Aussortieren Gewicht und Masse
Einer der Kräfte Sie gefragt werden, mit häufig in der Physik zu beschäftigen ist die Kraft auf ein Objekt aus einem Gravitationsfeld. In der Nähe der Erde oder einem anderen großen Masse (wie der Mond), alle Objekte aus Schwerkraft, die auf der Oberfläche der Erde eine nach unten gerichtete Kraft erfahren, erfährt jedes Kilogramm Masse eine nach unten gerichtete Kraft von 9,8 N. Wenn die einzige Kraft, die auf ein Objekt in der Nähe der Erde handeln Schwerkraft ist, dann ist das Objekt wird eine Beschleunigung von 9,8 m / Sek2
nach unten, die etwa 32 ft / s2 nach unten.Da die Gleichung SigmaF = ma für alle Kräfte hält, können Sie die Kraft ein Objekt fühlt sich aufgrund der Schwerkraft zu berechnen. Hier sind ein paar Dinge im Auge zu behalten, wenn sie mit Kraft und Schwerkraft zu tun:
Die Kraft auf ein Objekt ist, das Objekt die Masse proportional. Zum Beispiel kann die zweimal bedeutet Masse die doppelte Kraft.
weil ein = F/m, zweimal die Kraft bedeutet immer noch die gleiche Beschleunigung, wenn Sie die doppelte Masse haben. Die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft ist konstant in der Nähe der Erdoberfläche, nicht die Kraft. Sowohl ein 1-kg-Objekt und ein 2-kg-Objekt wird mit einer Beschleunigung von 9,8 m / s fallen2 nach unten in der Nähe der Erdoberfläche.
Die Erdbeschleunigung nach unten zeigt, in Richtung der Mitte der Erde.
Die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft an der Erdoberfläche trägt das Symbol G. Das bedeutet, SigmaF = ma wird F = mg wenn die einzige Kraft, die auf ein Objekt Schwerkraft- als Vektorgleichung ist, das ist F = mg,wobei der Vektor G nach unten zeigt.
In der Praxis, wenn Sie mit den Punkten zu tun hat, so weit auseinander, dass die Krümmung der Erde zählt, G ist nur wie immer handeln in der gleichen Richtung nach unten betrachtet.
Beispielfrage
Sie versuchen, einen Koffer mit einer Masse von 20 kg zu heben. Wie viel Kraft muss man sich mindestens für den Koffer zu heben?
Die richtige Antwort ist 200 N.
Um den Koffer zu heben, müssen Sie die Kraft aufgrund der Schwerkraft zu überwinden. Berechnen Sie es wie folgt: F = mg = (20 kg) (9,8 m / s2) = 196 N. Mit signifikanten Zahlen rundet auf 200 N.
Übungsfragen
Sie sind mit einem Basketball in den Händen zu halten. Wenn dieser Basketball eine Masse von 0,8 kg hat, wie viel Kraft muss Ihnen es gegen die Schwerkraft zu halten?
Ein Ball fällt von einer Klippe. Wie schnell geht es 1,0 Sekunden später (Luftwiderstand zu vernachlässigen)?
Ein Ball fällt von einer Klippe. Wie weit ist es in 2,0 Sekunden weg (unter Vernachlässigung der Luftwiderstand)?
Ein Skydiver springt aus einem Flugzeug. Wie weit ist er 4,0 Sekunden später verschwunden (unter Vernachlässigung der Luftwiderstand)?
Sie werfen einen Baseball gerade nach oben in die Luft bei 60 m / s. Wie schnell geht es 1,0 Sekunden später (Kräfte aus der Luft zu vernachlässigen)?
Sie werfen ein Physikbuch gerade nach oben in die Luft bei 30 m / s. Wie schnell geht es 4,0 Sekunden später (unter Vernachlässigung der Luftwiderstand)?
einen Ball über den Rand einer Klippe halten, können Sie es auf 10 m / s werfen. Was ist ihre Position später 5,0 Sekunden (Kräfte aus der Luft zu vernachlässigen)?
einen Ball über den Rand einer Klippe halten, können Sie es bei 20 m / s werfen. Was ist ihre Position später 7,0 Sekunden (Kräfte aus der Luft zu vernachlässigen)?
Im Folgenden finden Sie Antworten auf die Fragen der Praxis:
8 N
Verwenden Sie die Gleichung F = mg.
Das Gewicht des Basketball F = mg = (0,8) (9,8) = 7,8 N. Rounding für signifikante Zahlen, erhalten Sie 8 N.
9,8 m / s, nach unten
Die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft ist, G.
Die Geschwindigkeit der Kugel vf = eint = Gt.
Stecken Sie die Zahlen: vf = (9,8) (1,0) = 9,8 m / s, nach unten.
20 m
Die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft ist, G.
Der Abstand der Ball in einer Zeit gegangen ist t ist
Stecken Sie die Zahlen:
78 m
Die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft ist, G.
Der Abstand der Fallschirmspringer in einer Zeit gegangen ist t ist
Stecken Sie die Zahlen:
50 m / s
Die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft ist, G.
Verwenden Sie die Gleichung vf = vO + eint = vO + Gt.
Stecken Sie die Zahlen: vf = vO + eint = vO + Gt = 60 bis 9,8 (1,0) = 50,2 m / s. Mit signifikanten Zahlen rundet die Antwort auf 50 m / s.
-9 m / s
Die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft ist, G.
Verwenden Sie die Gleichung vf = vO + eint = vO + Gt.
Stecken Sie die Zahlen: vf = vO + eint = vO + Gt = 30 bis 9,8 (4,0) = -9,2 m / s. Mit signifikanten Zahlen rundet die Antwort auf -9 m / s.
-70 m
Die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft ist, G.
Verwenden Sie die Gleichung
Stecken Sie die Zahlen:
Mit signifikanten Zahlen rundet die Antwort auf -70 m.
-100 m
Die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft ist, G.
Verwenden Sie die Gleichung
Stecken Sie die Zahlen:
Mit signifikanten Zahlen rundet die Antwort auf -100 m.