под действием силы тяжести (при υ₀= 0) называется свободным падением.

Отметим, что для тел, покоящихся в поле сил тяготения, сила тяжести равна весу тела Р.

Весом тела называется сила, с которой тело давит на горизонтальную подставку, неподвижную относительно Земли, или действует на подвес.

Если Р— сила тяжести, m — масса, g — ускорение силы тяжести (в данной точке Земли оно для всех тел одинаковой среднее его значение равно 9,8м/с²), то применяя второй закон динамики, получим

P = mg.

Выразим с помощью этой формулы веса двух различных тел. Тогда:

P₁ = m₁g и Р₂ = m₂g. Разделив почленно эти два равенства, будем иметь

P₁/P₂ = m₁/m₂

Следовательно, веса тел в данной точке земной поверхности прямо пропорциональны их массам.

Задачи на второй закон ньютона

1. Какая сила F действует на автомобиль массой кгm=1000 кг, если он движется с ускорением мсa=1 м/с².

Дано:
m = 1000 кг
a = 1 м/с²

Найти: F — ?

Решение:

Запишем второй закон Ньютона :

F = mа.

F = 1000 кг • 1 м/с²= 1000 Н

Ответ: 1000 Н.

2. На мяч действует сила F = 70Н, масса мяча m = 0,2 кг, найти его ускорение a.

Дано:

m = 0,2 кг,

F = 70Н

Найти:

a — ?

Решение:

Запишем второй закон Ньютона :

F = mа.

Следовательно а = F / m.

а = 70Н : 0,2 кг = 350 м/с.

Ответ: а = 350 м/с.

Статья на тему Второй закон Ньютона

Источник

Размещено 3 года назад по предмету
Физика
от queen969696

Как найти модуль силы, зная вес и КПД.

Ответ на вопрос

Ответ на вопрос дан
mashachobanyan

a=f/m a -ускорение тела M/C F-СИЛА ДЕСТВУЕЩАЯ НА ТЕЛО H m-масса тела кг

Не тот ответ на вопрос, который вам нужен?

Найди верный ответ

Самые новые вопросы

Математика — 3 года назад

Сколько здесь прямоугольников

История — 3 года назад

Какое управление было в древнейшем риме? как звали первого и последнего из царей рима?

Литература — 3 года назад

Уроки французского ответе на вопрос : расскажите о герое по следующему примерному плану: 1.почему мальчик оказался в райцентре ? 2.как он чувствовал себя на новом месте? 3.почему он не убежал в деревню? 4.какие отношения сложились у него с товарищами? 5.почему он ввязался в игру за деньги? 6.как характеризуют его отношения с учительницей ? ответе на эти вопросы пожалуйста ! сочините сочинение пожалуйста

Русский язык — 3 года назад

Помогите решить тест по русскому языку тест по русскому языку «местоимение. разряды местоимений» для 6 класса
1. укажите личное местоимение:
1) некто
2) вас
3) ни с кем
4) собой
2. укажите относительное местоимение:
1) кто-либо
2) некоторый
3) кто
4) нам
3. укажите вопросительное местоимение:
1) кем-нибудь
2) кем
3) себе
4) никакой
4. укажите определительное местоимение:
1) наш
2) который
3) некий
4) каждый
5. укажите возвратное местоимение:
1) свой
2) чей
3) сам
4) себя
6. найдите указательное местоимение:
1) твой
2) какой
3) тот
4) их
7. найдите притяжательное местоимение:
1) самый
2) моего
3) иной
4) ничей
8. укажите неопределённое местоимение:
1) весь
2) какой-нибудь
3) любой
4) этот
9. укажите вопросительное местоимение:
1) сколько
2) кое-что
3) она
4) нами
10. в каком варианте ответа выделенное слово является притяжательным местоимением?
1) увидел их
2) её нет дома
3) её тетрадь
4) их не спросили

Русский язык — 3 года назад

Переделай союзное предложение в предложение с бессоюзной связью.
1. океан с гулом ходил за стеной чёрными горами, и вьюга крепко свистала в отяжелевших снастях, а пароход весь дрожал.
2. множество темноватых тучек, с неясно обрисованными краями, расползались по бледно-голубому небу, а довольно крепкий ветер мчался сухой непрерывной струёй, не разгоняя зноя
3. поезд ушёл быстро, и его огни скоро исчезли, а через минуту уже не было слышно шума

ggg3288

Русский язык — 3 года назад

помогите прошу!перепиши предложения, расставляя недостающие знаки препинания. объясни, что соединяет союз и. если в предложении один союз и, то во втором выпадающем списке отметь «прочерк».пример:«я шёл пешком и,/поражённый прелестью природы/, часто останавливался».союз и соединяет однородные члены.ночь уже ложилась на горы (1) и туман сырой (2) и холодный начал бродить по ущельям.союз и соединяет:1) части сложного предложенияоднородные члены,2) однородные членычасти сложного предложения—.поэт — трубач зовущий войско в битву (1) и прежде всех идущий в битву сам (ю. янонис).союз и соединяет:1) части сложного предложенияоднородные члены,2)

Физика — 3 года назад

Вокруг прямого проводника с током (смотри рисунок) существует магнитное поле. определи направление линий этого магнитного поля в точках a и b.обрати внимание, что точки a и b находятся с разных сторон от проводника (точка a — снизу, а точка b — сверху). рисунок ниже выбери и отметь правильный ответ среди предложенных.1. в точке a — «от нас», в точке b — «к нам» 2. в точке a — «к нам», в точке b — «от нас» 3. в обеих точках «от нас»4. в обеих точках «к нам»контрольная работа по физике.прошу,не наугад важно

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Что ты хочешь узнать?

Задай вопрос

Все науки

Русский яз.

Литература

Математика

Алгебра

Геометрия

Английский яз.

Немецкий яз.

Українська мова

Українська література

Беларуская мова

Қазақ тiлi

Французский яз.

Кыргыз тили

Оʻzbek tili

Биология

Химия

Физика

История

Окружающий мир

Обществознание

ОБЖ

География

Информатика

Экономика

Музыка

Право

МХК

Психология

Астрономия

Физкультура и спорт

Другие предметы

Сайт znanija.org не имеет отношения к другим сайтам и не является официальным сайтом компании.

Сайт
Главная страница
Напиши свой вопрос

Кабинет
Вход в личный кабинет
Регистрация на сайте

Источник

В статье рассматриваются несколько подходов и несколько примеров того, как рассчитать силу без ускорения.

Найти силу можно разными способами. Второй закон Ньютона позволит нам определить силу с ускорением или без него. Кроме того, для определения силы без ускорения используются формула силы тяжести, теорема работы-энергии и кинематические уравнения.

Давайте рассмотрим каждый подход один за другим, чтобы вычислить силу без ускорения.

Как рассчитать силу без ускорения, используя Второй закон Ньютона:

Сэр Исаак Ньютон предложил несколько принципов и теорий, которые привели к разработке ряда способов вычисления силы, действующей на объект. Самый простой и широко применяемый способ вычисления силы — это Второй закон Ньютона.

Есть несколько способов выразить второй закон Ньютона. Утверждение Второго закона Ньютона состоит в том, что изменение импульса частицы или объекта с течением времени будет равно действующей на него чистой силе. Ниже приводится уравнение, которое можно использовать для выражения Второго закона Ньютона:

………. (1)

Буква p может обозначать импульс объекта или частицы. Однако мы знаем, что это произведение массы и скорости объекта. В результате это записывается математически как:

р = мв

Уравнение силы может быть выражено следующим образом, если значение количества движения подставлено в уравнение:

Теперь у нас есть только производная скорости по времени, потому что масса не меняется со временем; следовательно, его производная равна нулю. Согласно теории относительности, это происходит потому, что масса частицы или объекта изменяется, когда его скорость приближается к скорости света. Однако скорость объекта не такая высокая, как скорость света. Принимая массу объекта за константу, приведенное выше уравнение можно записать как:

………. (2)

Второй закон Ньютона представлен в уравнениях (1) и (2). Когда вы знаете, как импульс изменяется со временем, вы используете первое уравнение, а когда вы знаете массу и как скорость изменяется со временем, вы используете второе уравнение.

Проблема: Винус Уильямс установила новый рекорд самой быстрой подачи на крупном женском турнире, когда она показала 58 м / с (209 км / ч) во время Открытого чемпионата Франции 2007 года. Какова средняя сила, прикладываемая ракеткой Винус Уильямс к теннисному мячу весом 0.057 кг, учитывая, что скорость мяча сразу после удара составляет 58 м / с, начальная горизонтальная составляющая скорости до удара незначительна и мяч остается в контакте с ракеткой на 5.0 мс (миллисекунды)?

Данный:

Масса теннисного мяча m = 0.057 кг.

Начальная скорость теннисного мяча v_i = 0 м / с

Финальная скорость теннисного мяча v_f = 58 м / с

Время контакта dt = 5 мс = 0.005 с

Найти:

Сила, примененная игроком F =?

Решение:

Сила, действующая на теннисиста:

∴ F = 661.2 Н

В результате игрок прикладывает к теннисному мячу силу 661 Н.

Проблема: за 2 секунды импульс объекта изменяется с 3 кг м / с до 15 кг м / с. Какая сила была приложена к объекту?

Данный:

Начальный импульс объекта p_i= 3 кг ᐧ м / с

Окончательный импульс объекта p_f= 15 кг ᐧ м / с

Изменение во времени dt = 2 с

Найти:

Сила, действующая на объект F =?

Решение:

Сила, действующая на объект:

∴ F = 6 Н

В результате сила действующее на объект 6 Н.

Как рассчитать силу без ускорения, используя закон тяготения Ньютона:

Закон тяготения Ньютона представляет собой гравитационную силу, действующую между двумя объектами друг на друга. Согласно универсальному закону, величина гравитационной силы пропорциональна произведению обеих масс и неизменно пропорциональна расстоянию между ними. В результате математическое описание силы тяжести между двумя массами m1 и m2, разделенными r, выглядит следующим образом:

………. (3)

Постоянная G, часто известная как постоянная гравитационной силы, имеет значение 6.67408 м.³ kg^-1 s^-2.

Мы можем рассчитать сила притяжения используя уравнение (3).

Проблема: предположим, что два спутника на орбите Земли проходят рядом друг с другом. Кроме того, они кратковременно находятся на расстоянии 200 м друг от друга. При этом масса спутников составляет 300 кг и 50 кг соответственно. Вычислите величину гравитационной силы между этими спутниками.

Данный:

Гравитационная постоянная G = 6.67 X 10-11 Н м.²/ кг²

Масса спутника 1 м₁ = 300 кг

Масса спутника 2 м₂ = 50 кг

Расстояние между спутниками r = 200 м

Найти:

Сила тяжести между спутниками F =?

Решение:

Гравитационная сила между спутниками:

∴ F = 2.50 Н

Таким образом, сила тяжести между двумя спутниками составляет 2.50 Н.

Как рассчитать силу без ускорения, используя теорему работы-энергии:

Объект перемещается на определенное расстояние, когда к нему прилагается сила. В результате работа, выполняемая объектом для перемещения на это расстояние, равна кинетической энергии, полученной объектом, согласно теореме работы-энергии. Короче говоря, работа превращается в энергию. Выражаясь математически:

W = KE

Тем не менее, следующая работа, которая была проделана с объектом для перемещения на расстояние d:

W = F ᐧ d

А объект со скоростью v имеет следующую кинетическую энергию:

Таким образом,

………. (4)

Используя теорему работы-энергии, уравнение (4) дает силу.

Проблема: предположим, что коробка лежит на горизонтальной поверхности. Когда сила толкает его, он скользит по поверхности на 15 м со скоростью 30 м / с. Если масса ящика 2 кг, то найдите силу, действующую на него.

Данный:

Масса ящика m = 2 кг

Пройденное расстояние ящиком d = 15 м

Скорость коробки v = 30 м / с

Найти:

Сила F =?

Решение:

Сила, действующая на коробку:

∴ F = 60 Н

Таким образом, ящику весом 2 кг требуется 60 Н силы, чтобы переместиться на 15 м со скоростью 30 м / с.

Как рассчитать силу без ускорения с использованием кинематического уравнения:

Третье кинематическое уравнение движения выглядит следующим образом:

v² = ты² + 2 объявления

Он показывает, как связаны начальная и конечная скорости. Теперь, используя Второй закон Ньютона (F = ma), примените значение ускорения a = F / m к этому уравнению и получите:

v² = ты² + 2 (Ф / м) д

∴ v² — ты² = 2 (Ф / м) d

Таким образом, используя третье кинематическое уравнение, сила, действующая на объект, может быть рассчитана следующим образом:

………. (5)

Если вам известно расстояние d, которое проходит объект массы m, когда его скорость v отличается от его начальной скорости u из-за силы F. В этом случае мы можем вычислить силу, действующую на него, используя третье кинематическое уравнение движения.

Проблема: Предположим, что объект движется со скоростью 3 м / с. Когда к объекту прикладывается сила, он перемещается на 5 м со скоростью 7 м / с. Если масса объекта 5 кг, рассчитайте силу, действующую на него.

Данный:

Начальная скорость объекта u = 3 м / с

Конечная скорость объекта v = 7 м / с

Масса объекта m = 5 кг

Расстояние, пройденное объектом под действием силы d = 5 м

Найти:

Сила, приложенная к объекту F =?

Решение:

Сила, действующая на объект:

∴ F = 20 Н

Таким образом, сила, действующая на объект, составляет 20 Н.

Источник