Erő (fizikai mennyiség). Mérjük az erőt

A „hatalom” szó annyira mindent magába foglal, hogy világos fogalmat adni neki szinte lehetetlen feladat. Az izomerőtől az elme erejéig terjedő változatosság nem fedi le a benne fektetett fogalmak teljes skáláját. Erő figyelembe véve fizikai mennyiség, egyértelműen rendelkezik bizonyos értéketés meghatározás. Az erőképlet egy matematikai modellt határoz meg: az erő függését a fő paraméterektől.

Az erőkutatás története magában foglalja a paraméterektől való függés meghatározását és a függőség kísérleti bizonyítását.

Erő a fizikában

Az erő a testek kölcsönhatásának mértéke. A testek egymásra gyakorolt ​​kölcsönös hatása teljes mértékben leírja a testek sebességének vagy alakváltozásának változásával kapcsolatos folyamatokat.

Fizikai mennyiségként az erőnek van egy mértékegysége (az SI rendszerben - Newton) és a mérésére szolgáló eszköz - egy dinamométer. Az erőmérő működési elve azon alapul, hogy a testre ható erőt összehasonlítjuk a próbapad rugójának rugalmas erejével.

1 newton erőnek azt az erőt tekintjük, amelyre egy 1 kg tömegű test 1 másodperc alatt 1 m-rel megváltoztatja a sebességét.

Az erősséget a következőképpen határozzák meg:

• cselekvés iránya;
• alkalmazási pont;
• modul, abszolút érték.

Az interakció leírásakor feltétlenül tüntesse fel ezeket a paramétereket.

A természetes kölcsönhatások típusai: gravitációs, elektromágneses, erős, gyenge. Gravitációs gravitáció változatosságával - gravitáció) léteznek bármely tömegű testet körülvevő gravitációs mezők hatására. A gravitációs terek vizsgálata ez idáig nem fejeződött be. A mező forrását egyelőre nem lehet megtalálni.

Nagyobb számú erő keletkezik az anyagot alkotó atomok elektromágneses kölcsönhatása miatt.

nyomóerő

Amikor egy test kölcsönhatásba lép a Földdel, nyomást gyakorol a felszínre. Ennek az erőnek a formája: P = mg, a test tömege (m) határozza meg. Gyorsulás szabadesés g) rendelkezik különféle jelentések a Föld különböző szélességein.

A függőleges nyomóerő modulusában egyenlő és ellentétes irányú a támaszban fellépő rugalmas erővel. Az erőképlet a test mozgásától függően változik.

A testtömeg változása

A testnek a Földdel való kölcsönhatás következtében a támaszra gyakorolt ​​hatását gyakran a test súlyának nevezik. Érdekes módon a testtömeg nagysága függ a függőleges irányú mozgás gyorsulásától. Abban az esetben, ha a gyorsulás iránya ellentétes a szabadesés gyorsulásával, súlynövekedés figyelhető meg. Ha a test gyorsulása egybeesik a szabadesés irányával, akkor a test súlya csökken. Például egy felszálló liftben az emelkedés elején az ember egy ideig súlynövekedést érez. Nem szükséges azt állítani, hogy a tömege változik. Ugyanakkor megosztjuk a "testsúly" és a "tömeg" fogalmát.

Rugalmas erő

Amikor a test alakja megváltozik (deformációja), olyan erő jelenik meg, amely hajlamos a testet eredeti alakjába visszaállítani. Ennek az erőnek a „rugalmas erő” nevet adták. A testet alkotó részecskék elektromos kölcsönhatása eredményeként jön létre.

Tekintsük a legegyszerűbb alakváltozást: feszítést és összenyomást. A nyújtást növekedés kíséri lineáris méretek testek, tömörítés - redukciójuk. Az ezeket a folyamatokat jellemző értéket testnyúlásnak nevezzük. Jelöljük "x"-el. A rugalmas erő képlete közvetlenül kapcsolódik a nyúláshoz. Minden deformációnak kitett testnek megvan a maga geometriai ill fizikai paraméterek. Az alakváltozással szembeni rugalmas ellenállás függését a test és az anyag, amelyből készült, tulajdonságaitól a rugalmassági együttható, nevezzük merevségnek (k) határozza meg.

A rugalmas kölcsönhatás matematikai modelljét a Hooke-törvény írja le.

A test deformációjából adódó erő a test egyes részeinek elmozdulási iránya ellen irányul, egyenesen arányos a megnyúlásával:

• F y = -kx (vektoros jelöléssel).

A "-" jel a deformáció és az erő ellentétes irányát jelzi.

Skaláris formában negatív előjel hiányzik. A rugalmas erőt, melynek képlete a következő: F y = kx, csak rugalmas alakváltozásokra használjuk.

Mágneses mező kölcsönhatása árammal

Befolyás mágneses mező a D.C. Ebben az esetben azt az erőt, amellyel a mágneses tér a benne elhelyezett áramvezetőre hat, Amper-erőnek nevezzük.

A mágneses tér és a kölcsönhatás erőmegnyilvánulást okoz. Az ampererő, amelynek képlete F = IBlsinα, függ (B), a vezető aktív részének hosszától (l), (I) a vezetőben, valamint az áram iránya és a mágneses indukció közötti szögtől. .

Az utolsó függésnek köszönhetően vitatható, hogy a mágneses tér vektora változhat a vezető forgatásakor vagy az áram irányának megváltozásakor. A bal kéz szabálya lehetővé teszi a cselekvés irányának beállítását. Ha egy bal kézúgy helyezzük el, hogy a mágneses indukciós vektor belépjen a tenyérbe, négy ujját a vezetőben lévő áram mentén irányítjuk, majd 90 ° -kal meghajlítjuk hüvelykujj mutatja a mágneses tér irányát.

Ennek a hatásnak az emberiség általi felhasználását találták például az elektromos motoroknál. A forgórész forgását egy erős elektromágnes által létrehozott mágneses mező okozza. Az erőképlet lehetővé teszi, hogy megítélje a motor teljesítményének megváltoztatásának lehetőségét. Az áramerősség vagy a térerő növekedésével a nyomaték növekszik, ami a motor teljesítményének növekedéséhez vezet.

Részecskepályák

A mágneses tér és a töltés kölcsönhatását széles körben használják tömegspektrográfokban az elemi részecskék tanulmányozása során.

A mező hatása ebben az esetben a Lorentz-erőnek nevezett erő megjelenését idézi elő. Amikor egy bizonyos sebességgel mozgó töltött részecske belép egy mágneses térbe, amelynek képlete F = vBqsinα, a részecske körben mozog.

Ebben matematikai modell v a részecskesebesség modulusa, elektromos töltés amely - q, B a tér mágneses indukciója, α a sebesség irányai és a mágneses indukció közötti szög.

A részecske körben (vagy körívben) mozog, mivel az erő és a sebesség 90 ° -os szöget zár be egymással. A lineáris sebesség irányának változása gyorsulást okoz.

A bal kéz fentebb tárgyalt szabálya a Lorentz-erő vizsgálatakor is érvényesül: ha a bal kezet úgy helyezzük el, hogy a mágneses indukció vektora a tenyérbe kerüljön, négy, egy vonalban kinyújtott ujjat irányítunk a sebesség mentén. egy pozitív töltésű részecske, majd 90°-kal meghajlítva a hüvelykujj az erő irányát mutatja.

Plazma problémák

A mágneses tér és az anyag kölcsönhatását a ciklotronokban használják. Kapcsolódó problémák laboratóriumi vizsgálat plazma, ne tartsa zárt edényekben. Magas csak magas hőmérsékleten létezhet. A plazma mágneses mezők segítségével egy helyen tartható a térben, a gázt gyűrű formájában csavarva. A szabályozottakat úgy is lehet tanulmányozni, hogy a magas hőmérsékletű plazmát mágneses mezők segítségével izzószálba csavarják.

Példa a mágneses mező működésére vivo ionizált gázon - aurora borealis. Ezt a fenséges látványt az Északi-sarkkörön túl, a Föld felszíne felett 100 km-es magasságban figyelik meg. A gáz titokzatos színes ragyogását csak a XX. században lehetett megmagyarázni. A föld pólusaihoz közeli mágneses tere nem tudja megakadályozni, hogy a napszél behatoljon a légkörbe. A legaktívabb sugárzás, amely a mágneses indukció vonala mentén irányul, a légkör ionizációját okozza.

A töltés mozgásával kapcsolatos jelenségek

Történelmileg a vezetőben lévő áram áramlását jellemző fő mennyiséget áramerősségnek nevezik. Érdekes módon ennek a fogalomnak semmi köze az erőhöz a fizikában. Az áram erőssége, amelynek képlete tartalmazza az egységnyi idő alatt átfolyó töltést keresztirányú metszet a karmester így néz ki:

• I = q/t, ahol t a q töltés áramlási ideje.

Valójában az áramerősség a töltés mennyisége. Mértékegysége az Amper (A), ellentétben N-nel.

Egy erő munkájának meghatározása

Az anyagra gyakorolt ​​erőhatás munkavégzéssel jár. Az erő munkája olyan fizikai mennyiség, amely számszerűen egyenlő az erő és a hatása alatt áthaladó elmozdulás szorzatával, valamint az erő és az elmozdulás iránya közötti szög koszinuszával.

Az erő kívánt munkája, amelynek képlete A = FScosα, tartalmazza az erő nagyságát.

A test működését a test sebességének megváltozása vagy deformációja kíséri, ami az energia egyidejű változását jelzi. Az erő által végzett munka közvetlenül összefügg az erő nagyságával.

Hogyan mérik az erőt? Milyen mértékegységekben mérik az erőt?

Még az iskolában azt tanítottuk, hogy a quot fogalma, a strong Egy ember vezette be a fizikába, akinek egy alma esett a fejére. Egyébként a gravityquot ; miatt esett. Úgy tűnik, Newton volt a vezetékneve. Így nevezte el az erő mértékegységét. Bár nevezhette volna almának, mégis fejbe vágta!

A Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) szerint az erőt Newtonban mérik.

Alapján Műszaki rendszer Mértékegységek, az erőt tonna-erőben, kilogramm-erőben, gramm-erőben stb.

A CGS mértékegységrendszere szerint az erő mértékegysége a dyne.

A Szovjetunióban egy ideig az erő mérésére olyan mértékegységet használtak, mint a fal.

Ezenkívül a fizikában vannak úgynevezett természetes mértékegységek, amelyek szerint az erőt Planck-erőkben mérik.

• • Miben rejlik az erő, testvér?
  • Newton tesó...

  (A fizikát abbahagyták az iskolában?)

Kényszerítés a fizika egyik legszélesebb körben ismert fogalma. Alatt Kényszerítés alatt olyan mennyiséget értünk, amely más testek és különféle fizikai folyamatok testre gyakorolt ​​hatásának mértéke.

Az erő segítségével nemcsak a tárgyak térbeli mozgása, hanem deformációjuk is bekövetkezhet.

Bármilyen erőhatás a testre engedelmeskedik Newton 3 törvényének.

Mértékegység erő a nemzetközi mértékegységrendszerben SI az newton. Betűvel van jelölve H.

1N olyan erő, amelynek hatására egy 1 kg tömegű fizikai testre ez a test 1 ms-nak megfelelő gyorsulást kap.

Az erő mérésére használt műszer az dinamométer.

Azt is érdemes megjegyezni, hogy számos fizikai mennyiséget más mértékegységben mérnek.

Például:

Az áramerősséget Amperben mérik.

A fény intenzitását Candela-ban mérik.

Isaac Newton kiváló tudós és fizikus tiszteletére, aki sokat kutatott a test sebességét befolyásoló folyamatok létezésének természetében. Ezért a fizikában szokás az erőt in newtonok(1 N).

A fizikában egy olyan fogalom, mint a force newtonban mérve. Newton nevet adták, a híres és kiváló fizikus Isaac Newton néven. A fizikában 3 Newton-törvény létezik. Az erő mértékegységét newtonnak is nevezik.

Az erőt newtonban mérik. Az erő mértékegysége 1 Newton (1 N). Az erő mértékegységének neve a híres tudós nevéből származik, akinek Isaac Newton volt a neve. Ő alkotta meg a klasszikus mechanika 3 törvényét, amelyeket Newton 1., 2. és 3. törvényének neveznek. Az SI rendszerben az erő mértékegységét Newtonnak (N) nevezik. latin az erőt newtonnal (N) jelöljük. Korábban, amikor még nem volt SI rendszer, az erő mértékegységét dinnek hívták, amely egy erőmérő műszer hordozójából alakult ki, amelyet dinamométernek neveztek.

Az erőt a nemzetközi mértékegységek (SI) rendszerében Newtonban (N) mérik. Newton második törvénye szerint az erő egyenlő a test tömegének és gyorsulásának szorzatával, Newton (N) \u003d KG x M / C 2. (KILOGRAM SZORZÁS MÉTERREL, OSZTÁS MÁSODPERCEL NÉGYZETBE).

Mindannyian megszoktuk az életben, hogy a hatalom szót használjuk összehasonlító jellemző beszélő férfiak erősebb a nőknél, a traktor erősebb az autónál, az oroszlán erősebb az antilopnál.

Az erőt a fizikában úgy határozzák meg, mint a test sebességének változását, amely a testek kölcsönhatása során következik be. Ha az erő mérték, és össze tudjuk hasonlítani a különböző erők alkalmazását, akkor az egy mérhető fizikai mennyiség. Milyen mértékegységekben mérik az erőt?

Erőegységek

Isaac Newton angol fizikus tiszteletére, aki hatalmas kutatásokat végzett a létezés és a használat természetét illetően. különféle fajták erő, az erő mértékegysége a fizikában 1 newton (1 N). Mekkora az 1 N erő? A fizikában az ember nem egyszerűen kiválasztja a mértékegységeket, hanem külön megállapodást köt a már elfogadott mértékegységekkel.

Tapasztalatból és kísérletekből tudjuk, hogy ha egy test nyugalomban van, és erő hat rá, akkor ennek az erőnek a hatására a test megváltoztatja a sebességét. Ennek megfelelően az erő mérésére olyan mértékegységet választottak, amely a test sebességének változását jellemezné. És ne felejtsük el, hogy ott van a test tömege is, mivel köztudott, hogy ugyanazzal az erővel hat rájuk különféle tárgyakat más lesz. Messzire dobhatjuk a labdát, de a macskakő sokkal rövidebb távolságra repül el. Vagyis az összes tényezőt figyelembe véve arra a definícióra jutunk, hogy 1 N erő hat a testre, ha egy 1 kg tömegű test ennek az erőnek a hatására 1 m / s-kal megváltoztatja a sebességét. 1 másodperc alatt.

Gravitációs egység

A gravitáció mértékegysége is érdekel bennünket. Mivel tudjuk, hogy a Föld a felszínén lévő összes testet magához vonzza, ezért van vonzási erő és ez mérhető. És ismét tudjuk, hogy a vonzás ereje a test tömegétől függ. Minél nagyobb a test tömege, annál erősebben vonzza a Föld. Kísérletileg megállapították, hogy A 102 gramm tömegű testre ható gravitációs erő 1 N. 102 gramm pedig hozzávetőlegesen a kilogramm egytizede. Pontosabban, ha 1 kg-ot 9,8 részre osztunk, akkor nagyjából 102 grammot kapunk.

Ha egy 102 grammos testre 1 N erő hat, akkor az 1 kg tömegű testre 9,8 N erő hat. A szabadesés gyorsulását g betűvel jelöljük. És g 9,8 N/kg. Ez az az erő, amely egy 1 kg tömegű testre hat, és másodpercenként 1 m / s-kal gyorsítja azt. Kiderül, hogy a test leesik nagy magasságban, repülés közben nagyon nagy sebességet kap. Akkor miért hullanak nyugodtan a hópelyhek és az esőcseppek? Nagyon kicsi a tömegük, és a föld nagyon gyengén húzza őket maga felé. A légellenállásuk pedig elég nagy, így nem túl nagy, inkább azonos sebességgel repülnek a Földre. De például a meteoritok a Földhöz közeledve nagyon erősödnek Magassebesség leszálláskor pedig tisztességes robbanás keletkezik, ami a meteorit méretétől, illetve tömegétől függ.

Ma a fényerősség mértékegységéről fogunk beszélni. Ez a cikk feltárja az olvasók számára a fotonok tulajdonságait, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy meghatározzák, miért jön különböző fényerővel a fény.

Részecske vagy hullám?

A huszadik század elején a tudósokat zavarba hozta a fénykvantumok - fotonok - viselkedése. Egyrészt az interferencia és a diffrakció a hullám lényegéről beszélt. Ezért a fényt olyan tulajdonságokkal jellemezték, mint a frekvencia, a hullámhossz és az amplitúdó. Másrészt meggyőzték a tudományos közösséget, hogy a fotonok lendületet adnak a felületekre. Ez lehetetlen lenne, ha a részecskéknek nem lenne tömegük. A fizikusoknak tehát be kellett ismerniük: az elektromágneses sugárzás egyszerre hullám és anyagi tárgy.

Foton energia

Ahogy Einstein bebizonyította, a tömeg energia. Ez a tény bizonyítja központi világítótestünket, a Napot. A termonukleáris reakció a nagymértékben sűrített gáz tömegét tiszta energiává alakítja. De hogyan lehet meghatározni a kibocsátott sugárzás erejét? Miért alacsonyabb például reggel a nap fényereje, mint délben? Az előző bekezdésben leírt jellemzőket sajátos kapcsolatok kapcsolják össze. És ezek mind az elektromágneses sugárzás által hordozott energiára mutatnak. Ez az érték megváltozik nagy oldala nál nél:

• a hullámhossz csökkenése;
• növekvő gyakorisággal.

Mekkora az elektromágneses sugárzás energiája?

A foton különbözik a többi részecskétől. Tömege és így energiája csak addig létezik, amíg a térben mozog. Egy akadállyal való ütközéskor a fénykvantum növeli azt belső energia vagy kinetikus lendületet ad neki. De maga a foton megszűnik létezni. Attól függően, hogy pontosan mi az akadály, különböző változások következnek be.

1. Ha az akadály az szilárd, akkor leggyakrabban a fény melegíti fel. A következő forgatókönyvek is lehetségesek: a foton megváltoztatja a mozgás irányát, stimulál kémiai reakció vagy az egyik elektron elhagyja pályáját és egy másik állapotba kerül (fotoelektromos hatás).
2. Ha az akadály egyetlen molekula, például egy ritkított gázfelhőből nyitott tér, akkor a foton minden kötését erősebben oszcillálja.
3. Ha az akadály egy hatalmas test (például egy csillag vagy akár egy galaxis), akkor a fény torzul, és megváltoztatja a mozgás irányát. Ez a hatás a kozmosz távoli múltjába való „betekintés” képességén alapul.

Tudomány és Emberiség

A tudományos adatok gyakran valami elvontnak, az életre alkalmatlannak tűnnek. Ez történik a fény jellemzőivel is. Ha egy beszélgetünk a csillagok sugárzásának kísérletezésével vagy mérésével kapcsolatban a tudósoknak ismerniük kell az abszolút értékeket (ezeket fotometrikusnak nevezik). Ezeket a fogalmakat általában energiával és erővel fejezik ki. Emlékezzünk vissza, hogy a teljesítmény az egységnyi idő alatti energiaváltozás sebességére vonatkozik, és általában azt mutatja, hogy a rendszer mekkora munkamennyiséget tud előállítani. De az embernek korlátozott a képessége a valóság érzékelésére. Például a bőr hőt érez, de a szem nem látja a fotont. infravörös sugárzás. Ugyanez a probléma a fényerősség mértékegységeivel: a sugárzás tényleges teljesítménye eltér attól az erőtől, amelyet az emberi szem képes érzékelni.

Az emberi szem spektrális érzékenysége

Emlékeztetünk arra, hogy az alábbi vita az átlagos mutatókra összpontosít. Minden ember más. Vannak, akik egyáltalán nem érzékelik az egyes színeket (színvak). Mások számára a színkultúra nem esik egybe az általánosan elfogadottakkal tudományos szempont látomás. Például a japánok nem tesznek különbséget a zöld és a kék, a britek pedig a kék és a kék között. Ezeken a nyelveken különböző színek egy szóval jelöljük.

A fényerősség mértékegysége az átlagos emberi szem spektrális érzékenységétől függ. A maximális nappali fény egy 555 nanométer hullámhosszú fotonra esik. Ez azt jelenti, hogy az ember a nap fényében lát a legjobban. zöld szín. Az éjszakai látás maximuma egy 507 nanométer hullámhosszú foton. Ezért a Hold alatt az emberek jobban látják a kék tárgyakat. Alkonyatkor minden a világítástól függ: minél jobb, annál „zöldebb” lesz az ember által érzékelt maximális szín.

Az emberi szem szerkezete

Szinte mindig, amikor látásról van szó, azt mondjuk, amit a szem lát. Ez téves állítás, mert az agy mindenekelőtt érzékel. A szem csak egy műszer, amely információkat közöl róla fényáram a fő számítógéphez. És mint minden eszköznek, az egész színérzékelési rendszernek is megvannak a maga korlátai.

Az emberi retinában kettő van különféle típusok sejtek - kúpok és rudak. Az előbbiek felelősek a nappali látásért és jobban érzékelik a színeket. Ez utóbbiak éjszakai látást biztosítanak, a botoknak köszönhetően az ember megkülönbözteti a fényt és az árnyékot. De nem érzékelik jól a színeket. A botok mozgásra is érzékenyebbek. Ezért van az, hogy ha az ember egy holdfényes parkon vagy erdőn sétál, észreveszi az ágak minden ringását, a szél minden leheletét.

Ennek az elválásnak az evolúciós oka egyszerű: egy napunk van. A Holdat visszavert fénnyel világít, ami azt jelenti, hogy spektruma nem sokban tér el a központi lámpatest spektrumától. Ezért a nap két részre oszlik - megvilágított és sötét. Ha az emberek két vagy három csillagból álló rendszerben élnének, akkor látásunknak valószínűleg több összetevője lenne, amelyek mindegyike egy-egy világítótest spektrumához igazodik.

Azt kell mondanom, bolygónkon vannak olyan lények, akiknek a látása eltér az emberétől. A sivatagi lakosok például a szemükkel érzékelik az infravörös fényt. Egyes halak ultraibolya közelébe látnak, mivel ez a sugárzás a legmélyebbre hatol a vízoszlopba. Kedvelt macskáink és kutyáink eltérően érzékelik a színeket, és spektrumuk is csökken: jobban alkalmazkodnak a chiaroscuro-hoz.

De az emberek mind különbözőek, ahogy fentebb említettük. Az emberiség néhány képviselője közeli infravörös fényt lát. Ez nem azt jelenti, hogy ne lenne szükségük hőkamerára, de a legtöbbnél valamivel vörösebb árnyalatokat képesek érzékelni. Mások a spektrum ultraibolya részét fejlesztették ki. Ilyen esetet ír le például a „Ka-Pax bolygó” című film. A főszereplő azt állítja, hogy egy másik csillagrendszerből jött. A vizsgálat során kiderült, hogy képes volt látni az ultraibolya sugárzást.

Ez azt bizonyítja, hogy Prot egy idegen? Nem. Vannak, akik megtehetik. Ezenkívül a közeli ultraibolya sugárzás szorosan szomszédos a látható spektrummal. Nem csoda, hogy egyesek egy kicsit többet vesznek. De Superman határozottan nem a Földről származik: a röntgenspektrum túl messze van a láthatótól ahhoz, hogy ezt a látást emberi szemszögből meg lehessen magyarázni.

Abszolút és relatív mértékegységek a fényáram meghatározásához

A spektrális érzékenységtől független mennyiség, amely a befelé irányuló fényáramot jelzi ismert irány, az úgynevezett "candela". már "emberibb" hozzáállással ugyanúgy ejtik. A különbség csak ezeknek a fogalmaknak a matematikai megjelölésében van: az abszolút érték alsó indexe "e", az emberi szemhez viszonyítva - "υ". De ne felejtsük el, hogy ezeknek a kategóriáknak a mérete nagyon eltérő lehet. Ezt a valós problémák megoldásánál figyelembe kell venni.

Abszolút és relatív értékek számbavétele, összehasonlítása

Ahhoz, hogy megértsük, miben mérik a fény erejét, össze kell hasonlítani az „abszolút” és az „emberi” értékeket. A jobb oldalon tisztán fizikai fogalmak találhatók. A bal oldalon azok az értékek láthatók, amelyekbe az emberi szem rendszerén áthaladva fordulnak.

1. A sugárzás ereje a fény erejévé válik. A fogalmakat kandelában mérik.
2. Az energiafény fényességgé változik. Az értékeket candela per négyzetméterben fejezzük ki.

Bizonyára ismerős szavakat látott itt az olvasó. Életük során sokszor mondják az emberek: "Nagyon ragyogó nap, menjünk árnyékba" vagy "Tegye világosabbá a monitort, a film túl komor és sötét." Reméljük, hogy a cikk egy kicsit tisztázza, honnan származik ez a fogalom, valamint hogy mi a neve a fényerősség mértékegységének.

A "candela" fogalmának jellemzői

Ezt a kifejezést fentebb már említettük. Azt is elmagyaráztuk, miért nevezik ugyanazt a szót abszolút különböző fogalmak a hatalommal kapcsolatos fizika elektromágneses sugárzás. Tehát a fény intenzitásának mértékegységét kandelának nevezik. De mivel egyenlő? Az egyik kandela egy olyan forrásból származó fény intenzitása ismert irányban, amely szigorúan monokromatikus sugárzást bocsát ki, frekvenciája 5,4 * 10 14, és a forrás energiaereje ebben az irányban egységnyi térszögönként 1/683 watt. Az olvasó könnyen konvertálhatja a frekvenciát hullámhosszra, a képlet nagyon egyszerű. Kérni fogjuk: az eredmény látható területen van.

A fény intenzitásának mértékegységét okkal nevezik "kandelának". Akik tudják angol nyelv, ne feledje, hogy a gyertya egy gyertya. Korábban sok területen emberi tevékenység természetes paraméterekben mérve, például lóerőben, higanymilliméterben. Így nem meglepő, hogy a fény intenzitásának mértékegysége a kandela, egy gyertya. Csak egy gyertya nagyon sajátos: szigorúan meghatározott hullámhosszú, és másodpercenként meghatározott számú fotont termel.

Ha a test felgyorsul, akkor valami hat rá. De hogyan lehet megtalálni ezt a "valamit"? Például milyen erők hatnak a föld felszínéhez közeli testre? Ez a gravitációs erő, amely függőlegesen lefelé irányul, arányos a test tömegével és a Föld sugaránál $(\large R)$ jóval kisebb magasságoknál, szinte független a magasságtól; egyenlő azzal

$(\large F = \dfrac (G \cdot m \cdot M)(R^2) = m \cdot g )$

$(\large g = \dfrac (G \cdot M)(R^2) )$

úgynevezett a gravitáció gyorsulása. Vízszintes irányban a test állandó sebességgel fog mozogni, de a függőleges irányú mozgás Newton második törvénye szerint:

$(\large m \cdot g = m \cdot \left (\dfrac (d^2 \cdot x)(d \cdot t^2) \right) )$

a $(\large m)$ törlése után azt kapjuk, hogy a $(\large x)$ irányú gyorsulás állandó és egyenlő a $(\large g)$-val. Ez egy szabadon eső test jól ismert mozgása, amelyet az egyenletek írnak le

$(\large v_x = v_0 + g \cdot t)$

$(\large x = x_0 + x_0 \cdot t + \dfrac (1) (2) \cdot g \cdot t^2)$

Hogyan mérik az erőt?

Minden tankönyvben és intelligens könyvben szokás Newtonban kifejezni az erőt, de a fizikusok által használt modelleken kívül sehol nem alkalmazzák a Newtonokat. Ez rendkívül kényelmetlen.

newton newton (N) – az erő származtatott mértékegysége in nemzetközi rendszer egységek (SI).
Newton második törvénye alapján az egységnyi newton az az erő, amely egy kilogramm tömegű test sebességét másodpercenként 1 méterrel az erő irányába változtatja.

Így 1 N \u003d 1 kg m / s².

Kilogram-erő (kgf vagy kg) - gravitációs metrikus erőegység, egyenlő az erővel, amely egy kilogramm tömegű testre hat a Föld gravitációs terében. Ezért a definíció szerint a kilogramm-erő egyenlő 9,80665 N. A kilogramm-erő kényelmes, mivel értéke megegyezik egy 1 kg tömegű test tömegével.
1 kgf \u003d 9,80665 newton (körülbelül ≈ 10 N)
1 N ≈ 0,10197162 kgf ≈ 0,1 kgf

1 N = 1 kg x 1 m/s2.

A gravitáció törvénye

Az univerzumban minden objektum minden más objektumhoz olyan erővel vonzódik, amely arányos a tömegével és fordítottan arányos a köztük lévő távolság négyzetével.

$(\large F = G \cdot \dfrac (m \cdot M)(R^2))$

Hozzátehető, hogy bármely test a rá kifejtett erőre ennek az erőnek az irányába történő gyorsulásával, a test tömegével fordítottan arányos nagyságrendben reagál.

$(\large G)$ a gravitációs állandó

$(\large M)$ a Föld tömege

$(\large R)$ — földsugár

$(\large G = 6,67 \cdot (10^(-11)) \left (\dfrac (m^3)(kg \cdot (sec)^2) \right) )$

$(\nagy M = 5,97 \cdot (10^(24)) \bal (kg \jobb) )$

$(\large R = 6,37 \cdot (10^(6)) \left (m \right) )$

A klasszikus mechanika keretében a gravitációs kölcsönhatást az egyetemes gravitáció Newton-törvénye írja le, amely szerint két $(\large m_1)$ és $(\large m_2)$ tömegű test közötti gravitációs vonzás erejét távolság $(\large R)$ van

$(\large F = -G \cdot \dfrac (m_1 \cdot m_2)(R^2))$

Itt a $(\large G)$ a gravitációs állandó, amely egyenlő: $(\large 6,673 \cdot (10^(-11)) m^3 / \left (kg \cdot (sec)^2 \right) )$. A mínusz jel azt jelenti, hogy a vizsgált testre ható erő mindig a sugárvektor mentén irányul a vizsgált testtől a gravitációs tér forrásáig, azaz. a gravitációs kölcsönhatás mindig a testek vonzásához vezet.
A gravitációs tér potenciális. Ez azt jelenti, hogy be lehet vezetni egy testpár gravitációs vonzásának potenciális energiáját, és ez az energia nem fog megváltozni a testek zárt körvonal mentén történő mozgatása után. A gravitációs tér potenciálja magába foglalja a kinetikus és potenciális energia összegének megmaradásának törvényét, ami a testek gravitációs térben történő mozgásának vizsgálatakor gyakran nagyban leegyszerűsíti a megoldást.
A newtoni mechanika keretében a gravitációs kölcsönhatás nagy hatótávolságú. Ez azt jelenti, hogy bárhogyan is mozog egy hatalmas test, a tér bármely pontján a gravitációs potenciál és erő csak a test helyzetétől függ. Ebben a pillanatban idő.

Nehezebb - Könnyebb

Egy test $(\large P)$ tömegét a $(\large m)$ tömegének és a $(\large g)$ gravitációs gyorsulásnak a szorzataként fejezzük ki.

$(\large P = m \cdot g)$

Amikor a földön a test könnyebbé válik (kevésbé nyomja a mérleget), ez a csökkenésből adódik tömegek. A Holdon minden más, a súlycsökkenést egy másik tényező - $(\large g)$ - változása okozza, mivel a gravitáció gyorsulása a Hold felszínén hatszor kisebb, mint a Földön.

föld tömege = $(\large 5,9736 \cdot (10^(24))\ kg )$

holdtömeg = $(\large 7,3477 \cdot (10^(22))\ kg )$

gravitációs gyorsulás a Földön = $(\large 9,81\ m / c^2 )$

gravitációs gyorsulás a Holdon = $(\large 1,62 \ m / c^2 )$

Ennek eredményeként a $(\large m \cdot g )$ szorzat, és így a súly is hatszorosára csökken.

De lehetetlen mindkét jelenséget ugyanazzal a "könnyítsd meg" kifejezéssel megjelölni. A Holdon a testek nem válnak könnyebbé, de csak kevésbé gyorsan esnek "kevésbé esve"))).

Vektor és skaláris mennyiségek

Egy vektormennyiséget (például egy testre ható erőt) az értékén (modulusán) túl az iránya is jellemez. Egy skaláris mennyiséget (például hosszt) csak egy érték jellemez. A mechanika minden klasszikus törvénye vektormennyiségekre van megfogalmazva.

1. kép

ábrán 1 a képen különféle lehetőségek a $( \large \overrightarrow(F))$ vektor és a $( \large F_x)$ és $( \large F_y)$ vetületeinek helye a $( \large X)$ és $( \large Y) tengelyeken $ rendre:

• A. a $( \large F_x)$ és a $( \large F_y)$ mennyisége nem nulla és pozitív
• b. a $( \large F_x)$ és a $( \large F_y)$ nem nulla, míg a $(\large F_y)$ pozitív, a $(\large F_x)$ pedig negatív, mert a $(\large \overrightarrow(F))$ vektor a $(\large X)$ tengely irányával ellentétes irányba van irányítva
• C. A $(\large F_y)$ egy pozitív, nem nulla érték, a $(\large F_x)$ pedig egyenlő nullával, mert a $(\large \overrightarrow(F))$ vektor merőleges a $(\large X)$ tengelyre

A hatalom pillanata

Az erő pillanata a forgástengelytől az erő alkalmazási pontjáig húzott sugárvektor vektorszorzatának nevezzük ennek az erőnek a vektorával. Azok. alapján klasszikus meghatározás az erőnyomaték vektormennyiség. A feladatunk keretein belül ez a definíció a következőkre egyszerűsíthető: a $(\large \overrightarrow(F))$ erőnyomaték egy $(\large x_F)$ koordinátájú pontra, az elhelyezkedő tengelyhez viszonyítva. a $(\large x_0 )$ pontban egy skaláris érték, amely egyenlő a $(\large \overrightarrow(F))$ erő modulusának és az erő karjának szorzatával — $(\large \left | x_F - x_0 \jobbra |)$. És ennek a jele skaláris érték az erő irányától függ: ha az óramutató járásával megegyező irányba forgatja a tárgyat, akkor az előjel plusz, ha ellentétes, akkor mínusz.

Fontos megérteni, hogy a tengelyt tetszőlegesen megválaszthatjuk - ha a test nem forog, akkor bármely tengely körüli erőnyomatékok összege nulla. A második fontos megjegyzés az, hogy ha erőt fejtünk ki egy pontra, amelyen egy tengely áthalad, akkor ennek az erőnek ehhez a tengelyhez viszonyított nyomatéka nulla(mivel az erő karja nulla lesz).

Illusztráljuk a fentieket egy példával, a 2. ábrán. Tegyük fel, hogy az ábrán látható rendszer. 2 egyensúlyban van. Vegye figyelembe a támasztékot, amelyre a terheket helyezik. Három erő hat rá: $(\large \overrightarrow(N_1),\ \overrightarrow(N_2),\ \overrightarrow(N),)$ ezen erők alkalmazási pontjai DE, NÁL NÉLés Val vel illetőleg. Az ábra tartalmazza a $(\large \overrightarrow(N_(1)^(gr)),\ \overrightarrow(N_2^(gr)))$ erőket is. Ezek az erők a terhelésekre vonatkoznak, és Newton 3. törvénye szerint

$(\large \overrightarrow(N_(1)) = - \overrightarrow(N_(1)^(gr)))$

$(\large \overrightarrow(N_(2)) = - \overrightarrow(N_(2)^(gr)))$

Tekintsük most a támaszra ható erőnyomatékok egyenlőségének feltételét a ponton átmenő tengelyhez képest DE(és ahogy korábban megállapodtunk, az ábra síkjára merőlegesen):

$(\nagy N \cdot l_1 - N_2 \cdot \bal (l_1 +l_2 \jobb) = 0)$

Kérjük, vegye figyelembe, hogy a $(\large \overrightarrow(N_1))$ erő nyomatéka nem szerepel az egyenletben, mivel ennek az erőnek a karja a vizsgált tengelyhez képest $(\large 0)$. Ha valamilyen oknál fogva a ponton átmenő tengelyt szeretnénk választani Val vel, akkor az erőnyomatékok egyenlőségének feltétele így fog kinézni:

$(\nagy N_1 \cdot l_1 - N_2 \cdot l_2 = 0)$

Megmutatható, hogy matematikai szempontból az utolsó két egyenlet ekvivalens.

Gravitáció középpontja

gravitáció középpontja A mechanikai rendszer olyan pontja, amelyhez képest a rendszerre ható teljes gravitációs nyomaték egyenlő nullával.

A tömeg közepe

A tömegpont figyelemre méltó abban, hogy ha nagyon sok erő hat a testet alkotó részecskékre (legyen az szilárd vagy folyékony, csillaghalmaz vagy valami más) (csak külső erőket értünk, mivel minden belső erők kompenzálják egymást), akkor a keletkező erő úgy gyorsítja ezt a pontot, mintha a test teljes tömegét tartalmazná $(\large m)$.

A tömegközéppont helyzetét a következő egyenlet határozza meg:

$(\large R_(c.m.) = \frac(\sum m_i\, r_i)(\sum m_i))$

Ez egy vektoregyenlet, azaz. valójában három egyenlet, egy-egy mindhárom irányra. De csak a $(\large x)$ irányt vegyük figyelembe. Mit jelent a következő egyenlőség?

$(\large X_(c.m.) = \frac(\sum m_i\, x_i)(\sum m_i))$

Tegyük fel, hogy a testet apró, azonos tömegű $(\large m)$ darabokra osztjuk, és a test össztömege egyenlő lesz az ilyen darabok számával $(\large N)$ megszorozva egy darab tömegével , például 1 gramm. Ekkor ez az egyenlet azt jelenti, hogy fel kell venni az összes darab $(\large x)$ koordinátáit, össze kell adni és az eredményt el kell osztani a darabok számával. Más szóval, ha a darabok tömege egyenlő, akkor a $(\large X_(c.m.))$ egyszerűen az összes darab $(\large x)$ koordinátáinak számtani átlaga lesz.

Tömeg és sűrűség

A tömeg alapvető fizikai mennyiség. A tömeg egyszerre jellemzi a test több tulajdonságát, és önmagában is számos fontos tulajdonsággal rendelkezik.

• A tömeg a testben lévő anyag mértéke.
• A tömeg a test tehetetlenségének mértéke. A tehetetlenség a test azon tulajdonsága, hogy sebességét változatlan marad (in inerciarendszer referencia), ha a külső hatások hiányoznak vagy kompenzálják egymást. Külső hatások jelenlétében a test tehetetlensége abban nyilvánul meg, hogy sebessége nem azonnal, hanem fokozatosan változik, és minél lassabb, annál nagyobb a test tehetetlensége (vagyis tömege). Például, ha egy biliárdlabda és egy busz azonos sebességgel mozog, és ugyanaz az erő fékezi őket, akkor sokkal kevesebb időbe telik, amíg a labda megáll, mint a busznak.
• A testek tömegei okozzák egymáshoz való gravitációs vonzásukat (lásd a "Gravitáció" részt).
• Egy test tömege egyenlő a részei tömegeinek összegével. Ez az úgynevezett tömegadditivitás. Az additívság lehetővé teszi 1 kg-os etalon használatát a tömeg mérésére.
• Egy elszigetelt testrendszer tömege nem változik az idő múlásával (a tömegmegmaradás törvénye).
• Egy test tömege nem függ mozgásának sebességétől. A tömeg nem változik, amikor egyik vonatkoztatási rendszerről a másikra lépünk.
• Sűrűség A homogén test a test tömegének és térfogatának aránya:

$(\large p = \dfrac (m)(V) )$

A sűrűség nem függ a test geometriai tulajdonságaitól (alak, térfogat), és a test anyagának jellemzője. Sűrűség különféle anyagok hivatkozási táblázatokban mutatjuk be. Célszerű megjegyezni a víz sűrűségét: 1000 kg/m3.

Newton második és harmadik törvénye

A testek kölcsönhatása az erő fogalmával írható le. Az erő egy vektormennyiség, amely az egyik test hatásának mértéke a másikra.
Mivel vektor, az erőt modulusa (abszolút érték) és térbeli iránya jellemzi. Ezen túlmenően fontos az erő alkalmazási pontja: azonos nagyságú és irányú erőt alkalmazunk különböző pontokat a szervezetnek különböző hatásai lehetnek. Tehát, ha megfogod egy kerékpár kerék peremét, és érintőlegesen a felnihez húzod, a kerék forogni kezd. Ha végighúzza a sugárt, nem lesz elforgatás.

Newton második törvénye

A testtömeg és a gyorsulásvektor szorzata a testre ható összes erő eredője:

$(\large m \cdot \overrightarrow(a) = \overrightarrow(F) )$

Newton második törvénye összefügg a gyorsulás és az erő vektoraival. Ez azt jelenti, hogy a következő állítások igazak.

1. $(\large m \cdot a = F)$, ahol $(\large a)$ a gyorsulási modulus, $(\large F)$ az eredő erőmodulus.
2. A gyorsulásvektor iránya megegyezik az eredő erővektorral, mivel a test tömege pozitív.

Newton harmadik törvénye

Két test egyenlő nagyságú és ellentétes irányú erőkkel hat egymásra. Ezek az erők azonos fizikai természetűek, és az alkalmazási pontjaikat összekötő egyenes mentén irányulnak.

Szuperpozíció elve

A tapasztalat azt mutatja, hogy ha egy adott testre több másik test is hat, akkor a megfelelő erők vektorokként összegeződnek. Pontosabban a szuperpozíció elve érvényes.
Az erők szuperpozíciójának elve. Hagyja, hogy az erők a testre hatnak$(\large \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ Ha egy erővel helyettesítjük őket$(\large \overrightarrow(F) = \overrightarrow(F_1) + \overrightarrow(F_2) \ldots + \overrightarrow(F_n))$ , akkor a hatás nem változik.
A $(\large \overrightarrow(F))$ erőt hívjuk eredő$(\large \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ vagy eredő erővel.

Szállítmányozó vagy fuvarozó? Három titok és nemzetközi teherszállítás

Szállítmányozó vagy szállító: melyiket válasszam? Ha a fuvarozó jó és a szállítmányozó rossz, akkor az első. Ha a szállító rossz, és a szállítmányozó jó, akkor a második. Egy ilyen választás egyszerű. De hogyan lehet eldönteni, hogy mindkét jelentkező jó? Hogyan válasszunk két egyenértékűnek tűnő lehetőség közül? A probléma az, hogy ezek a lehetőségek nem egyenlőek.

Ijesztő történetek a nemzetközi szállításról

A KALAPÁCS ÉS AZ ÜLLŐ KÖZÖTT.

Nem könnyű élni egy fuvarozó ügyfél és egy nagyon ravaszul gazdaságos rakománytulajdonos között. Egy napon kaptunk egy rendelést. Fuvar három kopejkáért, további feltételek két lapon a gyűjtemény neve .... Betöltés szerdán. Kedden már a helyén van az autó, másnap ebédidőben pedig a raktár lassan elkezdi bedobni az utánfutóba mindazt, amit a szállítmányozója összegyűjtött ügyfelei-címzettjei számára.

ELVARÁZOTT HELY - TLT KOZLOVICHI.

A legenda és a tapasztalat szerint mindenki tudja, aki árut szállított Európából közúton ijesztő hely a PTO Kozlovichi, Brest vám. Milyen káoszt művelnek a fehérorosz vámosok, minden lehetséges módon hibát találnak, és borzasztó áron tépik. És ez igaz. De nem az összes...

HOGY AZ ÚJ ÉV ALATT SZÁRAZTEJET HORDOZTUNK.

Csoportos rakomány egy konszolidációs raktárban Németországban. Az egyik rakomány Olaszországból származó tejpor, aminek a kiszállítását a Szállítmányozó rendelte meg.... Klasszikus példa a szállítmányozó-"adó" munkájára (nem mélyed el semmiben, csak a láncon halad el) ).

Nemzetközi fuvarozási okmányok

A nemzetközi közúti árufuvarozás nagyon szervezett és bürokratikus, ennek következménye - a nemzetközi szállítás megvalósítása szempontjából közúti szállítás betölt, egy csomó egységes dokumentumot használnak. Nem számít, hogy vámszállító vagy közönséges – nem megy okmányok nélkül. Bár nem túl izgalmas, megpróbáltuk egyszerűen megfogalmazni ezeknek a dokumentumoknak a célját és a jelentésüket. Példát hoztak a TIR, CMR, T1, EX1, Számla, Csomagolási lista kitöltésére...

Tengelyterhelés számítása teherszállításhoz

Cél - a vontató és a félpótkocsi tengelyein lévő terhelések újraelosztásának lehetőségének tanulmányozása a rakomány helyének megváltoztatásakor a félpótkocsiban. És ennek a tudásnak a gyakorlati alkalmazása.

Az általunk vizsgált rendszerben 3 objektum van: egy vontató $(T)$, egy nyerges pótkocsi $(\large ((p.p.)))$ és egy rakomány $(\large (gr))$. Az egyes objektumokhoz kapcsolódó összes változó felső indexe $T$, $(\large (p.p.))$ és $(\large (gr))$ lesz. Például egy traktor önsúlyát $m^(T)$-ként jelöljük.

Miért nem eszel gombát? A vámos szomorúságot lehelt.

Mi történik a nemzetközi közúti szállítási piacon? Az Orosz Föderáció Szövetségi Vámszolgálata több országban megtiltotta a TIR-igazolványok további garanciák nélküli kiállítását. szövetségi körzetek. És bejelentette, hogy ez év december 1-jétől teljesen felbontja az IRU-val kötött szerződést, mivel nem megfelelő. Vámunióés nem gyermeki anyagi követeléseket fogalmaz meg.
Az IRU így válaszolt: „Az Orosz Szövetségi Vámszolgálat magyarázata az ASMAP állítólagos 20 milliárd rubel összegű tartozására vonatkozóan teljes kitaláció, mivel az összes régi TIR-követelést teljesen kiegyenlítették… Mit csináljunk, egyszerű fuvarozók, gondolod?

Raktározási tényező A rakomány tömege és térfogata a szállítási költség kiszámításakor

A szállítás költségének kiszámítása a rakomány súlyától és térfogatától függ. A tengeri szállításnál leggyakrabban a térfogat, a légi szállításnál a súly a meghatározó. A közúti áruszállításnál egy komplex mutató fontos szerepet játszik. Attól függ, hogy egy adott esetben melyik számítási paramétert választják ki fajsúly szállítmány (Tárolási tényező) .