تلعب وحدات القياس في الفيزياء دورًا مهمًا في حل المشكلات العملية. بفضلهم ، من الممكن تحديد صحة النتيجة التي تم الحصول عليها وفهم قيمتها الكمية مقارنة بمعيار معروف. دعنا نفكر في المقالة ما هي الكمية المادية بوحدة قياس نيوتن لكل متر.
نيوتن وحدة قوة
يعرف كل طالب من هو إسحاق نيوتن وما هي المساهمة التي قدمها لتطوير الميكانيكا الكلاسيكية. مع اليقين المطلق ، يمكننا القول أن الديناميكيات ، باعتبارها فرعًا من فروع الفيزياء التي تدرس القوى ، مبنية بالكامل على قوانين العالم الإنجليزي العظيم. لذلك قرر المجتمع الدولي تسمية وحدة القوة نيوتن (ن). نيوتن واحد هو مثل هذه القوة ، التي تؤثر على جسم يزن 1 كيلوغرام ، تخبرها بتسارع 1 م / ث2.
نيوتن هو الوحدة الرئيسية للقوة من أي نوع على الإطلاق. ومع ذلك ، فهي ليست واحدة من الوحدات الأساسية السبع لنظام SI الدولي. كما كانقال ، يتم تعريفه من خلال 3 مفاهيم أساسية أخرى - كيلوغرام (مقياس للكتلة) ، متر (قياس المسافة في الفضاء) والثانية (قياس الوقت).
ما هو نيوتن للمتر؟
بعد التعرف على مفهوم "نيوتن" كوحدة لقياس القوى ، دعنا نعود إلى موضوع المقال. ما هي قيمة النيوتن مضروبة في المتر؟ بالنسبة لأولئك الذين لا يستطيعون الإجابة على السؤال المطروح على الفور ، فلنكتب هذه العملية في شكل رياضي:
A=Fl
إذا تحرك الجسم مسافة l نتيجة للقوة F ، فإن حاصل ضرب هذه الكميات المادية سيعطي الشغل الذي تقوم به القوة على طول اتجاه الحركة.
الشغل هو أحد خصائص الطاقة ، ويُقاس بالجول (J). الجول الواحد ، وفقًا لتعريف الشغل ، هو الطاقة التي ستنفقها قوة مقدارها 1 نيوتن عند تحريك جسم مسافة متر واحد.
اعتمادًا على العملية الفيزيائية ، يمكن تحويل العمل المنفق على تحريك الأجسام إلى أنواع مختلفة من الطاقة. على سبيل المثال ، إذا رفعت رافعة البناء لوحًا خرسانيًا ، فإن طاقتها الكامنة في مجال الجاذبية تزداد. مثال آخر: الناس ، الذين يطبقون قوة ثابتة ، يدفعون السيارة لبعض الوقت. يذهب جزء من العمل المبذول للتغلب على قوة الاحتكاك المتدحرج ، ونتيجة لذلك ، يذهب إلى الطاقة الحرارية ، والجزء الآخر يذهب لزيادة الطاقة الحركية للسيارة.
إذن نيوتن لكل متر وحدة عمل تسمى الجول.
لحظةقوة
إلى جانب العمل ، تُستخدم هذه الوحدة أيضًا لقياس لحظة القوة. يتم وصف الأخير بنفس صيغة الشغل ، ومع ذلك ، يتم توجيه القوة في هذه الحالة بزاوية ما إلى المتجه l ، وهي المسافة من نقطة تطبيق القوة إلى محور الدوران.
على الرغم من أن لحظة القوة موصوفة بوحدات العمل ، فهي ليست كذلك. يُطلق عليه أيضًا عزم الدوران ، لأنه يُظهر قدرة قوة خارجية على تدوير النظام حول محور وإعطائه بعض التسارع الزاوي. إذا ضربت لحظة القوة بزاوية الدوران بالراديان ، فسنحصل على الشغل. لن تتغير وحدة القياس
وحدة الضغط
كجزء من موضوع المقال ، سننظر أيضًا في كيفية قياس الضغط في الفيزياء. سيعطي الأشخاص المولعون بهذا العلم الإجابة الصحيحة بسرعة ، مع تسمية الباسكال كوحدة لقياس الضغط في النظام الدولي للوحدات. في المشاكل والممارسة ، غالبًا ما يتم مواجهة وحدات ضغط أخرى ، وهي ملائمة للاستخدام في كل حالة محددة. لذلك ، على نطاق واسع: الغلاف الجوي ، سيل أو ملليمتر من الزئبق وشريط. تمت ترجمة كل منها بشكل فريد إلى باسكال ، باستخدام عامل التحويل المناسب.
نعتبر الضغط ضمن نطاق هذه المقالة لأنه وثيق الصلة بالقوة. بحكم التعريف ، الضغط هو كمية مساوية لنسبة القوة المؤثرة بشكل عمودي على السطح إلى مساحة هذا السطح ، أي:
P=F / S
من هذه المساواة نحصل على الوحدةقياس نيوتن لكل متر مربع (N / m2). قيمة 1 N / m2تسمى باسكال على اسم الفيزيائي الفرنسي بليز باسكال ، الذي صمم المقياس وقياس الضغط الجوي عند ارتفاعات مختلفة بالنسبة لمستوى سطح البحر.
باسكال واحد هو مقدار ضئيل جدًا من الضغط. يمكن تخيل قيمتها إذا أخذنا 100 مل من الماء المقطر ووزعناها على مساحة 1 متر مربع. على سبيل المثال ، لاحظ أن الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر يبلغ حوالي 100،000 باسكال.
من أجل الاكتمال ، نلاحظ أن الكميات بوحدة قياس نيوتن مضروبة في متر مربع لا توجد في الفيزياء.
مثال على المشكلة
من الضروري تحديد العمل الذي تم بواسطة الجاذبية إذا سقط الجسم من ارتفاع معين إلى سطح الأرض في 5 ثوان. خذ وزن الجسم يساوي كيلو جرام
يمكن حساب الجاذبية باستخدام الصيغة:
F=مج=19 ، 81=9 ، 81 ساعة
لتحديد الارتفاع الذي سقط منه الجسم ، يجب استخدام معادلة الحركة المتسارعة بشكل منتظم بدون سرعة أولية:
h=gt2/ 2=9.8152/ 2=122.625 م
لإنجاز العمل بالجاذبية ، اضرب F و h:
A=Fh=9.81122.625 ≈ 1203 J
قامت Gravity بعمل إيجابي بحوالي 1200 نيوتن لكل متر ، أو 1.2 كيلوجول.
