Kekuatan (kuantitas fisik). Kami mengukur kekuatan

Kata "kekuasaan" mencakup segalanya sehingga memberikannya konsep yang jelas adalah tugas yang hampir mustahil. Variasi dari kekuatan otot hingga kekuatan pikiran tidak mencakup seluruh konsep yang diinvestasikan di dalamnya. Kekuatan dianggap sebagai kuantitas fisik, sudah jelas nilai tertentu dan definisi. Rumus gaya mendefinisikan model matematika: ketergantungan gaya pada parameter utama.

Sejarah penelitian kekuatan mencakup definisi ketergantungan pada parameter dan bukti eksperimental ketergantungan.

Gaya dalam fisika

Gaya adalah ukuran interaksi benda-benda. Tindakan timbal balik benda satu sama lain sepenuhnya menggambarkan proses yang terkait dengan perubahan kecepatan atau deformasi benda.

Sebagai besaran fisika, gaya memiliki satuan pengukuran (dalam sistem SI - Newton) dan alat untuk mengukurnya - dinamometer. Prinsip pengoperasian pengukur gaya didasarkan pada perbandingan gaya yang bekerja pada benda dengan gaya elastis pegas dinamometer.

Sebuah gaya 1 newton dianggap sebagai gaya di mana sebuah benda bermassa 1 kg mengubah kecepatannya sebesar 1 m dalam 1 sekon.

Kekuatan didefinisikan sebagai:

• arah tindakan;
• titik aplikasi;
• modul, nilai absolut.

Menggambarkan interaksi, pastikan untuk menunjukkan parameter ini.

Jenis interaksi alami: gravitasi, elektromagnetik, kuat, lemah. Gravitasi gravitasi dengan variasinya - gravitasi) ada karena pengaruh medan gravitasi yang mengelilingi benda apa pun yang memiliki massa. Studi tentang medan gravitasi belum selesai sejauh ini. Hal ini belum mungkin untuk menemukan sumber lapangan.

Sejumlah besar gaya muncul karena interaksi elektromagnetik dari atom-atom yang membentuk zat.

kekuatan tekanan

Ketika sebuah benda berinteraksi dengan Bumi, benda itu memberikan tekanan pada permukaannya. Gaya yang berbentuk: P = mg, ditentukan oleh massa benda (m). Percepatan jatuh bebas(g) memiliki berbagai arti di berbagai garis lintang bumi.

Gaya tekanan vertikal sama dalam modulus dan berlawanan arah dengan gaya elastis yang timbul pada tumpuan. Rumus gaya berubah tergantung pada gerakan tubuh.

Perubahan berat badan

Aksi suatu benda pada suatu tumpuan akibat interaksi dengan bumi sering disebut sebagai berat benda. Menariknya, jumlah berat badan tergantung pada percepatan gerakan dalam arah vertikal. Dalam kasus ketika arah percepatan berlawanan dengan percepatan jatuh bebas, peningkatan berat diamati. Jika percepatan benda bertepatan dengan arah jatuh bebas, maka berat benda berkurang. Misalnya, saat berada di lift yang sedang naik, pada awal pendakian, seseorang merasakan peningkatan berat badan untuk sementara waktu. Tidak perlu menegaskan bahwa massanya berubah. Pada saat yang sama, kami berbagi konsep "berat badan" dan "massa"-nya.

kekuatan elastis

Ketika bentuk tubuh berubah (deformasinya), muncul gaya yang cenderung mengembalikan tubuh ke bentuk semula. Gaya ini diberi nama “gaya elastis”. Itu muncul sebagai akibat dari interaksi listrik dari partikel-partikel yang membentuk tubuh.

Pertimbangkan deformasi paling sederhana: ketegangan dan kompresi. Peregangan disertai dengan peningkatan dimensi linier tubuh, kompresi - pengurangannya. Nilai yang mencirikan proses ini disebut pemanjangan tubuh. Mari kita tunjukkan dengan "x". Rumus gaya elastis berhubungan langsung dengan perpanjangan. Setiap benda yang mengalami deformasi memiliki geometri dan parameter fisik. Ketergantungan resistensi elastis terhadap deformasi pada sifat-sifat tubuh dan bahan dari mana ia dibuat ditentukan oleh koefisien elastisitas, sebut saja kekakuan (k).

Model matematika interaksi elastis dijelaskan oleh hukum Hooke.

Gaya yang timbul dari deformasi tubuh diarahkan terhadap arah perpindahan masing-masing bagian tubuh, berbanding lurus dengan perpanjangannya:

• F y = -kx (dalam notasi vektor).

Tanda "-" menunjukkan arah deformasi dan gaya yang berlawanan.

Dalam bentuk skalar tanda negatif tidak hadir. Gaya elastis, yang rumusnya adalah sebagai berikut F y = kx, hanya digunakan untuk deformasi elastis.

Interaksi medan magnet dengan arus

Pengaruh Medan gaya pada D.C. Dalam hal ini, gaya yang dengannya medan magnet bekerja pada konduktor pembawa arus yang ditempatkan di dalamnya disebut gaya Ampere.

Interaksi medan magnet dengan menyebabkan manifestasi gaya. Gaya Ampere, yang rumusnya adalah F = IBlsinα, bergantung pada (B), panjang bagian aktif penghantar (l), (I) dalam penghantar dan sudut antara arah arus dan magnet induksi.

Berkat ketergantungan yang terakhir, dapat dikatakan bahwa vektor medan magnet dapat berubah ketika konduktor diputar atau arah arus berubah. Aturan tangan kiri memungkinkan Anda untuk mengatur arah tindakan. Jika sebuah tangan kiri posisi sedemikian rupa sehingga vektor induksi magnet memasuki telapak tangan, empat jari diarahkan sepanjang arus dalam penghantar, kemudian ditekuk 90 ° ibu jari menunjukkan arah medan magnet.

Penggunaan efek ini oleh manusia telah ditemukan, misalnya, pada motor listrik. Rotasi rotor disebabkan oleh medan magnet yang diciptakan oleh elektromagnet yang kuat. Formula gaya memungkinkan Anda untuk menilai kemungkinan mengubah tenaga mesin. Dengan peningkatan arus atau kekuatan medan, torsi meningkat, yang mengarah pada peningkatan daya motor.

Lintasan partikel

Interaksi medan magnet dengan muatan banyak digunakan dalam spektrograf massa dalam studi partikel elementer.

Aksi medan dalam hal ini menyebabkan munculnya suatu gaya yang disebut gaya Lorentz. Ketika sebuah partikel bermuatan yang bergerak dengan kecepatan tertentu memasuki medan magnet, yang rumusnya berbentuk F = vBqsinα, menyebabkan partikel tersebut bergerak melingkar.

Di dalam model matematika v adalah modulus kecepatan partikel, muatan listrik yang - q, B adalah induksi magnetik medan, adalah sudut antara arah kecepatan dan induksi magnetik.

Partikel bergerak dalam lingkaran (atau busur lingkaran), karena gaya dan kecepatan diarahkan pada sudut 90 ° satu sama lain. Perubahan arah kecepatan linier menyebabkan percepatan muncul.

Aturan tangan kiri, yang dibahas di atas, juga terjadi ketika mempelajari gaya Lorentz: jika tangan kiri ditempatkan sedemikian rupa sehingga vektor induksi magnet memasuki telapak tangan, empat jari yang direntangkan dalam satu garis diarahkan sepanjang kecepatan partikel bermuatan positif, maka ibu jari yang ditekuk 90° akan menunjukkan arah gaya.

Masalah plasma

Interaksi medan magnet dan materi digunakan dalam siklotron. Masalah yang berhubungan dengan studi laboratorium plasma, jangan biarkan mengandungnya dalam wadah tertutup. Tinggi hanya bisa ada pada suhu tinggi. Plasma dapat disimpan di satu tempat di ruang angkasa melalui medan magnet, memutar gas dalam bentuk cincin. Yang dikendalikan juga dapat dipelajari dengan memutar plasma suhu tinggi menjadi filamen menggunakan medan magnet.

Contoh aksi medan magnet di vivo pada gas terionisasi - aurora borealis. Tontonan megah ini diamati di luar Lingkaran Arktik pada ketinggian 100 km di atas permukaan bumi. Cahaya gas berwarna-warni yang misterius hanya bisa dijelaskan pada abad ke-20. Medan magnet bumi di dekat kutub tidak dapat mencegah angin matahari menembus atmosfer. Radiasi paling aktif yang diarahkan sepanjang garis induksi magnetik menyebabkan ionisasi atmosfer.

Fenomena yang terkait dengan pergerakan muatan

Secara historis, kuantitas utama yang mencirikan aliran arus dalam konduktor disebut kekuatan arus. Menariknya, konsep ini tidak ada hubungannya dengan gaya dalam fisika. Kekuatan arus, yang rumusnya mencakup muatan yang mengalir per satuan waktu melalui bagian melintang konduktor terlihat seperti:

• I = q/t, di mana t adalah waktu aliran muatan q.

Faktanya, kekuatan saat ini adalah jumlah muatan. Satuan pengukurannya adalah Ampere (A), tidak seperti N.

Penentuan kerja suatu gaya

Tindakan paksa pada suatu zat disertai dengan kinerja pekerjaan. Kerja suatu gaya adalah kuantitas fisik yang secara numerik sama dengan produk gaya dan perpindahan yang dilaluinya di bawah aksinya, dan kosinus sudut antara arah gaya dan perpindahan.

Kerja gaya yang diinginkan, rumusnya adalah A = Fscosα, termasuk besar gaya.

Tindakan tubuh disertai dengan perubahan kecepatan tubuh atau deformasi, yang menunjukkan perubahan energi secara simultan. Usaha yang dilakukan oleh suatu gaya berbanding lurus dengan besarnya.

Bagaimana kekuatan diukur? Dalam satuan apa gaya diukur?

Kembali di sekolah, kami mengajarkan bahwa konsep kekuatan Diperkenalkan ke dalam fisika oleh seorang pria yang memiliki apel jatuh di kepalanya. Omong-omong, itu jatuh karena gravitasi. Newton tampaknya adalah nama belakangnya. Jadi dia menyebut satuan ukuran gaya. Meskipun dia bisa menyebutnya apel, itu masih mengenai kepalanya!

Menurut Sistem Satuan Internasional (SI), gaya diukur dalam Newton.

Berdasarkan Sistem Teknis Satuan, gaya diukur dalam ton-force, kilogram-force, gram-force, dll.

Menurut Sistem Satuan CGS, satuan gaya adalah dyne.

Di Uni Soviet, untuk beberapa waktu, untuk mengukur kekuatan, mereka menggunakan unit pengukuran seperti dinding.

Selain itu, dalam fisika ada yang disebut satuan alami, yang menurutnya gaya diukur dalam gaya Planck.

• • Apa kekuatannya, saudara?
  • Newton gan...

  (Fisika berhenti diajarkan di sekolah?)

Memaksa adalah salah satu konsep yang paling dikenal dalam fisika. Di bawah memaksa dipahami sebagai besaran yang merupakan ukuran pengaruh terhadap tubuh dari tubuh lain dan berbagai proses fisik.

Dengan bantuan gaya, tidak hanya pergerakan benda di ruang angkasa yang dapat terjadi, tetapi juga deformasinya.

Tindakan gaya apa pun pada benda mematuhi 3 hukum Newton.

Satuan pengukuran gaya dalam sistem internasional satuan SI adalah newton. Ditandai dengan huruf H.

1N adalah gaya, di bawah pengaruh yang pada tubuh fisik dengan massa 1 kg, tubuh ini memperoleh percepatan yang sama dengan 1 ms.

Alat yang digunakan untuk mengukur gaya adalah dinamo meter.

Perlu juga dicatat bahwa sejumlah besaran fisika diukur dalam satuan lain.

Sebagai contoh:

Kekuatan arus diukur dalam Amps.

Intensitas cahaya diukur dalam Candela.

Untuk menghormati ilmuwan dan fisikawan luar biasa Isaac Newton, yang melakukan banyak penelitian tentang sifat keberadaan proses yang memengaruhi kecepatan suatu benda. Oleh karena itu, dalam fisika adalah kebiasaan untuk mengukur gaya dalam newton(1N).

Dalam fisika, konsep seperti force diukur dalam newton. Mereka memberi nama Newton, untuk menghormati yang terkenal dan fisikawan yang luar biasa bernama Isaac Newton. Dalam fisika, ada 3 hukum Newton. Satuan gaya disebut juga newton.

Gaya diukur dalam newton. Satuan gaya adalah 1 Newton (1 N). Nama satuan pengukuran gaya itu sendiri berasal dari nama ilmuwan terkenal, yang bernama Isaac Newton. Dia menciptakan 3 hukum mekanika klasik, yang disebut hukum 1, 2 dan 3 Newton. Dalam sistem SI, satuan gaya disebut Newton (N). Latin gaya dilambangkan dengan newton (N). Sebelumnya, ketika sistem SI belum ada, satuan untuk mengukur gaya disebut dyne, yang terbentuk dari pembawa salah satu alat untuk mengukur gaya, yang disebut dinamometer.

Gaya dalam sistem satuan internasional (SI) diukur dalam Newton (N). Menurut hukum kedua Newton, gaya sama dengan produk massa tubuh dan percepatannya, masing-masing, Newton (N) \u003d KG x M / C 2. (KILOGRAM DIKALI METER, DIBAGI DETIK DALAM KOTAK).

Kita semua terbiasa dalam hidup untuk menggunakan kata kekuatan dalam karakteristik komparatif laki-laki yang berbicara lebih kuat dari wanita, traktor lebih kuat dari mobil, singa lebih kuat dari kijang.

Gaya dalam fisika didefinisikan sebagai ukuran perubahan kecepatan suatu benda yang terjadi ketika benda-benda tersebut berinteraksi. Jika gaya adalah ukuran, dan kita dapat membandingkan penerapan gaya yang berbeda, maka itu adalah kuantitas fisik yang dapat diukur. Dalam satuan apa gaya diukur?

Unit paksa

Untuk menghormati fisikawan Inggris Isaac Newton, yang melakukan penelitian luar biasa tentang sifat keberadaan dan penggunaan berbagai macam gaya, satuan gaya dalam fisika adalah 1 newton (1 N). Berapakah gaya 1 N? Dalam fisika, seseorang tidak hanya memilih unit pengukuran, tetapi membuat kesepakatan khusus dengan unit-unit yang telah diadopsi.

Kita tahu dari pengalaman dan eksperimen bahwa jika sebuah benda diam dan ada gaya yang bekerja padanya, maka benda di bawah pengaruh gaya ini mengubah kecepatannya. Oleh karena itu, untuk mengukur gaya, unit dipilih yang akan mencirikan perubahan kecepatan benda. Dan jangan lupa bahwa ada juga massa tubuh, karena diketahui bahwa dengan gaya yang sama berdampak pada berbagai item akan berbeda. Kita bisa melempar bola jauh, tetapi batu bulat akan terbang jauh lebih pendek. Artinya, dengan mempertimbangkan semua faktor, kita sampai pada definisi bahwa gaya 1 N akan diterapkan pada benda jika benda bermassa 1 kg di bawah pengaruh gaya ini mengubah kecepatannya sebesar 1 m / s dalam 1 detik.

Satuan gravitasi

Kami juga tertarik pada satuan gravitasi. Karena kita tahu bahwa Bumi menarik ke dirinya sendiri semua benda di permukaannya, maka ada gaya tarik-menarik dan itu bisa diukur. Dan sekali lagi, kita tahu bahwa gaya tarik-menarik bergantung pada massa benda. Semakin besar massa tubuh, semakin kuat Bumi menariknya. Secara eksperimental telah ditetapkan bahwa Gaya gravitasi yang bekerja pada benda bermassa 102 gram adalah 1 N. Dan 102 gram kira-kira sepersepuluh kilogram. Dan lebih tepatnya, jika 1 kg dibagi menjadi 9,8 bagian, maka kita hanya akan mendapatkan sekitar 102 gram.

Jika gaya 1 N bekerja pada benda yang beratnya 102 gram, maka gaya 9,8 N bekerja pada benda yang beratnya 1 kg. Percepatan jatuh bebas dilambangkan dengan huruf g. Dan g adalah 9,8 N/kg. Ini adalah gaya yang bekerja pada benda bermassa 1 kg, yang dipercepat setiap sekon sebesar 1 m/s. Ternyata tubuh itu jatuh dari dataran tinggi, selama penerbangan mendapatkan kecepatan yang sangat tinggi. Lalu mengapa kepingan salju dan tetesan hujan turun dengan tenang? Mereka memiliki massa yang sangat kecil, dan bumi menarik mereka ke arah dirinya sendiri dengan sangat lemah. Dan hambatan udara bagi mereka cukup besar, sehingga mereka terbang ke Bumi dengan kecepatan yang tidak terlalu tinggi, melainkan sama. Tapi meteorit, misalnya, ketika mendekati Bumi, mendapatkan banyak kecepatan tinggi dan saat mendarat, ledakan yang layak terbentuk, yang masing-masing tergantung pada ukuran dan massa meteorit.

Hari ini kita akan berbicara tentang unit pengukuran intensitas cahaya. Artikel ini akan mengungkapkan kepada pembaca sifat-sifat foton, yang akan memungkinkan mereka untuk menentukan mengapa cahaya datang dalam kecerahan yang berbeda.

Partikel atau gelombang?

Pada awal abad kedua puluh, para ilmuwan dibingungkan oleh perilaku kuanta cahaya - foton. Di satu sisi, interferensi dan difraksi berbicara tentang esensi gelombang mereka. Oleh karena itu, cahaya dicirikan oleh sifat-sifat seperti frekuensi, panjang gelombang, dan amplitudo. Di sisi lain, mereka meyakinkan komunitas ilmiah bahwa foton mentransfer momentum ke permukaan. Ini tidak mungkin jika partikel tidak memiliki massa. Jadi, fisikawan harus mengakui: radiasi elektromagnetik adalah gelombang dan objek material.

Energi foton

Seperti yang dibuktikan Einstein, massa adalah energi. Fakta ini membuktikan pusat termasyhur kita, Matahari. Reaksi termonuklir mengubah massa gas yang sangat terkompresi menjadi energi murni. Tetapi bagaimana menentukan kekuatan radiasi yang dipancarkan? Mengapa pada pagi hari, misalnya, intensitas cahaya matahari lebih rendah dari pada siang hari? Karakteristik yang dijelaskan dalam paragraf sebelumnya saling berhubungan oleh hubungan tertentu. Dan mereka semua menunjuk pada energi yang dibawa oleh radiasi elektromagnetik. Nilai ini berubah dalam sisi besar pada:

• penurunan panjang gelombang;
• frekuensi yang meningkat.

Berapakah energi radiasi elektromagnetik?

Sebuah foton berbeda dari partikel lain. Massanya, dan karena itu energinya, hanya ada selama ia bergerak melalui ruang. Ketika bertabrakan dengan rintangan, kuantum cahaya meningkatkannya energi dalam atau memberikan momentum kinetik. Tetapi foton itu sendiri tidak ada lagi. Tergantung pada apa yang sebenarnya bertindak sebagai penghalang, berbagai perubahan terjadi.

1. Jika kendalanya adalah padat, maka paling sering cahaya memanaskannya. Skenario berikut juga dimungkinkan: foton mengubah arah gerakan, merangsang reaksi kimia atau menyebabkan salah satu elektron meninggalkan orbitnya dan berpindah ke keadaan lain (efek fotolistrik).
2. Jika hambatannya adalah molekul tunggal, misalnya, dari awan gas yang dijernihkan menjadi ruang terbuka, maka foton membuat semua ikatannya berosilasi lebih kuat.
3. Jika penghalangnya adalah benda masif (misalnya, bintang atau bahkan galaksi), maka cahayanya terdistorsi dan mengubah arah gerakan. Efek ini didasarkan pada kemampuan untuk "melihat" ke masa lalu kosmos yang jauh.

Sains dan Kemanusiaan

Data ilmiah seringkali tampak sebagai sesuatu yang abstrak, tidak dapat diterapkan pada kehidupan. Hal ini juga terjadi dengan karakteristik cahaya. Jika sebuah kita sedang berbicara tentang bereksperimen atau mengukur radiasi bintang, para ilmuwan perlu mengetahui nilai absolut (disebut fotometrik). Konsep-konsep ini biasanya dinyatakan dalam bentuk energi dan daya. Ingat bahwa daya mengacu pada laju perubahan energi per satuan waktu, dan secara umum menunjukkan jumlah kerja yang dapat dihasilkan sistem. Tetapi manusia terbatas dalam kemampuannya untuk merasakan realitas. Misalnya, kulit terasa panas, tetapi mata tidak melihat foton. radiasi infra merah. Masalah yang sama dengan satuan intensitas cahaya: kekuatan yang sebenarnya ditunjukkan oleh radiasi berbeda dari kekuatan yang dapat dilihat oleh mata manusia.

Sensitivitas spektral mata manusia

Kami mengingatkan Anda bahwa pembahasan di bawah ini akan fokus pada indikator rata-rata. Semua orang berbeda. Beberapa tidak melihat warna individu sama sekali (buta warna). Bagi yang lain, budaya warna tidak sesuai dengan yang diterima secara umum poin ilmiah penglihatan. Misalnya, orang Jepang tidak membedakan antara hijau dan biru, dan Inggris - biru dan biru. Dalam bahasa ini warna yang berbeda dilambangkan dengan satu kata.

Satuan intensitas cahaya tergantung pada sensitivitas spektral rata-rata mata manusia. Cahaya matahari maksimum jatuh pada foton dengan panjang gelombang 555 nanometer. Ini berarti bahwa dalam cahaya matahari seseorang dapat melihat dengan baik. warna hijau. Night vision maksimum adalah foton dengan panjang gelombang 507 nanometer. Karena itu, di bawah bulan, orang melihat objek biru dengan lebih baik. Saat senja, semuanya tergantung pada pencahayaan: semakin baik, semakin "hijau" warna maksimum yang dirasakan seseorang.

Struktur mata manusia

Hampir selalu, dalam hal penglihatan, kita mengatakan apa yang dilihat mata. Ini adalah pernyataan yang salah, karena pertama-tama otak merasakan. Mata hanyalah alat yang menyampaikan informasi tentang fluks bercahaya ke komputer utama. Dan, seperti alat lainnya, seluruh sistem persepsi warna memiliki keterbatasan.

Di retina manusia ada dua berbagai jenis sel - kerucut dan batang. Yang pertama bertanggung jawab untuk penglihatan siang hari dan melihat warna dengan lebih baik. Yang terakhir memberikan penglihatan malam, berkat tongkat, seseorang membedakan antara cahaya dan bayangan. Tapi mereka tidak memahami warna dengan baik. Tongkat juga lebih sensitif terhadap gerakan. Itulah sebabnya, jika seseorang berjalan melalui taman atau hutan yang diterangi cahaya bulan, ia memperhatikan setiap ayunan cabang, setiap hembusan angin.

Alasan evolusioner untuk pemisahan ini sederhana: kita memiliki satu matahari. Bulan bersinar oleh cahaya yang dipantulkan, yang berarti bahwa spektrumnya tidak jauh berbeda dari spektrum termasyhur pusat. Karena itu, hari itu dibagi menjadi dua bagian - terang dan gelap. Jika orang hidup dalam sistem dua atau tiga bintang, maka penglihatan kita mungkin akan memiliki lebih banyak komponen, yang masing-masing disesuaikan dengan spektrum satu termasyhur.

Harus saya katakan, di planet kita ada makhluk yang penglihatannya berbeda dengan manusia. Penghuni gurun, misalnya, mendeteksi cahaya inframerah dengan mata mereka. Beberapa ikan dapat melihat dekat ultraviolet, karena radiasi ini menembus terdalam ke kolom air. Kucing dan anjing peliharaan kami merasakan warna secara berbeda, dan spektrumnya berkurang: mereka lebih baik beradaptasi dengan chiaroscuro.

Tetapi semua orang berbeda, seperti yang kami sebutkan di atas. Beberapa perwakilan umat manusia melihat cahaya inframerah dekat. Ini bukan untuk mengatakan bahwa mereka tidak membutuhkan kamera termal, tetapi mereka dapat melihat warna yang sedikit lebih merah daripada kebanyakan. Lainnya telah mengembangkan bagian ultraviolet dari spektrum. Kasus seperti itu dijelaskan, misalnya, dalam film "Planet Ka-Pax". Protagonis mengklaim bahwa dia berasal dari sistem bintang lain. Pemeriksaan mengungkapkan bahwa ia memiliki kemampuan untuk melihat radiasi ultraviolet.

Apakah ini membuktikan bahwa Prot adalah alien? Tidak. Beberapa orang bisa melakukannya. Selain itu, ultraviolet dekat berdekatan dengan spektrum tampak. Tidak heran beberapa orang mengambil sedikit lebih banyak. Tapi Superman jelas bukan dari Bumi: spektrum sinar-X terlalu jauh dari yang terlihat untuk bisa dijelaskan dari sudut pandang manusia.

Satuan absolut dan relatif untuk menentukan fluks bercahaya

Kuantitas independen sensitivitas spektral yang menunjukkan fluks cahaya masuk arah yang diketahui, disebut "candela". sudah dengan sikap yang lebih "manusiawi" diucapkan dengan cara yang sama. Perbedaannya hanya pada penunjukan matematis dari konsep-konsep ini: nilai absolut memiliki subskrip "e", relatif terhadap mata manusia - "υ". Tapi jangan lupa bahwa ukuran kategori ini akan sangat bervariasi. Ini harus diperhitungkan ketika memecahkan masalah nyata.

Pencacahan dan perbandingan nilai absolut dan relatif

Untuk memahami apa kekuatan cahaya diukur, perlu untuk membandingkan nilai "mutlak" dan "manusia". Di sebelah kanan adalah konsep fisik murni. Di sebelah kiri adalah nilai-nilai yang menjadi tujuan mereka ketika melewati sistem mata manusia.

1. Kekuatan radiasi menjadi kekuatan cahaya. Konsep diukur dalam candela.
2. Kecerahan energi berubah menjadi kecerahan. Nilai dinyatakan dalam candela per meter persegi.

Tentunya pembaca melihat kata-kata yang familiar di sini. Sering kali dalam hidup mereka, orang berkata: "Matahari yang sangat cerah, ayo pergi ke tempat teduh" atau "Buat monitor lebih terang, filmnya terlalu suram dan gelap." Kami berharap artikel ini akan sedikit mengklarifikasi dari mana konsep ini berasal, serta apa yang disebut satuan intensitas cahaya.

Fitur konsep "candela"

Kami telah menyebutkan istilah ini di atas. Kami juga menjelaskan mengapa kata yang sama disebut mutlak konsep yang berbeda fisika yang berhubungan dengan kekuatan radiasi elektromagnetik. Jadi, satuan ukuran intensitas cahaya disebut candela. Tapi apa itu sama dengan? Satu candela adalah intensitas cahaya dalam arah yang diketahui dari sumber yang memancarkan radiasi monokromatik ketat dengan frekuensi 5,4 * 10 14, dan gaya energi sumber dalam arah ini adalah 1/683 watt per satuan sudut padat. Pembaca dapat dengan mudah mengubah frekuensi menjadi panjang gelombang, rumusnya sangat mudah. Kami akan meminta: hasilnya terletak di area yang terlihat.

Unit pengukuran intensitas cahaya disebut "candela" karena suatu alasan. Mereka yang tahu bahasa Inggris, ingat bahwa lilin adalah lilin. Sebelumnya, banyak daerah aktifitas manusia diukur dalam parameter alami, misalnya, tenaga kuda, milimeter air raksa. Maka tidak heran jika satuan ukuran intensitas cahaya adalah candela, satu lilin. Hanya lilin yang sangat aneh: dengan panjang gelombang yang ditentukan secara ketat, dan menghasilkan sejumlah foton tertentu per detik.

Jika tubuh mengalami percepatan, maka ada sesuatu yang bekerja padanya. Tetapi bagaimana menemukan "sesuatu" ini? Misalnya, gaya apa yang bekerja pada benda di dekat permukaan bumi? Ini adalah gaya gravitasi yang diarahkan secara vertikal ke bawah, sebanding dengan massa benda dan untuk ketinggian yang jauh lebih kecil daripada jari-jari bumi $(\large R)$, hampir tidak bergantung pada ketinggian; itu sama dengan

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

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

disebut percepatan gravitasi. Dalam arah horizontal, tubuh akan bergerak dengan kecepatan konstan, tetapi gerakan dalam arah vertikal sesuai dengan hukum kedua Newton:

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

setelah membatalkan $(\large m)$ kita mendapatkan bahwa percepatan pada arah $(\large x)$ adalah konstan dan sama dengan $(\large g)$. Ini adalah gerakan terkenal dari benda yang jatuh bebas, yang dijelaskan oleh persamaan

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

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

Bagaimana kekuatan diukur?

Di semua buku teks dan buku pintar, merupakan kebiasaan untuk menyatakan gaya dalam Newton, tetapi kecuali dalam model yang dioperasikan oleh fisikawan, Newton tidak digunakan di mana pun. Ini sangat tidak nyaman.

newton newton (N) - satuan turunan gaya dalam sistem internasional satuan (SI).
Berdasarkan hukum II Newton, satuan newton didefinisikan sebagai gaya yang mengubah kecepatan suatu benda bermassa satu kilogram sebesar 1 meter per detik dalam satu detik searah dengan arah gaya tersebut.

Jadi, 1 N \u003d 1 kg m / s².

Kilogram-force (kgf atau kg) - satuan gaya gravitasi, sama dengan kekuatan, yang bekerja pada benda bermassa satu kilogram dalam medan gravitasi bumi. Oleh karena itu, menurut definisi, gaya kilogram sama dengan 9,80665 N. Gaya kilogram nyaman karena nilainya sama dengan berat benda bermassa 1 kg.
1 kgf \u003d 9,80665 newton (sekitar 10 N)
1 N 0,10197162 kgf 0,1 kgf

1 N = 1 kg x 1m/s2.

Hukum gravitasi

Setiap benda di alam semesta ditarik ke setiap benda lain dengan gaya yang sebanding dengan massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak di antara mereka.

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

Dapat ditambahkan bahwa setiap benda bereaksi terhadap gaya yang diberikan padanya dengan percepatan ke arah gaya ini, yang besarnya berbanding terbalik dengan massa benda.

$(\large G)$ adalah konstanta gravitasi

$(\large M)$ adalah massa bumi

$(\large R)$ — radius bumi

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

$(\large M = 5,97 \cdot (10^(24)) \left (kg \kanan) )$

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

Dalam kerangka mekanika klasik, interaksi gravitasi dijelaskan oleh hukum gravitasi universal Newton, yang menyatakan bahwa gaya tarik gravitasi antara dua benda bermassa $(\besar m_1)$ dan $(\besar m_2)$ dipisahkan oleh sebuah jarak $(\besar R)$ adalah

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

Di sini $(\large G)$ adalah konstanta gravitasi yang sama dengan $(\large 6.673 \cdot (10^(-11)) m^3 / \left (kg \cdot (sec)^2 \right) )$. Tanda minus berarti bahwa gaya yang bekerja pada benda uji selalu diarahkan sepanjang vektor radius dari benda uji ke sumber medan gravitasi, yaitu. interaksi gravitasi selalu mengarah pada daya tarik benda.
Medan gravitasi adalah potensial. Ini berarti bahwa adalah mungkin untuk memperkenalkan energi potensial dari gaya tarik gravitasi sepasang benda, dan energi ini tidak akan berubah setelah benda bergerak sepanjang kontur tertutup. Potensi medan gravitasi memerlukan hukum kekekalan jumlah energi kinetik dan potensial, yang, ketika mempelajari gerakan benda dalam medan gravitasi, seringkali sangat menyederhanakan penyelesaiannya.
Dalam kerangka mekanika Newton, interaksi gravitasi adalah jarak jauh. Ini berarti bahwa tidak peduli bagaimana sebuah benda besar bergerak, pada titik mana pun di ruang angkasa, potensial dan gaya gravitasi hanya bergantung pada posisi benda tersebut di dalam ruang. saat ini waktu.

Lebih Berat - Lebih Ringan

Berat benda $(\large P)$ dinyatakan sebagai produk dari massanya $(\large m)$ dan percepatan gravitasi $(\large g)$.

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

Ketika di bumi tubuh menjadi lebih ringan (lebih sedikit menekan timbangan), ini berasal dari penurunan massa. Di bulan, semuanya berbeda, penurunan berat disebabkan oleh perubahan faktor lain - $(\large g)$, karena percepatan gravitasi di permukaan bulan enam kali lebih kecil daripada di bumi.

massa bumi = $(\besar 5,9736 \cdot (10^(24))\ kg )$

massa bulan = $(\besar 7.3477 \cdot (10^(22))\ kg )$

percepatan gravitasi di Bumi = $(\besar 9,81\ m / c^2 )$

percepatan gravitasi di bulan = $(\besar 1,62 \ m / c^2 )$

Akibatnya, produk $(\large m \cdot g )$, dan karenanya bobotnya, dikurangi dengan faktor 6.

Tetapi tidak mungkin untuk menunjuk kedua fenomena ini dengan ungkapan yang sama "membuatnya lebih mudah". Di bulan, benda-benda tidak menjadi lebih ringan, tetapi hanya kurang cepat mereka jatuh "kurang jatuh"))).

Besaran vektor dan skalar

Besaran vektor (misalnya, gaya yang diterapkan pada benda), selain nilainya (modulus), juga dicirikan oleh arahnya. Besaran skalar (misalnya, panjang) dicirikan hanya oleh suatu nilai. Semua hukum mekanika klasik dirumuskan untuk besaran vektor.

Gambar 1.

pada gambar. 1 foto berbagai pilihan lokasi vektor $( \large \overrightarrow(F))$ dan proyeksinya $( \large F_x)$ dan $( \large F_y)$ pada sumbu $( \large X)$ dan $( \large Y) $ masing-masing:

• A. kuantitas $( \large F_x)$ dan $( \large F_y)$ bukan nol dan positif
• b. kuantitas $( \large F_x)$ dan $( \large F_y)$ bukan nol, sedangkan $(\large F_y)$ positif, dan $(\large F_x)$ negatif, karena vektor $(\large \overrightarrow(F))$ diarahkan ke arah yang berlawanan dengan arah sumbu $(\large X)$
• C.$(\large F_y)$ adalah nilai positif bukan nol, $(\large F_x)$ sama dengan nol, karena vektor $(\large \overrightarrow(F))$ diarahkan tegak lurus terhadap sumbu $(\large X)$

Momen kekuatan

Momen kekuatan disebut produk vektor dari vektor jari-jari, yang ditarik dari sumbu rotasi ke titik penerapan gaya, oleh vektor gaya ini. Itu. berdasarkan definisi klasik momen gaya merupakan besaran vektor. Dalam kerangka tugas kita, definisi ini dapat disederhanakan menjadi berikut: momen gaya $(\large \overrightarrow(F))$ diterapkan pada sebuah titik dengan koordinat $(\large x_F)$, relatif terhadap sumbu yang terletak pada titik $(\large x_0 )$ adalah nilai skalar yang sama dengan produk modulus gaya $(\large \overrightarrow(F))$ dan lengan gaya — $(\large \left | x_F - x_0 \kanan |)$. Dan tanda ini nilai skalar tergantung pada arah gaya: jika memutar objek searah jarum jam, maka tandanya plus, jika melawan, maka minus.

Penting untuk dipahami bahwa kita dapat memilih sumbu secara sewenang-wenang - jika benda tidak berputar, maka jumlah momen gaya terhadap sumbu apa pun adalah nol. Catatan penting kedua adalah bahwa jika suatu gaya diberikan pada suatu titik yang melaluinya suatu sumbu, maka momen gaya ini relatif terhadap sumbu ini nol(karena lengan gaya akan menjadi nol).

Mari kita ilustrasikan di atas dengan sebuah contoh, pada Gbr.2. Mari kita asumsikan bahwa sistem yang ditunjukkan pada Gambar. 2 seimbang. Pertimbangkan dukungan di mana beban ditempatkan. Tiga gaya bekerja padanya: $(\large \overrightarrow(N_1),\ \overrightarrow(N_2),\ \overrightarrow(N),)$ poin penerapan gaya-gaya ini TETAPI, PADA dan Dengan masing-masing. Gambar juga berisi gaya $(\large \overrightarrow(N_(1)^(gr)),\ \overrightarrow(N_2^(gr)))$. Gaya-gaya ini diterapkan pada beban, dan menurut hukum ke-3 Newton

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

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

Sekarang perhatikan kondisi persamaan momen gaya-gaya yang bekerja pada tumpuan, relatif terhadap sumbu yang melalui titik TETAPI(dan, seperti yang kita sepakati sebelumnya, tegak lurus terhadap bidang gambar):

$(\besar N \cdot l_1 - N_2 \cdot \kiri (l_1 +l_2 \kanan) = 0)$

Harap dicatat bahwa momen gaya $(\large \overrightarrow(N_1))$ tidak termasuk dalam persamaan, karena lengan gaya ini relatif terhadap sumbu yang dipertimbangkan sama dengan $(\large 0)$. Jika, karena alasan tertentu, kita ingin memilih sumbu yang melalui titik Dengan, maka kondisi persamaan momen gaya akan terlihat seperti ini:

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

Dapat ditunjukkan bahwa, dari sudut pandang matematika, dua persamaan terakhir adalah setara.

Pusat gravitasi

Pusat gravitasi dari sistem mekanik adalah titik relatif dimana momen gravitasi total yang bekerja pada sistem sama dengan nol.

Pusat massa

Titik pusat massa luar biasa karena jika banyak gaya yang bekerja pada partikel yang membentuk benda (apakah itu padat atau cair, sekelompok bintang atau sesuatu yang lain) (hanya gaya eksternal yang dimaksudkan, karena semua kekuatan internal mengimbangi satu sama lain), maka gaya yang dihasilkan mempercepat titik ini seolah-olah mengandung seluruh massa benda $(\besar m)$.

Posisi pusat massa ditentukan oleh persamaan:

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

Ini adalah persamaan vektor, mis. sebenarnya tiga persamaan, satu untuk masing-masing dari tiga arah. Tetapi pertimbangkan hanya arah $(\large x)$. Apa yang dimaksud dengan persamaan berikut?

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

Misalkan tubuh dibagi menjadi potongan-potongan kecil dengan massa yang sama $(\besar m)$, dan massa total tubuh akan sama dengan jumlah potongan tersebut $(\besar N)$ dikalikan dengan massa satu bagian , misalnya 1 gram. Kemudian persamaan ini berarti Anda perlu mengambil koordinat $(\large x)$ dari semua bagian, menjumlahkannya dan membagi hasilnya dengan jumlah bagian. Dengan kata lain, jika massa potongannya sama, maka $(\large X_(c.m.))$ hanya akan menjadi rata-rata aritmatika dari koordinat $(\large x)$ dari semua potongan.

Massa dan Densitas

Massa adalah besaran fisika dasar. Massa mencirikan beberapa sifat tubuh sekaligus dan dengan sendirinya memiliki sejumlah sifat penting.

• Massa adalah ukuran zat yang terkandung dalam tubuh.
• Massa adalah ukuran kelembaman suatu benda. Inersia adalah properti benda untuk menjaga kecepatannya tidak berubah (dalam sistem inersia referensi), ketika pengaruh eksternal tidak ada atau saling mengimbangi. Di hadapan pengaruh eksternal, kelembaman tubuh dimanifestasikan dalam kenyataan bahwa kecepatannya tidak berubah secara instan, tetapi secara bertahap, dan semakin lambat, semakin besar kelembaman (yaitu massa) tubuh. Sebagai contoh, jika sebuah bola bilyar dan sebuah bus bergerak dengan kecepatan yang sama dan direm dengan gaya yang sama, maka waktu yang dibutuhkan bola untuk berhenti jauh lebih sedikit daripada waktu yang dibutuhkan bus untuk berhenti.
• Massa benda adalah penyebab gaya tarik gravitasi mereka satu sama lain (lihat bagian "Gravitasi").
• Massa suatu benda sama dengan jumlah massa bagian-bagiannya. Inilah yang disebut aditif massa. Aditivitas memungkinkan untuk menggunakan standar 1 kg untuk mengukur massa.
• Massa suatu sistem benda yang terisolasi tidak berubah terhadap waktu (hukum kekekalan massa).
• Massa suatu benda tidak bergantung pada kecepatan geraknya. Massa tidak berubah ketika berpindah dari satu kerangka acuan ke kerangka acuan lainnya.
• Kepadatan benda homogen adalah perbandingan antara massa benda dengan volumenya:

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

Kepadatan tidak tergantung pada sifat geometris benda (bentuk, volume) dan merupakan karakteristik zat benda. Kepadatan berbagai zat disajikan dalam tabel referensi. Disarankan untuk mengingat massa jenis air: 1000 kg/m3.

hukum kedua dan ketiga Newton

Interaksi benda dapat digambarkan dengan menggunakan konsep gaya. Gaya adalah besaran vektor, yang merupakan ukuran pengaruh suatu benda terhadap benda lain.
Sebagai vektor, gaya dicirikan oleh modulus (nilai absolut) dan arahnya dalam ruang. Selain itu, titik penerapan gaya itu penting: gaya yang sama besar dan arahnya diterapkan dalam titik yang berbeda tubuh dapat memiliki efek yang berbeda. Jadi, jika Anda mengambil pelek roda sepeda dan menariknya secara tangensial ke pelek, roda akan mulai berputar. Jika Anda menyeret sepanjang radius, tidak akan ada rotasi.

hukum kedua Newton

Produk dari massa tubuh dan vektor percepatan adalah resultan dari semua gaya yang diterapkan pada tubuh:

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

Hukum kedua Newton menghubungkan vektor percepatan dan gaya. Ini berarti bahwa pernyataan berikut ini benar.

1. $(\large m \cdot a = F)$, di mana $(\large a)$ adalah modulus percepatan, $(\large F)$ adalah modulus gaya resultan.
2. Vektor percepatan memiliki arah yang sama dengan vektor gaya resultan, karena massa benda adalah positif.

hukum ketiga Newton

Dua benda bekerja satu sama lain dengan gaya yang sama besar dan berlawanan arah. Gaya-gaya ini memiliki sifat fisik yang sama dan diarahkan sepanjang garis lurus yang menghubungkan titik-titik penerapannya.

Prinsip superposisi

Pengalaman menunjukkan bahwa jika beberapa benda lain bekerja pada benda tertentu, maka gaya yang sesuai bertambah sebagai vektor. Lebih tepatnya, prinsip superposisi valid.
Prinsip superposisi gaya. Biarkan kekuatan bekerja pada tubuh$(\large \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ Jika kita menggantinya dengan satu kekuatan$(\large \overrightarrow(F) = \overrightarrow(F_1) + \overrightarrow(F_2) \ldots + \overrightarrow(F_n))$ , maka efeknya tidak akan berubah.
Gaya $(\large \overrightarrow(F))$ disebut yg dihasilkan memaksa $(\large \overrightarrow(F_1), \overrightarrow(F_2),\ \ldots \overrightarrow(F_n))$ atau menghasilkan dengan paksa.

Freight forwarder atau operator? Tiga rahasia dan transportasi kargo internasional

Forwarder atau carrier: mana yang harus dipilih? Jika pembawanya baik dan pengirimnya buruk, maka yang pertama. Jika pembawanya buruk, dan pengirimnya baik, maka yang kedua. Pilihan seperti itu sederhana. Tetapi bagaimana memutuskan kapan kedua pelamar itu baik? Bagaimana memilih dari dua opsi yang tampaknya setara? Masalahnya adalah opsi ini tidak sama.

Kisah seram transportasi internasional

ANTARA PALU DAN ANVIL.

Tidak mudah untuk hidup antara pelanggan transportasi dan pemilik kargo yang sangat hemat. Suatu hari kami menerima pesanan. Pengangkutan untuk tiga kopeck, syarat tambahan pada dua lembar, koleksi tersebut disebut .... Loading pada hari Rabu. Mobil sudah berada di tempatnya pada hari Selasa, dan pada waktu makan siang keesokan harinya, gudang mulai perlahan-lahan membuang semua yang telah dikumpulkan oleh pengirim Anda untuk pelanggan-penerimanya ke dalam trailer.

TEMPAT TERPESAN - PTO KOZLOVICHI.

Menurut legenda dan pengalaman, setiap orang yang mengangkut barang dari Eropa melalui jalan darat tahu caranya tempat yang menakutkan adalah PTO Kozlovichi, bea cukai Brest. Kekacauan apa yang dilakukan petugas bea cukai Belarusia, mereka menemukan kesalahan dengan segala cara dan merobeknya dengan harga selangit. Dan itu benar. Tapi tidak semua...

BAGAIMANA DI BAWAH TAHUN BARU KAMI MEMBAWA SUSU KERING.

Pemuatan grup di gudang konsolidasi di Jerman. Salah satu kargo adalah susu bubuk dari Italia, yang pengirimannya dipesan oleh Forwarder .... Contoh klasik dari pekerjaan forwarder-"transmitter" (dia tidak menyelidiki apa pun, dia hanya melewati rantai ).

Dokumen untuk transportasi internasional

Angkutan jalan barang internasional sangat terorganisir dan birokratis, sebagai konsekuensi - bagi terselenggaranya internasional transportasi darat beban, sekelompok dokumen terpadu digunakan. Tidak masalah apakah itu pengangkut pabean atau yang biasa – dia tidak akan pergi tanpa dokumen. Meskipun tidak terlalu menarik, kami telah mencoba untuk membuatnya lebih mudah untuk menyatakan tujuan dari dokumen-dokumen ini dan makna yang dimilikinya. Mereka memberi contoh pengisian TIR, CMR, T1, EX1, Invoice, Packing List...

Perhitungan beban gandar untuk truk

Tujuan - untuk mempelajari kemungkinan mendistribusikan kembali beban pada as traktor dan semi-trailer saat mengubah lokasi kargo di semi-trailer. Dan penerapan pengetahuan ini dalam praktik.

Dalam sistem yang kami pertimbangkan, ada 3 objek: traktor $(T)$, semi-trailer $(\large ((p.p.)))$ dan kargo $(\large (gr))$. Semua variabel yang terkait dengan masing-masing objek ini akan diberi superskrip $T$, $(\large (p.p.))$ dan $(\large (gr))$ secara berurutan. Misalnya, berat traktor tanpa muatan akan dilambangkan sebagai $m^(T)$.

Kenapa kamu tidak makan jamur? Bea Cukai menghembuskan kesedihan.

Apa yang terjadi di pasar transportasi jalan internasional? Layanan Pabean Federal Federasi Rusia telah melarang penerbitan TIR Carnets tanpa jaminan tambahan untuk beberapa distrik federal. Dan dia memberi tahu bahwa mulai 1 Desember tahun ini dia akan sepenuhnya mengakhiri kontrak dengan IRU karena tidak patuh Serikat Pabean dan membuat klaim keuangan yang tidak kekanak-kanakan.
IRU menjawab: “Penjelasan dari Layanan Bea Cukai Federal Rusia mengenai dugaan utang ASMAP sebesar 20 miliar rubel adalah fabrikasi lengkap, karena semua klaim TIR lama telah diselesaikan sepenuhnya ..... Apa yang kita, sederhana operator, pikirkan?

Faktor Penyimpanan Berat dan volume kargo saat menghitung biaya transportasi

Perhitungan biaya transportasi tergantung pada berat dan volume kargo. Untuk transportasi laut, volume paling sering menentukan, untuk transportasi udara adalah berat. Untuk transportasi jalan barang, indikator yang kompleks memainkan peran penting. Parameter perhitungan mana yang akan dipilih dalam kasus tertentu bergantung pada berat jenis kargo (Faktor Penyimpanan) .