Физикийн хэмжлийн нэгжүүд практик асуудлыг шийдвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэдний ачаар олж авсан үр дүнгийн үнэн зөвийг тодорхойлж, мэдэгдэж буй стандарттай харьцуулахад түүний тоон утгыг ойлгох боломжтой болно. Метр тутамд Ньютон хэмжигдэхүүнтэй физик хэмжигдэхүүн гэж юу болохыг өгүүллээр авч үзье.
Ньютон бол хүчний нэгж
Исаак Ньютон гэж хэн бэ, сонгодог механикийн хөгжилд ямар хувь нэмэр оруулсныг оюутан бүр мэддэг. Динамик нь хүчийг судалдаг физикийн салбар болох Английн агуу эрдэмтний хуулиудад бүрэн суурилдаг гэж бид туйлын итгэлтэйгээр хэлж чадна. Тиймээс олон улсын хамтын нийгэмлэг хүчний нэгжийг Ньютон (N) гэж нэрлэхээр шийджээ. Нэг Ньютон нь 1 кг жинтэй биед үйлчилж, 1 м/с хурдатгалтай болохыг илтгэх хүч юм2.
Ньютон бол ямар ч төрлийн хүчний гол нэгж юм. Гэхдээ энэ нь олон улсын SI системийн долоон үндсэн нэгжийн нэг биш юм. БайгаагаарааЭнэ нь килограмм (массын хэмжүүр), метр (сансар дахь зайн хэмжүүр) болон секунд (цаг хугацааны хэмжүүр) гэсэн 3 үндсэн ойлголтоор тодорхойлогддог гэж хэлсэн.
Ньютон нэг метр гэж юу вэ?
Хүчийг хэмжих нэгж болох "Ньютон" гэсэн ойлголттой танилцсаны дараа өгүүллийн сэдэв рүү буцъя. Ньютоныг метрээр үржүүлбэл хэд вэ? Асуултанд шууд хариулж чадахгүй байгаа хүмүүсийн хувьд энэ үйлдлийг математик хэлбэрээр бичье:
A=Fl
Хэрэв F хүчний үр дүнд бие l зайд хөдөлдөг бол эдгээр физик хэмжигдэхүүний үржвэр нь хөдөлгөөний чиглэлийн дагуух хүчний гүйцэтгэсэн ажлыг өгнө.
Ажил бол энергийн шинж чанар бөгөөд үүнийг жоуль (J)-ээр хэмждэг. Ажлын тодорхойлолтын дагуу нэг жоуль гэдэг нь биеийг 1 метр хөдөлгөхөд 1 Ньютоны хүч зарцуулах энерги юм.
Хөдөлгөөнт биед зарцуулсан ажил нь физик процессоос хамааран янз бүрийн энерги болж хувирдаг. Жишээлбэл, барилгын тогоруу нь бетонон хавтанг өргөдөг бол таталцлын талбарт түүний боломжит энерги нэмэгддэг. Өөр нэг жишээ: хүмүүс тогтмол хүч хэрэглэж машиныг хэсэг хугацаанд түлхдэг. Зарцуулсан ажлын нэг хэсэг нь гулсмал үрэлтийн хүчийг даван туулахад зарцуулагдаж, улмаар дулааны энерги болж, нөгөө хэсэг нь тээврийн хэрэгслийн кинетик энергийг нэмэгдүүлэхэд зарцуулагдана.
Тиймээс метр тутамд Ньютон нь жоуль гэж нэрлэгддэг ажлын нэгж юм.
Агшинхүч
Ажлаас гадна энэ нэгжийг мөн хүчний моментийг хэмжихэд ашигладаг. Сүүлийнх нь ажлын адил томьёогоор тодорхойлогддог боловч энэ тохиолдолд хүч нь l вектор руу ямар нэгэн өнцгөөр чиглэгддэг бөгөөд энэ нь хүч хэрэглэх цэгээс эргэлтийн тэнхлэг хүртэлх зай юм.
Хүчний моментийг ажлын нэгжээр дүрсэлсэн ч тийм биш. Үүнийг мөн эргүүлэх хүч гэж нэрлэдэг, учир нь энэ нь гадны хүчний системийг тэнхлэгийн эргэн тойронд эргүүлэх, зарим өнцгийн хурдатгал өгөх чадварыг харуулдаг. Хүчний моментийг радианаар эргүүлэх өнцгөөр үржүүлбэл бид ажил гарна. Хэмжих нэгж өөрчлөгдөхгүй.
Даралтын нэгж
Өгүүллийн сэдвийн нэг хэсэг болгон бид физикт даралтыг хэрхэн хэмждэг талаар авч үзэх болно. Энэ шинжлэх ухаанд дуртай хүмүүс паскальыг SI дахь даралтыг хэмжих нэгж болгон нэрлэж, зөв хариултыг хурдан өгөх болно. Асуудал болон практикт даралтын бусад нэгжүүд ихэвчлэн тулгардаг бөгөөд энэ нь тодорхой тохиолдол бүрт хэрэглэхэд тохиромжтой байдаг. Тиймээс, өргөн тархсан: агаар мандал, торр эсвэл миллиметр мөнгөн ус ба баар. Тэд тус бүрийг тохирох хөрвүүлэх хүчин зүйлийг ашиглан Паскаль хэл рүү өвөрмөц байдлаар орчуулсан.
Хүчтэй нягт холбоотой тул бид энэ зүйлийн хүрээнд дарамтыг авч үздэг. Тодорхойлолтоор даралт гэдэг нь гадаргууд перпендикуляр үйлчилж буй хүчний энэ гадаргуугийн талбайн харьцаатай тэнцүү хэмжигдэхүүн юм, өөрөөр хэлбэл:
P=F / S
Энэ тэгшитгэлээс бид нэгжийг авнаметр квадрат тутамд Ньютон хэмжинэ (N/m2). 1 N/m2-ийн утгыг Францын физикч Блез Паскалийн нэрээр паскаль гэж нэрлэдэг бөгөөд тэрээр барометр зохион бүтээж, далайн түвшнээс ялгаатай өндөрт атмосферийн даралтыг хэмжсэн.
Нэг паскаль гэдэг нь маш бага хэмжээний даралт юм. Хэрэв бид 100 миллилитр нэрмэл ус аваад 1 хавтгай дөрвөлжин метр талбайд тараах юм бол түүний үнэ цэнийг төсөөлж болно. Жишээлбэл, далайн түвшний атмосферийн даралт ойролцоогоор 100,000 паскал байгааг анхаарна уу.
Ньютон хэмжигдэхүүнийг метр квадратаар үржүүлсэн хэмжигдэхүүнийг бүрэн дүүрэн байлгах үүднээс физикт байдаггүйг анхаарна уу.
Жишээ асуудал
Бие 5 секундын дотор тодорхой өндрөөс дэлхийн гадаргуу руу унасан бол таталцлын хүчинд ямар ажил хийгдсэнийг тодорхойлох шаардлагатай. Биеийн жинг нэг кг-тай тэнцүү хэмжээгээр авна.
Таталцлын хүчийг дараах томъёогоор тооцоолж болно:
F=mg=19, 81=9, 81 H
Биеийн унасан өндрийг тодорхойлохын тулд та анхны хурдгүйгээр жигд хурдассан хөдөлгөөний томъёог ашиглана уу:
h=gt2 / 2=9.8152 / 2=122.625 м
Ажлыг таталцлын хүчээр гүйцэтгэхийн тулд F ба h үржүүлнэ:
A=Fh=9.81122.625 ≈ 1203 J
Таталцал нь метр тутамд ойролцоогоор 1200 Ньютон буюу 1.2 киложоуль эерэг ажил хийсэн.
