В чем измеряется сила? В каких единицах измеряется сила.

Все мы привыкли в жизни употреблять слово сила в сравнительной характеристике, говоря мужчины сильнее женщин, трактор сильнее автомобиля, лев сильнее антилопы.

Сила в физике определяется как мера изменения скорости тела, которое происходит при взаимодействии тел. Если сила является мерой, и мы можем сравнивать приложение различной силы, значит, это физическая величина, которую можно измерить. В каких единицах измеряется сила?

Единицы измерения силы

В честь английского физика Исаака Ньютона, проделавшего огромные исследования в природе существования и использования различных видов силы, за единицу измерения силы в физике принят 1 ньютон (1 Н). Что же такое сила в 1 Н? В физике не выбирают единицы измерения просто так, а делают специальное согласование с теми единицами, которые уже приняты.

Мы знаем из опыта и экспериментов, что если тело покоится и на него действует сила, то тело под действием этой силы меняет свою скорость. Соответственно, для измерения силы выбирали единицу, которая будет характеризовать изменение скорости тела. И не забываем, что есть еще и масса тела, так как известно, что с одинаковой силой воздействие на различные предметы будет различно. Мяч мы можем кинуть далеко, а вот булыжник улетит на гораздо меньшее расстояние. То есть, учтя все факторы, приходим к определению, что сила в 1 Н будет приложена к телу, если тело массой 1 кг под воздействием этой силы меняет свою скорость на 1 м/с за 1 секунду.

Единица измерения силы тяжести

Также нас интересует единица измерения силы тяжести. Так как мы знаем, что Земля притягивает к себе все тела на ее поверхности, значит, существует сила притяжения и ее можно измерить. И опять-таки, мы знаем, что сила притяжения зависит от массы тела. Чем больше масса тела, тем сильнее Земля его притягивает. Экспериментально установлено, что сила тяжести, действующая на тело массой 102 грамма - это 1 Н. А 102 грамма - это приблизительно одна десятая килограмма. А если быть более точным, то если 1 кг разделить на 9,8 частей, то мы как раз и получим приблизительно 102 грамма.

Если на тело массой 102 грамма действует сила 1 Н, то на тело массой 1 кг действует сила 9,8 Н. Ускорение свободного падения обозначают буквой g. И g равно 9,8 Н/кг. Это сила, которая действует на тело массой 1 кг, ускоряя его каждую секунду на 1 м/с. Получается, что тело, падающее с большой высоты, за время полета набирает очень большую скорость. Почему же тогда снежинки и дождевые капли падают довольно спокойно? У них очень маленькая масса, и тянет их к себе земля очень слабо. А сопротивление воздуха для них довольно велико, поэтому они летят к Земле с не очень большой, довольно одинаковой скоростью. А вот метеориты, например, при подлете к Земле набирают очень высокую скорость и при приземлении, образуется приличный взрыв, который зависит от величины и массы метеорита соотвественно.

Ньютон (обозначение: Н, N) единица измерения силы в системе СИ. 1 ньютон равен силе, сообщающей телу массой 1 кг ускорение 1 м/с² в направлении действия силы. Таким образом, 1 Н = 1 кг·м/с². Единица названа в честь английского физика Исаака… … Википедия

Сименс (обозначение: См, S) единица измерения электрической проводимости в системе СИ, величина обратная ому. До Второй мировой войны (в СССР до 1960 х годов) сименсом называлась единица электрического сопротивления, соответсвующая сопротивлению … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Тесла. Тесла (русское обозначение: Тл; международное обозначение: T) единица измерения индукции магнитного поля в Международной системе единиц (СИ), численно равная индукции такого… … Википедия

Зиверт (обозначение: Зв, Sv) единица измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ), используется с 1979 г. 1 зиверт это количество энергии, поглощённое килограммом… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Беккерель. Беккерель (обозначение: Бк, Bq) единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель определяется как активность источника, в… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Сименс. Сименс (русское обозначение: См; международное обозначение: S) единица измерения электрической проводимости в Международной системе единиц (СИ), величина обратная ому. Через другие… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Паскаль (значения). Паскаль (обозначение: Па, международное: Pa) единица измерения давления (механического напряжения) в Международной системе единиц (СИ). Паскаль равен давлению… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Грей. Грей (обозначение: Гр, Gy) единица измерения поглощённой дозы ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ). Поглощённая доза равна одному грею, если в результате… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Вебер. Вебер (обозначение: Вб, Wb) единица измерения магнитного потока в системе СИ. По определению, изменение магнитного потока через замкнутый контур со скоростью один вебер в секунду наводит в… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Генри. Генри (русское обозначение: Гн; международное: H) единица измерения индуктивности в Международной системе единиц (СИ). Цепь имеет индуктивность один генри, если изменение тока со скоростью… … Википедия

Физика как наука, которая изучает законы нашей Вселенной, использует стандартную методику исследований и определенную систему единиц измерения. принято обозначать Н (ньютон). Что такое сила, как ее найти и измерить? Давайте изучим этот вопрос более подробно.

Исаак Ньютон - это выдающийся английский ученый XVII века, который внес неоценимый вклад в развитие точных математических наук. Именно он является праотцом классической физики. Ему удалось описать законы, которым подчиняются и громадные небесные тела, и мелкие песчинки, уносимые потоком ветра. Одним из главных его открытий считается закон всемирного тяготения и три основных закона механики, которые описывают взаимодействие тел в природе. Позже и другие ученые смогли вывести законы трения, покоя и скольжения только благодаря научным открытиям Исаака Ньютона.

Немного теории

В честь ученого была названа физическая величина. Ньютон - единица измерения силы. Само определение силы можно описать так: "сила - это количественная мера взаимодействия между телами, или величина, которая характеризует степень интенсивности или напряженности тел".

Величина силы измеряется в ньютонах не просто так. Именно этим ученым были созданы три незыблемых "силовых" закона, которые актуальны и по наши дни. Давайте изучим их на примерах.

Первый закон

Для полного понимания вопросов: "Чем является ньютон?", "Единица измерения чего?" и "Каков его физический смысл?", стоит внимательно изучить три основных закона механики.

Первый говорит о том, что если на тело не оказывают никакого воздействия другие тела, то оно будет находиться в состоянии покоя. А если тело находилось в движении, то при полном отсутствии любого действия на него оно будет продолжать свое равномерное движение по прямой линии.

Представьте, что на плоской поверхности стола лежит некая книга с определенной массой. Обозначив все действующие на него силы, получим, что это сила тяжести, которая направлена вертикально вниз, и (в данном случае стола), направленная вертикально вверх. Так как обе силы уравновешивают действия друг друга, то величина равнодействующей силы равна нулю. Согласно первому закону Ньютона, именно по этой причине книга покоится.

Второй закон

Он описывает взаимосвязь между силой, действующей на тело, и ускорением, которое оно получает вследствие приложенной силы. Исаак Ньютон при формулировке этого закона впервые использовал постоянную величину массы как меру проявления инерции и инертности тела. Инертностью называют способность или свойство тел сохранять свое первоначальное положение, то есть сопротивляться внешним воздействиям.

Второй закон часто описывают следующей формулой: F = a*m; где F - это равнодействующая всех сил, приложенных к телу, a - ускорение, получаемое телом, и m - масса тела. Сила в конечном итоге выражается в кг*м/с 2 . Данное выражение и принято обозначать в ньютонах.

Что такое ньютон в физике, определение ускорения каково и как оно связано с силой? Вот на эти вопросы отвечает формула второго Следует понимать, что этот закон работает только для тех тел, которые движутся со скоростями, намного меньшими скорости света. При значениях скоростей, близких к скорости света, работают уже немного другие законы, адаптированные специальным разделом физики о теории относительности.

Третий закон Ньютона

Это, пожалуй, самый понятный и простой закон, который описывает взаимодействие двух тел. Он говорит о том, что все силы возникают попарно, то есть если одно тело действует на другое с определенной силой, то и второе тело, в свою очередь, также оказывает действие на первое с равной по модулю силе.

Сама формулировка закона ученым выглядит следующим образом: "...взаимодействия двух тел друг на друга равны между собою, но при этом направлены в противоположные стороны".

Давайте разберемся, что же такое ньютон. В физике принято все рассматривать на конкретных явлениях, поэтому приведем несколько примеров, описывающих законы механики.

1. Водоплавающие животные вроде уток, рыб или лягушек движутся в воде или по воде именно благодаря взаимодействию с ней. Третий закон Ньютона говорит о том, что при действии одного тела на другое всегда возникает и противодействие, по силе равнозначное первому, но направленное в противоположную сторону. Исходя из этого, можно сделать вывод, что движение уток происходит благодаря тому, что они лапками отталкивают воду назад, а сами плывут вперед в силу ответного действия воды.
2. Беличье колесо - яркий пример доказательства третьего закона Ньютона. Что такое беличье колесо, наверняка знают все. Это довольно простая конструкция, напоминающая и колесо, и барабан. Ее устанавливают в клетках, чтобы домашние питомцы вроде белок или декоративных крыс могли побегать. Взаимодействие двух тел, колеса и животного, приводит к тому, что оба эти тела движутся. Причем когда белка бежит быстро, то и колесо вертится с большой скоростью, а когда она замедляет свой ход, то колесо начинает крутиться медленнее. Это еще раз доказывает, что действие и ответное противодействие всегда равны между собой, хотя и направлены в противоположные стороны.
3. Все, что движется на нашей планете, движется только благодаря "ответному действию" Земли. Это может показаться странным, однако на самом деле при ходьбе мы прикладываем усилия только для того, чтобы толкать землю или любую другую поверхность. А движемся вперед, потому что нас толкает в ответ земля.

Что такое ньютон: единица измерения или физическая величина?

Само определение "ньютон" можно описать следующим образом: "это единица измерения силы". А в чем же заключается его физический смысл? Итак, исходя из второго закона Ньютона, это производная величина, которая определяется как сила, способная всего за 1 секунду изменить скорость тела массой 1 кг на 1 м/с. Получается, что ньютон - это т. е. она имеет свое направление. Когда мы прикладываем силу к предмету, например толкаем дверь, то мы одновременно задаем и направление движения, которое, согласно второму закону, будет таким же, как и направление силы.

Если следовать формуле, получается, что 1 Ньютон = 1 кг*м/с 2 . При решении различных задач по механике очень часто требуется перевести ньютоны в другие величины. Для удобства при нахождении тех или иных значений рекомендуется запомнить основные тождества, которые связывают ньютоны с другими единицами:

• 1 Н = 10 5 дин (дина - единица измерения в системе СГС);
• 1 Н = 0,1 кгс (килограмм-сила - единица силы в системе МКГСС);
• 1 Н = 10 -3 стен (единица измерения в системе МТС, 1 стен равен силе, которая сообщает ускорение в 1 м/с 2 любому телу массой в 1 тонну).

Закон всемирного тяготения

Одно из самых важных открытий ученого, перевернувшее представление о нашей планете, это закон тяготения Ньютона (что такое тяготение, читайте ниже). Конечно, и до него были попытки разгадать тайну притяжения Земли. Например, первым предположил, что не только Земля имеет притягательную силу, но также и сами тела способны притягивать Землю.

Однако только Ньютону удалось математически доказать взаимосвязь силы тяготения и закона движения планет. После множества проведенных опытов ученый понял, что на самом деле не только Земля притягивает к себе предметы, но и все тела примагничиваются друг к другу. Он вывел закон гравитации, который гласит, что любые тела, включая и небесные светила, притягиваются с силой, равной произведению G (гравитационная постоянная) и масс обоих тел m 1 *m 2 , разделенной на R 2 (квадрат расстояния между телами).

Все законы и выведенные Ньютоном формулы позволили создать целостную математическую модель, которая до сих пор используется при исследованиях не только на поверхности Земли, но и далеко за пределами нашей планеты.

Преобразование единиц

При решении задач следует помнить о стандартных которые используются в том числе и для "ньютоновских" единиц измерения. Например, в задачах о космических объектах, где массы тел велики, очень часто возникает необходимость упрощать большие значения до меньших. Если при решении получается 5000 Н, то ответ удобнее будет записать в виде 5 кН (килоНьютон). Подобные единицы бывают двух видов: кратные и дольные. Вот самые используемые из них: 10 2 Н = 1 гектоНьютон (гН); 10 3 Н = 1 килоНьютон (кН); 10 6 Н = 1 мегаНьютон (МН) и 10 -2 Н = 1 сантиНьютон (сН); 10 -3 Н = 1 миллиНьютон (мН); 10 -9 Н = 1 наноНьютон (нН).

Физической величиной называется физическое свойство материального объекта, процесса, физического явления, охарактеризованное количественно.

Значение физической величины выражается одним или несколькими числами, характеризующими эту физическую величину, с указанием единицы измерения.

Размером физической величины являются значения чисел, фигурирующих в значении физической величины.

Единицы измерения физических величин.

Единицей измерения физической величины является величина фиксированного размера, которой присвоено числовое значение, равное единице. Применяется для количественного выражения однородных с ней физических величин. Системой единиц физических величин называют совокупность основных и производных единиц, основанную на некоторой системе величин.

Широкое распространение получило всего лишь некоторое количество систем единиц. В большинстве случаев во многих странах пользуются метрической системой.

Основные единицы.

Измерить физическую величину - значит сравнить ее с другой такой же физической величиной, принятой за единицу.

Длину предмета сравнивают с единицей длины, массу тела - с единицей веса и т.д. Но если один исследователь измерит длину в саженях, а другой в футах, им будет трудно сравнить эти две величины. Поэтому все физические величины во всем мире принято измерять в одних и тех же единицах. В 1963 году была принята Международная система единиц СИ (System international - SI).

Для каждой физической величины в системе единиц должна быть предусмотрена соответствующая единица измерения. Эталоном единицы измерения является ее физическая реализация.

Эталоном длины является метр - расстояние между двумя штрихами, нанесенными на стержне особой формы, изготовленном из сплава платины и иридия.

Эталоном времени служит продолжительность какого-либо правильно повторяющегося процесса, в качестве которого выбрано движение Земли вокруг Солнца: один оборот Земля совершает за год. Но за единицу времени принимают не год, а секунду .

За единицу скорости принимают скорость такого равномерного прямолинейного движения, при котором тело за 1 с совершает перемещение в 1 м.

Отдельная единица измерения используется для площади, объема, длины и т. д. Каждая единица определяется при выборе того или иного эталона. Но система единиц значительно удобнее, если в ней в качестве основных выбрано всего несколько единиц, а остальные определяются через основные. Например, если единицей длины является метр, то единицей площади будет квадратный метр, объема - кубический метр, скорости - метр в секунду и т. д.

Основными единицами физических величин в Международной системе единиц (СИ) являются: метр (м), килограмм (кг), секунда (с), ампер (А), кельвин (К), кандела (кд) и моль (моль).

Существуют также производные единицы СИ, у которых есть собственные наименования:

И змерения . Для получения точного, объективного и легко воспроизводимого описания физической величины используют измерения. Без измерений физическую величину нельзя охарактеризовать количественно. Такие определения, как «низкое» или «высокое» давление, «низкая» или «высокая» температура отражают лищь субъективные мнения и не содержат сравнения с эталонными величинами. При измерении физической величины ей приписывают некоторое численное значение.

Измерения осуществляются с помощью измерительных приборов. Существует довольно большое количество измерительных приборов и приспособлений, от самых простых до сложных. Например, длину измеряют линейкой или рулеткой, температуру - термометром, ширину - кронциркулем.

Измерительные приборы классифицируются: по способу представления информации (показывающие или регистрирующие), по методу измерений (прямого действия и сравнения), по форме представлений показаний (аналоговый и цифровой), и др.

Для измерительных приборов характерны следующие параметры:

Диапазон измерений - область значений измеряемой величины, на которой рассчитан прибор при его нормальном функционировании (с заданной точностью измерения).

Порог чувствительности - минимальное (пороговое) значение измеряемой величины, различаемое прибором.

Чувствительность - связывает значение измеряемого параметра и соответствующее ему изменение показаний прибора.

Точность - способность прибора указывать истинное значение измеряемого показателя.

Стабильность - способность прибора поддерживать заданную точность измерений в течение определенного времени после калибровки.