Le tri poids et de masse

Une des forces vous êtes invité à traiter fréquemment en physique est la force exercée sur un objet à partir d'un champ gravitationnel. Près de la Terre ou d'une autre grande masse (comme la Lune), tous les objets subissent une force vers le bas de la gravité que sur la surface de la Terre, chaque kilogramme de masse subit une force vers le bas de 9,8 N. Si la seule force agissant sur un objet proche de la Terre est la gravité, alors cet objet aura une accélération de 9,8 m / s2

Sommaire

vers le bas, qui est d'environ 32 pieds / s2 vers le bas.

Parce que le sigma de l'équationF = maman valable pour toutes les forces, vous pouvez calculer la force d'un objet se sent en raison de la gravité. Voici quelques choses à garder à l'esprit lorsqu'ils traitent avec force et gravité:

  • La force sur un objet est proportionnelle à la masse de l'objet. Par exemple, deux fois la masse signifie deux fois la force.

  • Car un = F/m, deux fois la force signifie toujours la même accélération si vous avez deux fois la masse. L'accélération due à la gravité est constante près de la surface de la Terre, non pas la force. La fois un objet de 1 kg et un objet de 2 kg tomberont avec une accélération de 9,8 m / s2 la baisse près de la surface de la Terre.

  • L'accélération de la pesanteur pointe vers le bas, vers le centre de la Terre.

L'accélération due à la pesanteur à la surface de la Terre porte le symbole g. Cela signifie sigmaF = maman devient F = mg quand la seule force sur un objet est gravitaire comme une équation de vecteur, qui est F = mg, où le vecteur g est dirigée vers le bas.

En termes pratiques, sauf si vous faites affaire avec des points aussi éloignés que la courbure de la Terre compte, g est tout simplement considéré comme agissant toujours dans la même direction vers le bas.

Exemple de question

  1. Vous essayez de soulever une valise avec une masse de 20 kg. Combien de force devez-vous demander à un minimum pour soulever la valise?

    La bonne réponse est de 200 N.

    Pour être capable de soulever la valise, vous avez à surmonter la force de la pesanteur. Calculez-le comme suit: F = mg = (20 kg) (9,8 m / s2) = 196 N. Avec chiffres significatifs, ce arrondit à 200 N.

Questions pratiques

  1. Vous êtes titulaire d'un ballon de basket dans vos mains. Si cette basket a une masse de 0,8 kg, combien de force doit vous fournir pour le maintenir en place contre la gravité?

  2. Une balle tombe d'une falaise. Combien de temps cela va 1,0 secondes plus tard (en négligeant la résistance de l'air)?

  3. Une balle tombe d'une falaise. Dans quelle mesure est-il allé en 2,0 secondes (en négligeant la résistance de l'air)?

  4. Un parachutiste saute d'un avion. Dans quelle mesure est-il allé 4,0 secondes plus tard (en négligeant la résistance de l'air)?

  5. Vous jetez une balle de baseball vers le haut dans l'air à 60 m / s. Combien de temps cela va 1,0 secondes plus tard (en négligeant les forces de l'air)?

  6. Vous jetez un livre de physique tout droit dans l'air à 30 m / s. Combien de temps cela va 4,0 secondes plus tard (en négligeant la résistance de l'air)?

  7. La tenue d'une balle sur le bord d'une falaise, vous jetez le haut à 10 m / s. Quelle est sa position 5,0 secondes plus tard (en négligeant les forces de l'air)?

  8. La tenue d'une balle sur le bord d'une falaise, vous jetez le haut à 20 m / s. Quelle est sa position 7,0 secondes plus tard (en négligeant les forces de l'air)?

Voici les réponses aux questions pratiques:

  1. 8 N

  1. Utilisez l'équation F = mg.

  2. Le poids du basket-ball est F = mg = (0,8) (9,8) = 7,8 N. Arrondi pour les chiffres significatifs, vous obtenez 8 N.

  • 9,8 m / s, la baisse

    1. L'accélération de la pesanteur est g.

    2. La vitesse de la balle est vF = unt = gt.

    3. Branchez les numéros: vF = (9,8) (1,0) = 9,8 m / s, la baisse.

    4. 20 m

      1. L'accélération de la pesanteur est g.

      2. La distance la balle a disparu dans un temps t est

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      3. Branchez les numéros:

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      4. 78 m

        1. L'accélération de la pesanteur est g.

        2. La distance le parachutiste est allé dans un temps t est

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        3. Branchez les numéros:

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        4. 50 m / s

          1. L'accélération de la pesanteur est g.

          2. Utilisez l'équation vF = vo + unt = vo + gt.

          3. Branchez les numéros: vF = vo + unt = vo + gt = 60 à 9,8 (1,0) = 50,2 m / s. Avec des chiffres significatifs, la réponse complète à 50 m / s.

          4. -9 m / s

            1. L'accélération de la pesanteur est g.

            2. Utilisez l'équation vF = vo + unt = vo + gt.

            3. Branchez les numéros: vF = vo + unt = vo + gt = 30 à 9,8 (4,0) = -9,2 m / s. Avec des chiffres significatifs, la réponse complète à -9 m / s.

            4. -70 m

              1. L'accélération de la pesanteur est g.

              2. Utilisez l'équation

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              3. Branchez les numéros:

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                Avec des chiffres significatifs, la réponse complète à -70 m.

              4. -100 m

                1. L'accélération de la pesanteur est g.

                2. Utilisez l'équation

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                3. Branchez les numéros:

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                  Avec des chiffres significatifs, la réponse complète à -100 m.


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