Единицы измерения веса, теория и онлайн калькуляторы
Единицы измерения веса, теория и онлайн калькуляторыОпределение
Вес тела ($\overline{P}$) — это сила, с которой тело действует на опору или подвес в результате притяжения тела к Земле.
Следовательно, как и для всякой силы, ньютон — единица измерения веса.
Основным законом классической динамики можно считать второй закон Ньютона. В состав его математического выражения входят две величины, которые невозможно выразить только при помощи кинематических параметров. Этими величинами являются сила ($\overline{F}$) и масса ($m$). Данные величины равно значимы. Любую из них можно считать основной. Выбрав для единицы одной из них эталон, получают единицу для другой, используя основной закон динамики поступательного движения. Так можно получить две разные системы единиц, в одной из них (метрической) основными единицами служат единицы массы, а единицы силы считаются производными. 5дин.\]
При технических расчетах можно встретить еще одну единицу измерения веса, которую называют килограмм — сила (кгс). 1 кгс — это сила, с которой Земля действует на эталонную массу в один килограмм, притягивая ее.
\[1Н\approx 0,10197162\ кгс.\]
В России килограмм-силу используют как внесистемную единицу измерения силы.
Получаем, дин, кгс — единицы измерения веса.
Примеры задач с решением
Пример 1
Задание. Каков вес тела массой $m=4$ кг (рис.1), если тело равномерно движется по дуге окружности $R=10\ м;;\ \ v=2\ \frac{м}{с}$? Используя полученные формулы расчета веса тела, определите в каких единицах, измеряется вес тела.
Решение. Рассмотрим положение тела (рис.1), изобразим силы, действующие на тело, ускорение, с которым тело движется.
Вес тела равен по величине силе реакции опоры ($\overline{N}$), но надо помнить, что вес тела приложен к опоре, сила $\overline{N}$ к движущемуся телу. 2}{2}+9,8\right)=239,2\ (Н).\]
Ответ. }$P=239,2\ $ Н
Пример 2
Задание. Каков вес тела массой $m=4$ кг (рис.3), если тело равномерно движется по дуге окружности $R=10\ м;;\ \ v=5\ \frac{м}{с}$?
Решение. Рассмотрим положение тела (рис.3), изобразим силы, действующие на тело, ускорение, с которым тело движется (рис.4).
В соответствии с третьим законом Ньютона:
\[\overline{P}=-\overline{N\ }\left(2.1\right).\]
По второму закону Ньютона для сил, действующих на движущееся тело:
\[m\overline{g}+\overline{N}=m\overline{a}\left(2.2\right).\]
В проекции на ось Y уравнение (2.2) примет вид:
\[Y:\ -mg+N=-ma\ \left(2.3\right).\]
При равномерном движении тела по окружности его ускорение равно:
Вычислим все тела:
\[P=4\left(9,8-\frac{25}{10}\right)=29,2\ (Н).\]
Ответ. $P=29,2 Н$
Читать дальше: единицы измерения времени.
236
проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности
Мы помогли уже 4 396 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!
Вес тела — формула, определение, обозначение
Невесомость: что это такое
Невесомость — это состояние, при котором тело не давит на опору или подвес.
Само слово «невесомость» как бы подсказывает нам, что веса здесь быть не должно. При этом непонятно, что с ним тогда происходит. Давайте разбираться.
Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова
Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков
Вес тела
Вес — это сила, с которой тело действует на опору или подвес. Измеряется вес, как и любая другая сила, в Ньютонах.
«Но погодите! Вес же измеряют в килограммах — я вот вешу 50»
Это не совсем верно. В быту мы часто подменяем понятие «масса» понятием «вес» и говорим: вес чемодана — десять килограммам. В физике это два совершенно разных понятия, которые при этом взаимосвязаны.
Если у вас неподалеку есть весы — приглашаем в эксперимент! Один нюанс: наша затея сработает именно с механическими весами, но не с электронными. Поехали!
Шаг 1. Если встать на весы ровно и не двигаться — ваш вес будет высчитываться по формуле:
P = mg P — вес тела [Н] m — масса [кг] g — ускорение свободного падения [м/с2] На планете Земля g = 9,8 м/с2 |
Здесь может возникнуть два возражения:
Это же сила тяжести, а не вес. Формула такая же!
На весах масса отображается в килограммах. И если я свою массу умножу на ускорение свободного падения, то явно получу число почти в 10 раз больше, чем показывают весы.
Точка приложения силы. Эта формула и правда аналогична силе тяжести. Вес тела в состоянии покоя численно равен массе тела, разница состоит лишь в точке приложения силы.
Сила тяжести — это сила, с которой Земля действует на тело, а вес — сила, с которой тело действует на опору. Это значит, что у них будут разные точки приложения: у силы тяжести к центру масс тела, а у веса — к опоре.
Весы измеряют силу. Весы работают таким образом, что измеряют вес тела — силу, с которой мы на них действуем, а показывают — массу. Можно сделать вывод, что весы — это динамометр (прибор, измеряющий силу).
Продолжаем эксперимент.
Шаг 2. Теперь пошалим и резко встанем на носочки! Стрелка резко отклонилась влево, а потом вернулась на место. Вы придали себе ускорение, направленное вверх — в то время, как ускорение свободного падения всегда направлено к центру Земли (вниз).
Теперь вес тела вычисляем по формуле:
P = m (g − a) P — вес тела [Н] m — масса [кг] g — ускорение свободного падения [м/с2] a — ваше ускорение [м/с2] На планете Земля g = 9,8 м/с2 |
Шаг 3. Последняя часть эксперимента — резко опуститься на пятки. Теперь вы сильнее давите на весы, потому что придали ускорение, направленное вниз. Стрелка весов отклонится вправо и вернется на место, когда вы придете в состояние покоя.
Формула веса примет вид:
P = m (g + a) P — вес тела [Н] m — масса [кг] g — ускорение свободного падения [м/с2] a — ваше ускорение [м/с2] На планете Земля g = 9,8 м/с2 |
Кстати, если ровно стоять на весах, но взвешиваться в лифте — все будет работать наоборот. Если лифт едет вверх, то он как будто давит весами на человека, стоящего на них, а это как раз ситуация с увеличением веса. А если вниз — весы как будто бы от вас «убегают», чтобы показать меньшее значение.
Этот случай мы можем описать через 2 закон Ньютона. Возьмем лифт, который едет вниз. Обозначим силы на рисунке.
N – сила реакции опоры [Н];
mg – сила тяжести [Н];
N + mg = ma
При проецировании на ось y, направленную вниз, мы получаем:
−N + mg = ma
А теперь нам понадобится третий закон Ньютона — по нему сила реакции опоры равна весу тела:
P = N
−P + mg = ma
P = m (g − a)
Попробуйте курсы подготовки к ЕГЭ по физике с опытным преподавателем в онлайн-школе Skysmart!
Снова невесомость
Ну что, с весом разобрались. А теперь давайте сделаем так, чтобы его не стало и получилась та самая невесомость.
Чтобы привыкнуть к ощущению невесомости в космосе, космонавты тренируется в специальных самолетах-лабораториях:
Он взлетает и начинает просто падать, чтобы ускорение самолета было равно ускорению свободного падения. В этот момент, в формуле веса из g вычитается равное ему значение и получается 0:
P = m (g − a) = m (9,8 − 9,8) = 0
Вот мы и в невесомости!
Так это что же, космонавты испытывают невесомость, потому что падают?
Если они летят вокруг Земли, то да. Как писал Дуглас Адамс в книге «Автоспом по галактике»: «Летать просто. Нужно просто промахнуться мимо Земли».
Когда космический корабль обращается вокруг Земли, он просто пытается на нее упасть, но промахивается. Такой процесс происходит, когда корабль движется с первой космической скоростью, равной 7.9 км/с. Это та скорость, с которой корабль становится искусственным спутником Земли.
Кстати, есть еще вторая и третья космические скорости. Вторая космическая скорость — это минимальная скорость, с которой должно двигаться тело, чтобы оно могло без затрат дополнительной работы преодолеть влияние поля тяготения Земли, т. е. удалиться на бесконечно большое расстояние от Земли. А тело, которое двигается с третьей космической скоростью, и вовсе вылетит за пределы Солнечной системы. Такие дела. 🙂
единиц СИ — Масса | НИСТ
Килограмм (кг) определяется путем принятия фиксированного числового значения постоянной Планка h равной 6,62607015 × 10 −34 при выражении в единицах Дж с, что равно кг м 2
Основным эталоном массы в этой стране является американский прототип 20 килограммов, представляющий собой платино-иридиевый цилиндр, хранящийся в NIST. Килограмм, первоначально определяемый как масса одного кубического дециметра воды при температуре максимальной плотности, был известен как архивный килограмм. После Международной метрической конвенции в 1875 году он был заменен международным прототипом килограмма, который стал единицей массы без привязки к массе кубического дециметра воды или архивному килограмму. Каждой стране, подписавшейся на Международную метрическую конвенцию, была присвоена одна или несколько копий международных стандартов; они известны как национальные прототипы метров и килограммов. Узнайте больше об истории и текущем определении килограмма.
Среди основных единиц СИ килограмм (кг) является единственной единицей, название и символ которой по историческим причинам включают префикс. «Кило» префикс SI для 1000 или 10 3 . Названия и символы для десятичных кратных и дольных единиц массы образуются путем присоединения префиксных имен к названию единицы «грамм» и префиксных символов к символу единицы «г». Узнайте больше об этой исторической причуде.
Единицы массы | ||
---|---|---|
10 миллиграмм (мг) | = | 1 сантиграмм (г) |
10 сантиграмм | = | 1 дециграмм (дг) = 100 миллиграммов |
10 дециграмм | = | 1 грамм (г) |
10 дециграмм | = | 1000 миллиграммов |
10 грамм | = | 1 декаграмм (даг) |
10 декаграмм | = | 1 гектограмм (hg) |
10 декаграмм | = | 100 грамм |
10 гектограмм | = | 1 килограмм (кг) |
10 гектограмм | = | 1000 грамм |
1000 кг | = | 1 мегаграмм (Mg) или 1 метрическая тонна (т) |
Физик Ричард Штайнер настраивает электронный килограмм, экспериментальный прибор для определения массы с точки зрения основных свойств природы.
Кредит: © Роберт Рат
Ресурсы для учащихся и преподавателей
- Килограмм: введение (NIST)
- Название «килограмм»: историческая причуда (BIPM)
- (Бывший) Международный прототип килограмма (BIPM)
- Принципы балансировки корма (NIST)
- Баланс корма NIST — видео на YouTube (NIST)
- Весы для самодельных кормов NIST (NIST)
- НИСТ в 90: Измерение постоянной Планка (видео на YouTube)
- Брошюра по калибровке массы (NIST)
- Акт балансировки (PhET, моделирование)
- Характеристики монет США (Монетный двор США)
- Элементный состав человеческого тела (визуальный капиталист)
Кредит: Дж. Ван и Б. Хейс/NIST
League of SI Superheroes — Monsieur Kilogram
Этот анимационный видеосериал в стиле комиксов был разработан, чтобы помочь учащимся средних школ узнать о 7 базовых единицах измерения SI. С его невероятно сильными руками месье Килограмм является мастером массы. Килограмм – это цилиндр из специального металла массой около 39миллиметров в ширину и 39 миллиметров в высоту, что служит мировым эталоном массы.
Часто задаваемые вопросы — В чем разница между терминами «масса» и «вес»?
Масса тела является мерой его инерционных свойств или количества вещества, которое оно содержит. Вес тела — это мера силы, действующей на него под действием силы тяжести, или силы, необходимой для его поддержания. Гравитация на Земле придает телу нисходящее ускорение около 9,8 м/с 2 . В просторечии вес часто используется как синоним массы в мерах и весах. Например, глагол «взвесить» означает «определить массу» или «иметь массу». Неправильное использование веса вместо массы должно быть постепенно прекращено, а термин «масса» должен использоваться, когда имеется в виду масса. Единицей массы в системе СИ является килограмм (кг). В науке и технике вес тела в конкретной системе отсчета определяется как сила, сообщающая телу ускорение, равное локальному ускорению свободного падения в этой системе отсчета. Таким образом, единицей СИ определяемой таким образом величины веса (силы) является ньютон (Н).
Перейти к дополнительной информации о базовых единицах СИ:- Единицы СИ
- Длина – метр (м)
- Время – секунда (с)
- Количество вещества – моль (моль)
- Электрический ток – ампер (А)
- Температура – кельвин (К)
- Сила света – кандела (кд)
Ресурсы
- Знакомство с SI
- Ежедневная оценка
- Вопросы и ответы по метрике
- Префиксы
- SI Образование и обучение
- Публикации SI
- Понимание метрики
- Запись в единицах СИ (метрических)
- Национальная метрическая неделя
NEST-R (реестр STEM)
Образовательные ресурсы NIST
Метрическая система
Измерение: вес и масса
Горячая математикаВес – это мера того, насколько тяжел объект. Вес измеряется в стандартных общепринятых единицах.
Масса объекта – это количество вещества, которое он содержит. Масса измеряется в стандартных метрических единицах.
Для повседневных целей, когда вы находитесь на поверхности земли, разница не важна. Но если вы измерите что-то на другой планете, ее масса будет такой же, как и на Земле, но ее вес будет другим. (Вес зависит от гравитации, а на других планетах гравитация другая! Вот почему, когда вы плывете в космосе, вы невесомый. У вас все еще есть масса, хотя,)
Метрические единицы
грамм а также килограмм две единицы, используемые для измерения массы в метрическая система .
Из грамма мы получаем остальные метрические единицы, используя стандартные метрические префиксы.
Миллиграмм (мг) | 0,001 грамм или 1 1000 грамм |
Сантиграмм (кг) | 0,01 грамм или 1 100 грамм |
Дециграмм (дг) | 0,1 грамм или 1 10 грамм |
Грамм (г) | 1000 миллиграммы |
Декаграмм (даг) | 10 грамм |
Гектограмм (hg) | 100 грамм |
Килограмм (кг) | 1000 грамм |
Метрическая тонна (т) | 1000 килограммы |
Скрепка имеет массу около 1 грамм.
А 1 литровая бутылка воды имеет массу 1 килограмм (плюс еще немного за пластик).
Традиционные единицы США
Система измерения веса (не массы) в обычной системе основана на унциях, фунтах и тоннах. Основной единицей веса является фунт (фунт).
1 фунт ( фунт ) знак равно 16 унции ( унция ) 1 тонна ( Т ) знак равно 2 , 000 фунты
Унция – это наименьшая единица веса. Клубника имеет вес около 1 унция.
Автомобиль имеет вес около 2 тонн.
Конвертировать от одной единицы к другой, мы можем использовать модульный анализ . Например, вес грузовика 6000 фунты. Сколько это тонн?
Мы знаем это 1 тонна знак равно 2 , 000 фунты .
Чтобы перевести фунты в тонны, вы можете разделить 6 , 000 по 2 , 000 .
6 , 000 ÷ 2 , 000 знак равно 3 тонн .
Примечание:
(a) Чтобы преобразовать более крупные единицы в более мелкие, умножьте их на соответствующий коэффициент единиц.
(b) Чтобы преобразовать меньшие единицы в более крупные, умножьте на взаимный соответствующего удельного отношения.