የስበት ኃይልን እንዴት ማስላት እንደሚቻል -10 ደረጃዎች (ከስዕሎች ጋር)

2024 ደራሲ ደራሲ: Jason Gerald | [email protected]. ለመጨረሻ ጊዜ የተሻሻለው: 2024-01-15 08:08

የስበት ኃይል በፊዚክስ ውስጥ ካሉ መሠረታዊ ኃይሎች አንዱ ነው። የስበት በጣም አስፈላጊው ገጽታ ሁለንተናዊ ነው -ሁሉም ዕቃዎች ሌሎች ነገሮችን የሚስብ የስበት ኃይል አላቸው። የስበት ኃይል መጠኑ በጅምላ እና በሁለቱ ዕቃዎች መካከል ባለው ርቀት ላይ የተመሠረተ ነው።

ደረጃ

የ 2 ክፍል 1 - በሁለት ነገሮች መካከል የስበት ኃይልን ማስላት

ደረጃ 1. በአንድ ነገር ላይ የሚጎትተው የስበት ኃይል እኩልታን ይግለጹ ፣ ኤፍ_grav = (ጂ₁መ₂)/መ².

የነገርን የስበት ኃይል ለማስላት ፣ ይህ እኩልነት የሁለቱን ዕቃዎች ብዛት እና እርስ በእርስ ያለውን ርቀት ግምት ውስጥ ያስገባል። የእኩልታ ተለዋዋጮች ከዚህ በታች ተብራርተዋል።

• ረ_grav የስበት ኃይል ነው
• ጂ ሁለንተናዊ የስበት ቋሚ 6.673 x 10 ነው^-11 ንኤም²/ኪግ²
• መ₁ የመጀመሪያው ነገር ብዛት ነው
• መ₂ የሁለተኛው ነገር ግዝፈት ነው
• d በሁለቱ ዕቃዎች ማዕከላት መካከል ያለው ርቀት ነው
• አንዳንድ ጊዜ ከ d ይልቅ ፊደል r ን ያገኛሉ። እነዚህ ሁለት ምልክቶች በሁለቱ ዕቃዎች መካከል ያለውን ርቀት ይወክላሉ።

ደረጃ 2. ተገቢውን የመለኪያ አሃዶችን ይጠቀሙ።

ለዚህ ቀመር ፣ የመለኪያ አሃዶችን መጠቀም አለብዎት። የእቃው ብዛት በኪሎግራም (ኪግ) እና በእቃዎቹ መካከል ያለው ርቀት በሜትር (ሜ) መሆን አለበት። ከመቀጠልዎ በፊት እነዚህን ክፍሎች ወደ ሜትሪክ አሃዶች መለወጥ አለብዎት

ደረጃ 3. በጥያቄ ውስጥ ያለውን ነገር ብዛት ይወስኑ።

ለአነስተኛ ዕቃዎች ክብደታቸውን በኪሎግራም ለመወሰን ሊመዝኑ ይችላሉ። ለትላልቅ ዕቃዎች ፣ በጠረጴዛ ላይ ወይም በበይነመረብ ላይ ግምታዊውን ብዛት መፈለግ ይችላሉ። በፊዚክስ ችግሮች ፣ ብዙውን ጊዜ የነገሮች ብዛት ይነገራል።

ደረጃ 4. በሁለቱ ነገሮች መካከል ያለውን ርቀት ይለኩ።

በአንድ ነገር እና በምድር መካከል ያለውን የስበት ኃይል ለማስላት እየሞከሩ ከሆነ ይህ ነገር ከምድር መሃል ምን ያህል ርቀት እንዳለው ማወቅ ያስፈልግዎታል።

• ከምድር ገጽ እስከ ምድር መሃል ያለው ርቀት 6.38 x 10 ያህል ነው⁶ መ.
• ከምድር መሃል እስከ ነገሮች ድረስ በምድር ከፍታ ላይ ባሉ የተለያዩ ቁመቶች መካከል ያለውን ግምታዊ ርቀት የሚነግሩዎትን ጠረጴዛዎች ወይም ሌሎች ምንጮችን በበይነመረብ ላይ መፈለግ ይችላሉ።

ደረጃ 5. ስሌቱን ይሙሉ።

በቀመር ውስጥ ያሉትን ተለዋዋጮች ከገለጹ ፣ እነሱን ለመፍታት ወደ ውስጥ ለመግባት ነፃነት ይሰማዎ። ሁሉም ተለዋዋጮች በሜትሪክ አሃዶች ውስጥ መሆናቸውን እና በትክክል መመዘናቸውን ያረጋግጡ። ቅዳሴ በኪሎግራም መሆን አለበት ፣ ርቀቱም በሜትር መሆን አለበት። በትክክለኛ የስሌቶች ቅደም ተከተል ውስጥ ስሌቶችን ይፍቱ።

• ለምሳሌ ፣ ክብደቱ ከምድር ገጽ በላይ 68 ኪ.ግ የሆነን ሰው የስበት ኃይል ይወስኑ። የምድር ክብደት 5.98 x 10 ነው²⁴ ኪግ.
• ሁሉም ተለዋዋጮች በትክክለኛ ክፍሎች ውስጥ መሆናቸውን ያረጋግጡ። መ₁ = 5 ፣ 98 x 10²⁴ ኪ.ግ ፣ ሜ₂ = 68 ኪ.ግ ፣ G = 6.673 x 10^-11 ንኤም²/ኪግ²፣ እና d = 6 ፣ 38 x 10⁶ መ
• ቀመርዎን ይፃፉ - ኤፍ_grav = (ጂ₁መ₂)/መ² = [(6, 67 x 10^-11) x 68 x (5 ፣ 98 x 10)²⁴)]/(6, 38 x 10⁶)²
• ከግምት ውስጥ የሚገቡትን የሁለቱን ዕቃዎች ብዛት ያባዙ። 68 x (5 ፣ 98 x 10)²⁴) = 4.06 x 10²⁶
• ውጤቱን ማባዛት መ₁ እና መ₂ ከስበት ቋሚ ጂ. (4.06 x 10²⁶) x (6.67 x 10^-11) = 2,708 x 10¹⁶
• በሁለቱ ዕቃዎች መካከል ያለውን ርቀት ይከርክሙ። (6 ፣ 38 x 10)⁶)² = 4.07 x 10¹³
• ውጤት ያጋሩ G x m₁ x ሜ₂ በኒውተን (ኤን) ውስጥ የስበት ኃይልን ለማግኘት በሩቅ ካሬ። 2 ፣ 708 x 10¹⁶/4 ፣ 07 x 10¹³ = 665 ኤን
• የስበት ኃይል 665 ኤን ነው።

የ 2 ክፍል 2 - በምድር ላይ የስበት ኃይልን ማስላት

ደረጃ 1. የኒውተን ሁለተኛ ሕግን ይረዱ ፣ F = ma።

የኒውተን ሁለተኛው ሕግ የአንድ ነገር ማፋጠን በቀጥታ በእሱ ላይ ከሚሠራው የተጣራ ኃይል እና ከተገላቢጦቹ ጋር ተመጣጣኝ መሆኑን በቀጥታ ይገልጻል። በሌላ አነጋገር ፣ በአንድ ነገር ላይ የሚሠራ ኃይል በተቃራኒ አቅጣጫ ከሚሠራው ኃይል የበለጠ ከሆነ ፣ ነገሩ በጠንካራው ኃይል ይንቀሳቀሳል።

• ይህ ሕግ F = ma በሚለው ቀመር ሊጠቃለል ይችላል ፣ F ኃይል ሲሆን ፣ ኤም የነገሮች ብዛት ፣ እና ሀ ማፋጠን ነው።
• ለዚህ ሕግ ምስጋና ይግባውና በስበት ኃይል ምክንያት የታወቀውን ፍጥነት በመጠቀም በምድር ገጽ ላይ ያሉትን ነገሮች ሁሉ የስበት ኃይል ማስላት እንችላለን።

ደረጃ 2. በመሬት ስበት ምክንያት ፍጥነቱን ይፈልጉ።

በምድር ላይ የስበት ኃይል ሁሉም ዕቃዎች በ 9.8 ሜ/ሰ እንዲፋጠኑ ያደርጋቸዋል². በምድር ገጽ ላይ ቀለል ባለ ቀመር መጠቀም እንችላለን - ኤፍ_grav = የስበት ኃይልን ለማስላት mg።

ይበልጥ ትክክለኛ የሆነ የስበት ኃይልን ለማወቅ ከፈለጉ ፣ በቀደመው ደረጃ ቀመር አሁንም መጠቀም ይችላሉ ፣ ኤፍ_grav = (ጂ.ኤም_ምድርመ)/መ² የስበት ኃይልን ለመወሰን።

ደረጃ 3. ተገቢውን የመለኪያ አሃዶችን ይጠቀሙ።

ለዚህ ቀመር ፣ የመለኪያ አሃዶችን መጠቀም አለብዎት። የእቃው ብዛት በኪሎግራም (ኪግ) እና በእቃዎቹ መካከል ያለው ርቀት በሜትር (ሜ) መሆን አለበት። ከመቀጠልዎ በፊት እነዚህን ክፍሎች ወደ ሜትሪክ አሃዶች መለወጥ አለብዎት።

ደረጃ 4. በጥያቄ ውስጥ ያለውን ነገር ብዛት ይወስኑ።

ለአነስተኛ ዕቃዎች ክብደታቸውን በኪሎግራም ለመወሰን ሊመዝኑ ይችላሉ። ለትላልቅ ዕቃዎች ፣ በጠረጴዛ ላይ ወይም በበይነመረብ ላይ ግምታዊውን ብዛት መፈለግ ይችላሉ። በፊዚክስ ችግሮች ውስጥ ፣ ብዙውን ጊዜ የነገሮች ብዛት ይነገራል።

ደረጃ 5. ስሌቱን ይሙሉ።

በቀመር ውስጥ ያሉትን ተለዋዋጮች ከገለጹ ፣ እነሱን ለመፍታት ወደ ውስጥ ለመግባት ነፃነት ይሰማዎ። ሁሉም ተለዋዋጮች በሜትሪክ አሃዶች ውስጥ መሆናቸውን እና በትክክል መመዘናቸውን ያረጋግጡ። ቅዳሴ በኪሎግራም መሆን አለበት ፣ ርቀቱም በሜትር መሆን አለበት። በትክክለኛ የስሌቶች ቅደም ተከተል ውስጥ ስሌቶችን ይፍቱ።

• በቀደመው ደረጃ ስሌቱን ለመጠቀም እንሞክር እና ውጤቶቹ ምን ያህል ቅርብ እንደሆኑ እንይ። በምድር ወለል ላይ 68 ኪ.ግ ክብደት ያለው ሰው የስበት ኃይልን ይወስኑ።
• ሁሉም ተለዋዋጮች በትክክለኛው አሃዶች ውስጥ መሆናቸውን ያረጋግጡ - m = 68 ኪ.ግ ፣ g = 9.8 ሜ/ሰ².
• ቀመሩን ይፃፉ። ረ_grav = mg = 68*9, 8 = 666 N.
• ቀመሩን በመጠቀም F = mg የስበት ኃይል 666 ኤን ሲሆን ፣ በቀደመው ደረጃ ከቀመር ውጤቱ 665 ኤን ነው ፣ እንደሚመለከቱት ፣ ሁለቱ ውጤቶች ማለት ይቻላል ተመሳሳይ ናቸው።

ጠቃሚ ምክሮች

• እነዚህ ሁለት ቀመሮች ተመሳሳይ መልስ መስጠት አለባቸው ፣ ነገር ግን በፕላኔቷ ገጽ ላይ ስለ ነገሮች ሲወያዩ አጭሩ እና ቀላሉ ቀመር ለመጠቀም ቀላል ነው።
• በፕላኔቷ ላይ ባለው የስበት ኃይል ምክንያት ፍጥነቱን የማያውቁ ከሆነ ወይም እንደ ጨረቃ ወይም ፕላኔቶች ባሉ ሁለት በጣም ትልቅ ነገሮች መካከል የስበት ኃይልን ካሰሉ የመጀመሪያውን ቀመር ይጠቀሙ።