Jednotky newton na metr a newton na metr čtvereční. Příklad úkolu

Jednotky ve fyzice hrají důležitou roli při řešení praktických problémů. Díky nim můžete určit správnost získaného výsledku a pochopit jeho kvantitativní hodnotu ve srovnání se známým standardem. Zvažte v článku, Co je fyzikální veličina s měrnou jednotkou Newton na metr.

Newton - jednotka síly

Každý školák ví, kdo je Isaac Newton a jak přispěl k rozvoji klasické mechaniky. Se stoprocentní jistotou lze říci, že dynamika, jako obor fyziky, který studuje síly, je zcela postavena na zákonech velkého anglického vědce. Mezinárodní společenství se proto rozhodlo pojmenovat jednotku měření síly Newton (h). Jeden Newton je taková síla, která, působící na tělo o hmotnosti 1 kilogram, mu říká zrychlení 1 m / s².

Newton je hlavní měrnou jednotkou síly absolutně jakéhokoli druhu. Přesto nepatří mezi sedm základních jednotek mezinárodního systému SI. Jak bylo řečeno, je definována prostřednictvím 3 dalších základních pojmů-kilogram( míra hmotnosti), metr (míra vzdálenosti v prostoru) a sekunda (míra času).

Co je Newton na metr?

Seznámení s konceptem "newton" jako jednotky sil se vraťme k tématu článku. Jaká hodnota se získá, když se Newton vynásobí metrem? Pro ty, kteří nemohou okamžitě odpovědět na položenou otázku, zapíšeme tuto operaci v matematické podobě:

A = F * l

Pokud se v důsledku působení síly F tělo pohybuje ve vzdálenosti l, pak produkt těchto fyzikálních veličin poskytne práci vykonanou silou ve směru pohybu.

Práce představuje energetickou charakteristiku, měří se v joulech (J). Jeden Joule, podle definice práce, je taková energie, kterou síla 1 Newton utratí při pohybu těla o 1 metr.

V závislosti na fyzickém procesu může práce vynaložená na pohyb těl přecházet do různých druhů energie. Pokud například stavební jeřáb zvedne betonovou desku, zvýší se jeho potenciální energie v gravitačním poli. Další příklad: lidé působící konstantní silou tlačí stroj na nějakou dobu. Část vynaložené práce jde k překonání valivé třecí síly a v důsledku toho jde do tepelná energie, její další část jde na zvýšení kinetické energie dopravní prostředek.

Newton na metr je tedy jednotka práce zvaná Joule.

Moment síly

Kromě práce se uvedená jednotka používá také k měření momentu síly. Ten je popsán stejným vzorcem jako práce, avšak síla je v tomto případě směrována v určitém úhlu k vektoru l, což je vzdálenost od bodu působení síly k ose otáčení.

I když je moment síly popsán v jednotkách práce, není to. Nazývá se také točivý moment, protože ukazuje možnost vnější síly otočit systém kolem osy a dát mu nějaké Úhlové zrychlení. Pokud je moment síly vynásoben úhlem otáčení v radiánech, dostaneme práci. Měrná jednotka se nezmění.

Jednotka tlaku

V rámci tématu článku také zvažte, v čem se měří tlak ve fyzice. Lidé, kteří se zajímají o tuto vědu, poskytnou rychle správnou odpověď a pojmenují Pascal jako jednotku pro měření tlaku v Si. V úkolech a v praxi jsou běžné další tlakové jednotky, které se pohodlně používají případ od případu. Tak, rozšířené: atmosféra, Torr nebo milimetr rtuti a bar. Každý z nich je jednoznačně přeložen do pascalů, pokud použijete odpovídající převodový koeficient.

Tlak řešíme v rámci tématu tohoto článku, protože úzce souvisí se silou. Podle definice je tlak veličina rovnající se poměru síly působící kolmo k povrchu síly k ploše tohoto povrchu, tj.:

P = F / S

Z této rovnosti získáme měrnou jednotku Newton na metr čtvereční (n / m²). Velikost 1 n / m² volal Pascal na počest francouzského fyzika Blaise Pascala, který navrhl barometr a změřil jim atmosférický tlak v různých nadmořských výškách vzhledem k hladině moře.

Jeden Pascal je velmi malý tlak. Jeho velikost si lze představit, pokud vezmete 100 mililitrů destilované vody a rozložíte ji na plochu 1 metr čtvereční. Například si všimneme, že atmosférický tlak na hladině moře se přibližně rovná 100 tisícům pascalů.

Pro úplnost si všimneme, že ve fyzice neexistuje žádná veličina s měrnou jednotkou Newton krát metr čtvereční.

Příklad úkolu

Je nutné určit, jakou práci provedla gravitace, pokud tělo za 5 sekund spadlo z určité výšky na zemský povrch. Tělesná hmotnost se rovná jednomu kilogramu.

Gravitační sílu lze vypočítat pomocí vzorce:

F = M * g = 1 * 9,81 = 9,81 N

Chcete-li určit výšku, ze které tělo kleslo, měli byste použít vzorec pro rovnoměrně zrychlený pohyb bez počáteční rychlosti:

h = g * t² / 2 = 9,81 * 5² / 2 = 122,625 m

Chcete-li získat práci gravitace, měli byste znásobit veličiny F A h:

A = F * h = 9,81 * 122,625 ≈ 1203 J

Gravitace provedla pozitivní práci přibližně 1200 Newtonů na metr nebo 1,2 kilojoulu.