Isaalang-alang natin ang mga kaso ng koneksyon nang hiwalay panlabas na pinagmulan alternating current sa isang risistor na may resistensya R, kapasidad ng kapasitor C at mga inductor L. Sa lahat ng tatlong kaso, ang mga boltahe sa risistor, capacitor at coil ay katumbas ng boltahe ng AC source.

1. Resistor sa AC circuit

Ang resistensya R ay tinatawag na aktibo dahil ang isang circuit na may ganitong pagtutol ay sumisipsip ng enerhiya.

Aktibong pagtutol - aparato kung saan enerhiya agos ng kuryente hindi maibabalik na na-convert sa iba pang mga uri ng enerhiya (panloob, mekanikal)

Hayaang magbago ang boltahe sa circuit ayon sa batas: u = Umcos ωt ,

pagkatapos ay nagbabago ang kasalukuyang lakas ayon sa batas: i = u/R = I R costωt

u - agarang halaga ng boltahe;

i – agarang kasalukuyang halaga;

I R- amplitude ng kasalukuyang dumadaloy sa risistor.

Ang relasyon sa pagitan ng mga amplitudes ng kasalukuyang at boltahe sa isang risistor ay ipinahayag ng kaugnayan RI R = U R

Ang kasalukuyang pagbabagu-bago ay nasa yugto na may mga pagbabago sa boltahe. (i.e. ang phase shift sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe sa risistor ay zero).

2. Capacitor sa AC circuit

Kapag ang isang kapasitor ay konektado sa isang DC boltahe circuit, ang kasalukuyang ay zero, at kapag ang isang kapasitor ay konektado sa isang AC boltahe circuit, ang kasalukuyang ay hindi zero. Samakatuwid, ang isang kapasitor sa isang AC boltahe circuit ay lumilikha ng mas kaunting pagtutol kaysa sa isang DC circuit.

ako C at boltahe

Ang kasalukuyang ay nauuna sa boltahe sa phase sa pamamagitan ng isang anggulo ng π/2.

3. Coil sa AC circuit

Sa isang coil na konektado sa isang alternating circuit ng boltahe, ang kasalukuyang lakas ay mas mababa kaysa sa kasalukuyang lakas sa isang pare-pareho ang boltahe circuit para sa parehong coil. Dahil dito, ang coil sa isang alternating voltage circuit ay lumilikha ng higit na pagtutol kaysa sa isang direktang boltahe na circuit.

Relasyon sa pagitan ng mga kasalukuyang amplitude I L at boltahe U L:

ω LI L = U L

Ang kasalukuyang lags sa phase mula sa boltahe sa pamamagitan ng isang anggulo π/2.

Ngayon ay maaari na tayong bumuo ng vector diagram para sa isang serye ng RLC circuit kung saan ang mga sapilitang oscillations ay nangyayari sa dalas ω. Dahil ang kasalukuyang dumadaloy sa mga serye na konektado sa mga seksyon ng circuit ay pareho, ito ay maginhawa upang bumuo ng isang vector diagram na may kaugnayan sa vector na naglalarawan ng mga kasalukuyang oscillation sa circuit. Tinutukoy namin ang kasalukuyang amplitude sa pamamagitan ng ako 0 . Ang kasalukuyang yugto ay ipinapalagay na zero. Ito ay lubos na katanggap-tanggap, dahil hindi ito ang ganap na mga halaga ng bahagi na may pisikal na interes, ngunit ang kamag-anak na yugto ay nagbabago.

Ang vector diagram sa figure ay itinayo para sa kaso kung kailan o Sa kasong ito, ang boltahe ng panlabas na pinagmulan ay nauuna sa yugto ng kasalukuyang dumadaloy sa circuit sa pamamagitan ng isang tiyak na anggulo φ.

Vector diagram para sa isang serial RLC circuit

Mula sa pigura ay malinaw na

kung saan sumusunod

Mula sa expression para sa ako 0 ito ay malinaw na ang kasalukuyang amplitude tumatagal pinakamataas na halaga Kung ganoon

Ang kababalaghan ng pagtaas ng amplitude ng kasalukuyang mga oscillation kapag ang dalas ω ng isang panlabas na pinagmulan ay tumutugma sa natural na dalas ω 0 de-koryenteng circuit tinawag electrical resonance . Sa resonance

Ang phase shift φ sa pagitan ng inilapat na boltahe at kasalukuyang sa circuit ay nagiging zero sa resonance. Resonance sa isang serye ng RLC circuit ay tinatawag boltahe resonance. Sa katulad na paraan, gamit ang isang vector diagram, maaari mong pag-aralan ang phenomenon ng resonance sa parallel na koneksyon mga elemento R, L At C(tinatawag na kasalukuyang resonance).

Sa sequential resonance (ω = ω 0) amplitudes U C At U L Ang mga boltahe sa capacitor at coil ay tumaas nang husto:

Ang figure ay naglalarawan ng phenomenon ng resonance sa isang serye ng electrical circuit. Ang figure ay graphic na nagpapakita ng dependence ng amplitude ratio U C boltahe sa kapasitor sa amplitude 0 ng source boltahe mula sa dalas nito ω. Ang mga kurba sa pigura ay tinatawag resonance curves.

Ang konsepto na pamilyar sa atin mula pagkabata ay masa. Gayunpaman, sa isang kurso sa pisika, may ilang mga paghihirap na nauugnay sa pag-aaral nito. Samakatuwid, ito ay kinakailangan upang malinaw na tukuyin kung paano ito makikilala? At bakit hindi ito katumbas ng timbang?

Pagpapasiya ng masa

Ang natural na pang-agham na kahulugan ng halagang ito ay tinutukoy nito ang dami ng sangkap na nakapaloob sa katawan. Upang tukuyin ito ay kaugalian na gamitin Latin na titik m. Ang yunit ng pagsukat sa karaniwang sistema ay ang kilo. Sa mga gawain at Araw-araw na buhay Ang mga di-systemic ay madalas ding ginagamit: gramo at tonelada.

Sa isang kurso sa pisika ng paaralan, ang sagot sa tanong na: "Ano ang masa?" ibinigay kapag pinag-aaralan ang phenomenon ng inertia. Pagkatapos ito ay tinukoy bilang ang kakayahan ng isang katawan na labanan ang mga pagbabago sa bilis ng paggalaw nito. Samakatuwid, ang masa ay tinatawag ding inert.

Ano ang timbang?

Una, ito ay puwersa, iyon ay, isang vector. Ang masa ay isang scalar weight na palaging nakakabit sa isang suporta o suspensyon at nakadirekta sa parehong direksyon ng puwersa ng grabidad, iyon ay, patayo pababa.

Ang formula para sa pagkalkula ng timbang ay depende sa kung ang suporta (suspensyon) ay gumagalaw. Kapag ang system ay nakapahinga, ang sumusunod na expression ay ginagamit:

P = m * g, kung saan ang P (sa English sources ang letrang W ang ginagamit) ay ang bigat ng katawan, ang g ay ang acceleration ng free fall. Para sa lupa, ang g ay karaniwang kinukuha na katumbas ng 9.8 m/s 2.

Mula dito ang formula ng masa ay maaaring makuha: m = P / g.

Kapag lumilipat pababa, iyon ay, sa direksyon ng bigat, bumababa ang halaga nito. Samakatuwid ang pormula ay kumukuha ng anyo:

P = m (g - a). Narito ang "a" ay ang acceleration ng system.

Iyon ay, kung ang dalawang acceleration na ito ay pantay, ang isang estado ng kawalan ng timbang ay sinusunod kapag ang bigat ng katawan ay zero.

Kapag ang katawan ay nagsimulang gumalaw pataas, pinag-uusapan natin ang pagtaas ng timbang. Sa sitwasyong ito, nangyayari ang isang overload na kondisyon. Dahil tumataas ang timbang ng katawan, at magiging ganito ang formula nito:

P = m (g + a).

Paano nauugnay ang masa sa density?

Solusyon. 800 kg/m3. Upang magamit ang kilalang formula, kailangan mong malaman ang dami ng lugar. Madaling kalkulahin kung kukunin mo ang lugar bilang isang silindro. Pagkatapos ang formula ng volume ay magiging:

V = π * r 2 * h.

Bukod dito, ang r ay ang radius, at ang h ay ang taas ng silindro. Kung gayon ang volume ay magiging katumbas ng 668794.88 m 3. Ngayon ay maaari mong bilangin ang masa. Ito ay magiging ganito: 535034904 kg.

Sagot: ang masa ng langis ay humigit-kumulang 535036 tonelada.

Gawain Blg. 5. Kondisyon: Ang haba ng pinakamahabang cable ng telepono ay 15151 km. Ano ang mass ng tanso na pumasok sa paggawa nito kung ang cross-section ng mga wire ay 7.3 cm 2?

Solusyon. Ang density ng tanso ay 8900 kg/m3. Ang dami ay matatagpuan gamit ang isang formula na naglalaman ng produkto ng lugar ng base at ang taas (dito ang haba ng cable) ng silindro. Ngunit kailangan mo munang i-convert ang lugar na ito sa metro kuwadrado. Iyon ay, hatiin ang numerong ito ng 10,000 Pagkatapos ng mga kalkulasyon, lumalabas na ang dami ng buong cable ay humigit-kumulang katumbas ng 11,000 m 3.

Ngayon ay kailangan mong i-multiply ang mga halaga ng density at dami upang malaman kung ano ang katumbas ng masa. Ang resulta ay ang bilang na 97900000 kg.

Sagot: ang masa ng tanso ay 97900 tonelada.

Isa pang problema na may kaugnayan sa masa

Gawain Blg. 6. Kondisyon: Ang pinakamalaking kandila, na tumitimbang ng 89867 kg, ay may diameter na 2.59 m Ano ang taas nito?

Solusyon. Ang density ng waks ay 700 kg/m3. Ang taas ay kailangang matagpuan mula sa Iyon ay, ang V ay kailangang hatiin ng produkto ng π at ang parisukat ng radius.

At ang lakas ng tunog mismo ay kinakalkula ng masa at density. Ito ay lumalabas na katumbas ng 128.38 m 3. Ang taas ay 24.38 m.

Sagot: ang taas ng kandila ay 24.38 m.

Palagi kong nakikita ang katotohanan na hindi nauunawaan ng mga tao ang pagkakaiba sa pagitan ng timbang at masa. Ito ay karaniwang naiintindihan, dahil ginugugol natin ang ating buong buhay sa walang humpay na gravitational field ng Earth, at ang mga dami na ito ay patuloy na konektado para sa atin. At ang koneksyon na ito ay pinalakas din sa wika ng katotohanan na nalaman natin ang masa sa tulong ng mga kaliskis, "timbangin" ang ating sarili o, sabihin nating, pagkain sa isang tindahan.
Ngunit subukan pa rin nating alisin ang mga konseptong ito.

Sa subtlety (tulad ng ibang g in ibat ibang lugar Lupa at iba pang bagay) hindi kami papasok. Nais kong tandaan na ang lahat ng ito ay kasama sa kurso ng pisika ng paaralan, kaya kung ang lahat ng mga sumusunod ay halata sa iyo, huwag manumpa sa mga hindi nakakaunawa sa mga bagay na ito, at sa parehong oras sa mga nagpasya upang ipaliwanag ito sa ika-100 beses.) Umaasa ako na may mga taong para saan ang talang ito ay makadaragdag sa kanilang pag-unawa sa mundo sa kanilang paligid.

So, tara na. Ang masa ng isang katawan ay isang sukatan ng pagkawalang-galaw nito. Ibig sabihin, isang sukatan kung gaano kahirap baguhin ang bilis ng katawan na ito sa magnitude (pabilis o decelerate) o sa direksyon. Sa sistema ng SI ito ay sinusukat sa kilo (kg). Karaniwang tinutukoy ng titik m. Ito ay isang hindi nababagong parameter, maging sa Earth o sa kalawakan.

Ang gravity ay sinusukat sa mga yunit ng SI sa Newtons (N). Ito ang puwersa kung saan umaakit ang Earth sa isang katawan, at katumbas ng produkto na m*g. Ang coefficient g ay 10 m/s2, na tinatawag na acceleration of gravity. Sa pagbilis na ito, ang isang katawan ay nagsisimulang gumalaw na may kaugnayan sa ibabaw ng lupa, na nawalan ng suporta (sa partikular, kung ang katawan ay nagsimula mula sa isang nakatigil na estado, ang bilis nito ay tataas ng 10 m / s bawat segundo).

Ngayon isaalang-alang ang isang katawan ng masa na nakahiga nang hindi gumagalaw sa isang mesa. Upang maging tiyak, hayaang ang masa ay 1 kg. Ang katawan na ito ay kumikilos nang patayo pababa sa pamamagitan ng puwersa ng gravity mg (ang vertical mismo ay tiyak na tinutukoy ng direksyon ng puwersa ng grabidad), katumbas ng 10 N. V teknikal na sistema Ang mga yunit ng puwersang ito ay tinatawag na kilo-force (kgf).

Ang talahanayan ay hindi nagpapahintulot sa ating katawan na mapabilis, na kumikilos dito na may puwersang N na nakadirekta patayo pataas (mas tama na iguhit ang puwersang ito mula sa talahanayan, ngunit upang ang mga linya ay hindi magkapatong, ako ay gumuhit din mula sa gitna ng ang katawan):

Ang N ay tinatawag na ground reaction force, binabalanse ang puwersa ng gravity (in sa kasong ito katumbas ng ganap na halaga sa parehong 10 Newtons), kaya ang resultang puwersa F (ang kabuuan ng lahat ng pwersa) ay katumbas ng zero: F = mg - N = 0.

At nakikita natin na ang mga puwersa ay balanse mula sa ikalawang batas ni Newton F = m*a, ayon sa kung saan kung ang acceleration ng katawan a ay zero (iyon ay, ito ay alinman sa pahinga, tulad ng sa aming kaso, o gumagalaw nang pantay at rectilinearly) , kung gayon ang resultang puwersa F ay zero din.

Ngayon ay maaari nating sabihin sa wakas kung ano ang timbang - ito ang puwersa kung saan kumikilos ang katawan sa isang stand o suspensyon. Ayon sa ikatlong batas ni Newton, ang puwersang ito ay kabaligtaran ng puwersa N at katumbas nito sa ganap na halaga. Iyon ay, sa kasong ito ito ay pareho 10 N = 1 kgf. Maaaring tila sa iyo na ang lahat ng ito ay hindi kinakailangang kumplikado, at dapat mong sinabi kaagad na ang timbang at gravity ay magkaparehong bagay? Pagkatapos ng lahat, nag-tutugma sila sa direksyon at sa magnitude.

Hindi, sa katunayan malaki ang pagkakaiba nila. Ang puwersa ng grabidad ay patuloy na kumikilos. Nagbabago ang timbang depende sa acceleration ng katawan. Magbigay tayo ng mga halimbawa.

1. Magsisimula ka sa isang high-speed elevator (high-speed para ang acceleration phase ay mas kahanga-hanga/mas kapansin-pansin). Ang iyong masa ay, sabihin nating, 70 kg (maaari mong muling kalkulahin ang lahat ng mga numero sa ibaba para sa iyong masa). Ang iyong timbang sa isang nakatigil na elevator (bago magsimula) ay 700 N (o 70 kgf). Sa sandali ng pataas na acceleration, ang nagresultang puwersa F ay nakadirekta paitaas (ito ang nagpapabilis sa iyo), ang reaksyon na puwersa N ay lumampas sa puwersa ng gravity mg, at dahil ang iyong timbang (ang puwersa kung saan kumikilos ka sa sahig ng elevator) coincides in absolute value with N, mararanasan mo ang tinatawag na overload. Kung ang elevator ay bumilis na may acceleration g, pagkatapos ay makakaranas ka ng bigat na 140 kgf, iyon ay, isang g-force na 2 g, 2 beses ang bigat ng resting. Sa katunayan, sa normal na operasyon, ang mga labis na karga ay hindi nangyayari sa mga elevator; Ang bigat sa aming kaso ay magiging 77 kgf. Nang bumilis ang elevator papunta sa kinakailangang bilis, ang acceleration ay zero, ang timbang ay bumalik sa paunang 70 kgf. Kapag nagpapabagal, ang timbang, sa kabaligtaran, ay bumababa, at kung ang acceleration sa ganap na halaga ay 1 m/s2, kung gayon ang labis na karga ay magiging 0.9g. Habang nagmamaneho papasok reverse side(pababa) ang sitwasyon ay nabaligtad: kapag pinabilis, ang timbang ay bumababa, sa isang pare-parehong seksyon ang timbang ay naibalik, kapag ang decelerating ay tumataas ang timbang.

2. Tumatakbo ka at ang iyong resting weight ay 70 kgf pa rin. Sa sandali ng pagtakbo, kapag itulak mo mula sa lupa, ang iyong timbang ay lumampas sa 70 kgf. At habang ikaw ay lumilipad (ang isang paa ay umalis sa lupa, ang isa ay hindi pa nahihipo), ang iyong timbang ay zero (dahil hindi mo naiimpluwensyahan ang stand o ang gimbal). Ito ay kawalan ng timbang. Totoo, ito ay medyo maikli. Kaya, ang pagtakbo ay isang kahalili ng labis na karga at kawalan ng timbang.

Hayaan mong ipaalala ko sa iyo na ang puwersa ng grabidad sa lahat ng mga halimbawang ito ay hindi nawala, hindi nagbago, at ang iyong "pinaghirapan" na 70 kgf = 700 N.

Ngayon ay makabuluhang pahabain natin ang yugto ng kawalan ng timbang: isipin na ikaw ay nasa ISS (International Space Station). Kasabay nito, hindi namin inalis ang puwersa ng grabidad - kumikilos pa rin ito sa iyo - ngunit dahil pareho ka at ang istasyon ay nasa parehong orbital motion, ikaw ay walang timbang na nauugnay sa ISS. Maaari mong isipin ang iyong sarili kahit saan sa outer space, ang ISS lang ay medyo mas makatotohanan.)

Paano magiging ang iyong pakikipag-ugnayan sa mga bagay? Ang iyong masa ay 70 kg, kumuha ka ng isang bagay na tumitimbang ng 1 kg sa iyong kamay at itatapon ito palayo sa iyo. Alinsunod sa batas ng konserbasyon ng momentum, ang pangunahing bilis ay matatanggap ng isang 1-kg na bagay, dahil ito ay hindi gaanong malaki, at ang paghagis ay humigit-kumulang bilang "liwanag" tulad ng sa Earth. Ngunit kung susubukan mong itulak mula sa isang bagay na tumitimbang ng 1000 kg, kung gayon ay talagang itulak mo ang iyong sarili mula dito, dahil sa kasong ito ay matatanggap mo ang iyong sarili ang pangunahing bilis, at upang mapabilis ang iyong 70 kg kailangan mong bumuo ng mas malaking puwersa. Upang halos isipin kung ano ito, maaari ka na ngayong umakyat sa dingding at itulak palayo dito gamit ang iyong mga kamay.

Ngayon ay umalis ka na sa istasyon sa bukas na espasyo at gustong manipulahin ang ilang napakalaking bagay. Hayaan ang bigat nito ay limang tonelada.

Sa totoo lang, magiging maingat ako sa paghawak ng limang toneladang bagay. Oo, kawalan ng timbang at lahat ng iyon. Ngunit ang maliit na bilis lamang nito na nauugnay sa ISS ay sapat na upang pindutin ang iyong daliri o isang bagay na mas seryoso. Ang limang toneladang ito ay mahirap ilipat: upang mapabilis, upang huminto.

At ayaw kong isipin, gaya ng iminungkahi ng isang tao, sa pagitan ng dalawang bagay na tumitimbang ng 100 tonelada. Ang pinakamaliit na paparating na paggalaw mula sa kanila, at madali ka nilang durugin. Sa kumpleto, katangian, walang timbang.)

At sa wakas. Kung masaya kang lumilipad sa paligid ng ISS at natamaan ang isang pader/bulkhead, masasaktan ka nito nang eksakto tulad ng kung ikaw ay tumatakbo sa parehong bilis at natamaan ang isang pader/jamb sa iyong apartment. Dahil binabawasan ng epekto ang iyong bilis (iyon ay, nagbibigay ito sa iyo ng negatibong acceleration), at ang iyong masa ay pareho sa parehong mga kaso. Nangangahulugan ito na ayon sa ikalawang batas ni Newton, ang puwersa ng impluwensya ay magiging proporsyonal.

Natutuwa ako na sa mga pelikula tungkol sa kalawakan ("Gravity", "Interstellar", ang serye sa TV na "The Expanse") ay higit na makatotohanan (kahit na walang mga bahid tulad ni George Clooney na walang pag-asa na lumilipad palayo kay Sandra Bullock) ipinapakita nila ang mga pangunahing bagay na inilarawan sa post na ito.

Hayaan akong mag-summarize. Ang masa ay "inalienable" mula sa bagay. Kung ang isang bagay ay mahirap pabilisin sa Earth (lalo na kung sinubukan mong bawasan ang alitan), kung gayon ito ay kasing mahirap na pabilisin ito sa kalawakan. Tulad ng para sa mga kaliskis, kapag tumayo ka sa kanila, sinusukat lamang nila ang puwersa kung saan sila na-compress, at para sa kaginhawahan, ipakita ang puwersang ito hindi sa Newtons, ngunit sa kgf. Nang walang pagdaragdag ng letrang "s", para hindi ka malito.)

Kahulugan 1

Ang timbang ay kumakatawan sa puwersa ng impluwensya ng katawan sa isang suporta (suspensyon, o iba pang uri ng pangkabit), pumipigil sa pagkahulog, at bumangon sa larangan ng grabidad. Ang SI unit ng timbang ay ang newton.

Konsepto ng timbang ng katawan

Ang konsepto ng "timbang" bilang tulad ay hindi itinuturing na kailangan sa pisika. Kaya, higit pa ang sinasabi tungkol sa masa o lakas ng katawan. Ang isang mas makabuluhang dami ay itinuturing na puwersa ng impluwensya sa suporta, ang kaalaman na makakatulong, halimbawa, sa pagtatasa ng kakayahan ng isang istraktura na hawakan ang katawan sa ilalim ng pag-aaral sa mga ibinigay na kondisyon.

Maaaring masukat ang timbang gamit ang mga spring scale, na nagsisilbi ring hindi direktang pagsukat ng masa kapag naaangkop na na-calibrate. Kasabay nito, hindi ito kailangan ng mga kaliskis ng lever, dahil sa ganoong sitwasyon, ang mga masa na napapailalim sa paghahambing ay napapailalim sa pantay na acceleration ng gravity o ang kabuuan ng mga acceleration sa mga non-inertial reference system.

Kapag tumitimbang gamit ang teknikal na mga kaliskis ng spring, ang mga pagkakaiba-iba sa acceleration dahil sa gravity ay karaniwang hindi isinasaalang-alang, dahil ang impluwensya ay madalas na mas mababa kaysa sa kung ano ang kinakailangan sa pagsasanay tungkol sa katumpakan ng pagtimbang. Sa ilang lawak, ang puwersa ng Archimedes ay maaaring makita sa mga resulta ng pagsukat, sa kondisyon na ang mga katawan ay tinimbang sa mga kaliskis ng pingga iba't ibang densidad at ang kanilang mga comparative indicator.

Ang timbang at masa ay kumakatawan sa iba't ibang konsepto sa pisika. Kaya, ang timbang ay itinuturing na isang dami ng vector kung saan ang katawan ay direktang makakaimpluwensya sa pahalang na suporta o patayong suspensyon. Ang masa sa parehong oras ay kumakatawan sa isang scalar na dami, isang sukatan ng inertia ng isang katawan ( inert mass) o singil ng gravitational field (gravitational mass). Ang ganitong mga dami ay magkakaroon din ng iba't ibang mga yunit ng pagsukat (sa SI, ang masa ay ipinahiwatig sa kilo, at timbang sa mga newton).

Posible rin ang mga sitwasyong may zero weight at non-zero mass (kung kailan pinag-uusapan natin tungkol sa parehong katawan, halimbawa, sa zero gravity, ang bigat ng bawat katawan ay magiging pantay zero na halaga, ngunit mag-iiba ang misa para sa lahat).

Mahalagang mga formula para sa pagkalkula ng timbang ng katawan

Ang bigat ng isang katawan ($P$), na nakapahinga sa isang inertial frame of reference, ay katumbas ng puwersa ng gravity na kumikilos dito at proporsyonal sa mass na $m$, pati na rin ang acceleration ng free fall. $g$ sa isang partikular na punto.

Tandaan 1

Ang acceleration ng free fall ay depende sa taas sa ibabaw ng earth, gayundin sa heograpikal na coordinate pagsukat ng mga puntos.

Ang resulta ng pang-araw-araw na pag-ikot ng Earth ay isang latitudinal na pagbaba ng timbang. Kaya, sa ekwador ang timbang ay magiging mas mababa kumpara sa mga pole.

Ang isa pang salik na nakakaimpluwensya sa halaga ng $g$ ay maaaring ituring na gravitational anomalya, na sanhi ng mga istrukturang katangian ng ibabaw ng mundo. Kapag ang isang katawan ay matatagpuan malapit sa ibang planeta (hindi Earth), ang acceleration ng gravity ay kadalasang tinutukoy ng masa at laki ng planetang ito.

Ang estado ng kawalan ng timbang (kawalan ng timbang) ay magaganap kapag ang katawan ay malayo sa nakakaakit na bagay o nasa free fall, iyon ay, sa isang sitwasyon kung kailan

$(g – w) = 0$.

Ang isang katawan ng mass $m$, na ang timbang ay sinusuri, ay maaaring sumailalim sa paggamit ng tiyak karagdagang pwersa, hindi direktang tinutukoy ng pagkakaroon ng isang gravitational field, sa partikular, ang puwersa ng Archimedes at ang puwersa ng friction.

Ang pagkakaiba sa pagitan ng puwersa ng timbang ng katawan at puwersa ng grabidad

Tandaan 2

Ang gravity at timbang ay dalawang magkaibang konsepto na direktang kasangkot sa teorya ng physics ng gravitational field. Ang dalawang magkaibang konseptong ito ay kadalasang napagkakamalan at ginagamit sa maling konteksto.

Ang sitwasyong ito ay higit na pinalala ng katotohanan na sa karaniwang pag-unawa sa konsepto ng masa (ibig sabihin ay isang ari-arian ng bagay) at timbang ay makikita rin bilang magkapareho. Ito ay para sa kadahilanang ito na ang tamang pag-unawa sa gravity at timbang ay itinuturing na napakahalaga sa komunidad ng siyensya.

Kadalasan ang dalawang halos magkatulad na konseptong ito ay ginagamit nang palitan. Ang puwersa na nakadirekta patungo sa isang bagay mula sa Earth o ibang planeta sa ating Uniberso (sa mas malawak na kahulugan - anumang astronomical body) ay kumakatawan sa puwersa ng grabidad:

Ang puwersa kung saan ang katawan ay nagdudulot ng direktang epekto sa suporta o patayong suspensyon ay ituturing na bigat ng katawan, na tinutukoy bilang $W$ at kumakatawan sa isang dami na nakadirekta sa vector.

Ang mga atomo (molekula) ng katawan ay tataboy mula sa mga particle ng base. Ang kinahinatnan ng prosesong ito ay:

• pagpapatupad ng bahagyang pagpapapangit hindi lamang ng suporta, kundi pati na rin ng bagay;
• ang paglitaw ng mga nababanat na pwersa;
• isang pagbabago sa ilang mga sitwasyon (sa bahagyang lawak) sa hugis ng katawan at suporta, na magaganap sa antas ng macro;
• ang paglitaw ng isang puwersa ng reaksyon ng suporta na may parallel na paglitaw ng isang nababanat na puwersa sa ibabaw ng katawan, na nagiging tugon sa suporta (ito ay kumakatawan sa timbang).

Sa pang-araw-araw na buhay, ang mga konsepto ng "masa" at "timbang" ay ganap na magkapareho, kahit na ang kanilang semantiko na kahulugan ay sa panimula ay naiiba. Nagtatanong "Ano ang iyong timbang?" ang ibig naming sabihin ay "Ilang kilo ka?" Gayunpaman, sa tanong kung saan sinusubukan nating malaman ang katotohanang ito, ang sagot ay ibinibigay hindi sa mga kilo, ngunit sa mga newton. Kailangan kong bumalik sa kurso sa paaralan pisika.

Timbang ng katawan- isang dami na nagpapakilala sa puwersa kung saan ang katawan ay nagsasagawa ng presyon sa suporta o suspensyon.

Para sa paghahambing, masa ng katawan dating halos tinukoy bilang "dami ng sangkap", modernong kahulugan parang ganito:

Timbang - isang pisikal na dami na sumasalamin sa kakayahan ng katawan sa pagkawalang-galaw at isang sukatan ng mga katangian ng gravitational nito.

Ang konsepto ng masa sa pangkalahatan ay medyo mas malawak kaysa sa ipinakita dito, ngunit ang aming gawain ay medyo naiiba. Ito ay sapat na upang maunawaan ang katotohanan ng tunay na pagkakaiba sa pagitan ng masa at timbang.

Bilang karagdagan, ang mga ito ay kilo, at ang mga timbang (bilang isang uri ng puwersa) ay mga newton.

At, marahil, ang pinakamahalagang pagkakaiba sa pagitan ng timbang at masa ay nasa mismong formula ng timbang, na ganito ang hitsura:

kung saan ang P ay ang aktwal na bigat ng katawan (sa Newtons), ang m ay ang masa nito sa kilo, at ang g ay ang acceleration, na karaniwang ipinahayag bilang 9.8 N/kg.

Sa madaling salita, ang pormula ng timbang ay mauunawaan gamit ang halimbawang ito:

Timbang misa Ang 1 kg ay sinuspinde mula sa isang nakatigil na dinamometro upang matukoy ito timbang. Dahil ang katawan, at ang dynamometer mismo, ay nasa pahinga, maaari nating ligtas na i-multiply ang masa nito sa pamamagitan ng acceleration ng free fall. Mayroon kaming: 1 (kg) x 9.8 (N/kg) = 9.8 N. Ito ang puwersa kung saan kumikilos ang timbang sa suspensyon ng dynamometer. Mula dito ay malinaw na ang timbang ng katawan ay katumbas ng Gayunpaman, hindi ito palaging ang kaso.

Panahon na upang gumawa ng isang mahalagang punto. Ang weight formula ay katumbas ng gravity lamang sa mga kaso kung saan:

• ang katawan ay nagpapahinga;
• ang puwersa ng Archimedes (buoyant force) ay hindi kumikilos sa katawan. Ang isang kawili-wiling katotohanan ay ang isang katawan na nahuhulog sa tubig ay nagpapalipat-lipat ng dami ng tubig na katumbas ng timbang nito. Ngunit hindi lamang nito itinutulak ang tubig; ang katawan ay nagiging "mas magaan" sa dami ng inilipat na tubig. Iyon ang dahilan kung bakit maaari mong buhatin ang isang batang babae na tumitimbang ng 60 kg sa tubig sa pamamagitan ng pagbibiro at pagtawa, ngunit sa ibabaw ay mas mahirap itong gawin.

Kapag ang katawan ay gumagalaw nang hindi pantay, i.e. kapag ang katawan at ang suspensyon ay gumagalaw nang may acceleration a, binabago ang hitsura at formula ng timbang nito. Ang pisika ng kababalaghan ay bahagyang nagbabago, ngunit sa pormula ang mga pagbabagong ito ay makikita tulad ng sumusunod:

P=m(g-a).

Tulad ng maaaring palitan ng formula, ang timbang ay maaaring negatibo, ngunit para dito ang acceleration kung saan ang katawan ay gumagalaw ay dapat na mas malaki kaysa sa acceleration ng gravity. At narito muli, mahalaga na makilala ang timbang mula sa masa: ang negatibong timbang ay hindi nakakaapekto sa masa (ang mga katangian ng katawan ay nananatiling pareho), ngunit ito ay talagang nakadirekta sa kabaligtaran ng direksyon.

Ang isang magandang halimbawa ay sa isang pinabilis na elevator: kapag ito matalim na acceleration Para sa isang maikling panahon ang impresyon ng pagiging "hila patungo sa kisame" ay nilikha. Siyempre, napakadaling makatagpo ng gayong pakiramdam. Mas mahirap maranasan ang estado ng kawalan ng timbang, na ganap na nararamdaman ng mga astronaut sa orbit.

Zero gravity - mahalagang kakulangan ng timbang. Upang ito ay maging posible, ang acceleration kung saan ang katawan ay gumagalaw ay dapat na katumbas ng notorious acceleration g (9.8 N/kg). Ang pinakamadaling paraan upang makamit ang epektong ito ay sa low-Earth orbit. Gravity, i.e. Ang atraksyon ay kumikilos pa rin sa katawan (satellite), ngunit ito ay bale-wala. At ang acceleration ng isang satellite drifting sa orbit ay nagiging zero din. Dito lumitaw ang epekto ng kawalan ng timbang, dahil ang katawan ay hindi nakikipag-ugnayan sa alinman sa suporta o suspensyon, ngunit lumulutang lamang sa hangin.

Bahagyang ang epektong ito ay maaaring maranasan kapag lumipad ang isang eroplano. Para sa isang segundo mayroong isang pakiramdam ng pagiging nasuspinde sa hangin: sa sandaling ito ang acceleration kung saan ang eroplano ay gumagalaw ay katumbas ng acceleration ng gravity.

Muling bumabalik sa mga pagkakaiba timbang At masa, Mahalagang tandaan na ang formula para sa timbang ng katawan ay iba sa formula para sa masa, na mukhang :

m= ρ/V,

iyon ay, ang density ng isang sangkap na hinati sa dami nito.