Какую величину мы измеряем вставая на напольные весы: Вес тела — формула, определение, обозначение

Вес тела — формула, определение, обозначение

Быть космонавтом — это непросто. Хотя бы потому, что на земле мы ходим ногами, а в космосе — просто парим. Такой эффект называют «невесомость», о ней и поговорим.

Невесомость: что это такое

Невесомость — это состояние, при котором тело не давит на опору или подвес.

Само слово «невесомость» как бы подсказывает нам, что веса здесь быть не должно. При этом непонятно, что с ним тогда происходит. Давайте разбираться.

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Вес тела

Вес — это сила, с которой тело действует на опору или подвес. Измеряется вес, как и любая другая сила, в Ньютонах.

«Но погодите! Вес же измеряют в килограммах — я вот вешу 50»

Это не совсем верно. В быту мы часто подменяем понятие «масса» понятием «вес» и говорим: вес чемодана — десять килограммам. В физике это два совершенно разных понятия, которые при этом взаимосвязаны.

Если у вас неподалеку есть весы — приглашаем в эксперимент! Один нюанс: наша затея сработает именно с механическими весами, но не с электронными. Поехали!

Шаг 1. Если встать на весы ровно и не двигаться — ваш вес будет высчитываться по формуле:

Здесь может возникнуть два возражения:

1. Это же сила тяжести, а не вес. Формула такая же!

2. На весах масса отображается в килограммах. И если я свою массу умножу на ускорение свободного падения, то явно получу число почти в 10 раз больше, чем показывают весы.

Точка приложения силы. Эта формула и правда аналогична силе тяжести. Вес тела в состоянии покоя численно равен массе тела, разница состоит лишь в точке приложения силы.

Сила тяжести — это сила, с которой Земля действует на тело, а вес — сила, с которой тело действует на опору. Это значит, что у них будут разные точки приложения: у силы тяжести к центру масс тела, а у веса — к опоре.

Весы измеряют силу. Весы работают таким образом, что измеряют вес тела — силу, с которой мы на них действуем, а показывают — массу. Можно сделать вывод, что весы — это динамометр (прибор, измеряющий силу).

Продолжаем эксперимент.

Шаг 2. Теперь пошалим и резко встанем на носочки! Стрелка резко отклонилась влево, а потом вернулась на место. Вы придали себе ускорение, направленное вверх — в то время, как ускорение свободного падения всегда направлено к центру Земли (вниз).

Теперь вес тела вычисляем по формуле:

Шаг 3. Последняя часть эксперимента — резко опуститься на пятки. Теперь вы сильнее давите на весы, потому что придали ускорение, направленное вниз. Стрелка весов отклонится вправо и вернется на место, когда вы придете в состояние покоя.

Формула веса примет вид:

Кстати, если ровно стоять на весах, но взвешиваться в лифте — все будет работать наоборот. Если лифт едет вверх, то он как будто давит весами на человека, стоящего на них, а это как раз ситуация с увеличением веса. А если вниз — весы как будто бы от вас «убегают», чтобы показать меньшее значение.

Этот случай мы можем описать через 2 закон Ньютона. Возьмем лифт, который едет вниз. Обозначим силы на рисунке.

N – сила реакции опоры [Н];

mg – сила тяжести [Н];

a – ускорение, с которым движется лифт [м/с²].

N + mg = ma

При проецировании на ось y, направленную вниз, мы получаем:

−N + mg = ma

А теперь нам понадобится третий закон Ньютона — по нему сила реакции опоры равна весу тела:

P = N

−P + mg = ma

P = m (g − a)

Попробуйте курсы подготовки к ЕГЭ по физике с опытным преподавателем в онлайн-школе Skysmart!

Снова невесомость

Ну что, с весом разобрались. А теперь давайте сделаем так, чтобы его не стало и получилась та самая невесомость.

Чтобы привыкнуть к ощущению невесомости в космосе, космонавты тренируется в специальных самолетах-лабораториях:

Он взлетает и начинает просто падать, чтобы ускорение самолета было равно ускорению свободного падения. В этот момент, в формуле веса из g вычитается равное ему значение и получается 0:

P = m (g − a) = m (9,8 − 9,8) = 0

Вот мы и в невесомости!

Так это что же, космонавты испытывают невесомость, потому что падают?

Если они летят вокруг Земли, то да. Как писал Дуглас Адамс в книге «Автоспом по галактике»: «Летать просто. Нужно просто промахнуться мимо Земли».

Когда космический корабль обращается вокруг Земли, он просто пытается на нее упасть, но промахивается. Такой процесс происходит, когда корабль движется с первой космической скоростью, равной 7.9 км/с. Это та скорость, с которой корабль становится искусственным спутником Земли.

Кстати, есть еще вторая и третья космические скорости. Вторая космическая скорость — это минимальная скорость, с которой должно двигаться тело, чтобы оно могло без затрат дополнительной работы преодолеть влияние поля тяготения Земли, т. е. удалиться на бесконечно большое расстояние от Земли. А тело, которое двигается с третьей космической скоростью, и вовсе вылетит за пределы Солнечной системы. Такие дела. 🙂

Конспект урока по физике 7 класс «Вес и невесомость»

Тема
урока: Вес тела. Невесомость.

Тип
урока: урок «открытия» новых знаний

Базовый учебник:
В. В. Белага Физика
7 класс.

Цель урока:
сформировать
представление о весе тела как силе, ввести понятие «невесомость».

Задачи: 
1)сформировать
понятие веса ела и невесомости

 2)формировать
умения различать понятие веса и массы тела, веса тела и силы тяжести

 3)развивать
наблюдательность, умение обобщать, сравнивать, анализировать

 4)совершенствовать
умение работать в группе, паре, самостоятельно

Планируемыеобразовательныерезультаты

Предметные: Определить
понятия «вес тела» и «невесомость».

Личностные:
воспитывать
умение работать в микрогруппах, продолжить развитие культуры общения.

Метапредметные:
развивать
интеллектуальные умения: наблюдать, размышлять, сравнивать, делатьвыводы.

Универсальныеучебныедействия.

Личностные УУД:  развитие познавательных интересов, учебных мотивов,
оценка и самооценка.

РегулятивныеУУД: составляютпланиопределяютпоследовательностьдействий

КоммуникативныеУУД: описываютсодержаниесовершаемыхдействийвцеляхориентировкидеятельности.

ПознавательныеУУД: устанавливают
причинно-следственные связи, осознанно и произвольно строить речевые высказывания.

.

ХОДУРОКА

I.             
Организационныймомент.1.

Каждый урок для вас
– это новые знания и радость победы над неизвестным.

Есть такая легенда
о греческом философе, который гулял в саду и разговаривал со своим учеником.

— Скажи мне, —
спросил ученик, — почему тебя часто одолевают сомнения? Ты прожил долгую жизнь,
у тебя богатый опыт. Так почему же для тебя осталось много неизвестного и вопросов
без ответа?

Подумав,
философ нарисовал на земле два шара: большой и маленький. – Твои знания – это маленький
шар, а мои – большой. Чем больше шар, тем больше он касается неизвестным. Чем шире
круг твоих знаний, тем большее его граница с тем, чего ты не знаешь. И дальше:
чем больше ты будешь узнавать, тем больше будет возникать вопросов.

 Сегодня
мы попробуем расширить круг ваших знаний, чтобы в ваших головах рождались новые
вопросы и появлялось желание находить на них ответы.

«Лучший способ изучить что-либо – это открыть самому»                                                                                                                        (Д. Пойа)

2.Актуализация знаний
и фиксирование индивидуальных затруднений в пробной деятельности

1. Фронтальная
работа с классом.

1. Что такое сила?
Сила – мера взаимодействия тел.

2. Какой величиной
является сила? Физическая и векторная.

3. От чего зависит
результат действия силы на тело? От ее модуля, направления, точки приложения.

4. С какими видами
сил вы познакомились? Сила тяжести, сила упругости

5. Какой буквой обозначается
сила?F

6. Каким прибором измеряют
силу? Динамометр

7. Назовите единицы
измерения силы. Н,
ньютон

8. Что стремиться сделать
сила упругости? Вернуть
тело в и сходное положение.

9. Продолжите предложение:
«Сила тяжести – это…»Сила, с которой Земля притягивает к себе тело.

10. От какой величины
зависит сила тяжести? От массы

2.
Вы увидите неоконченные
предложения или пропуски предложения Вам предстоит окончить или вставить  в них
пропущенные лова.

1.     При любом виде деформации возникает
… (сила упругости).

2.     Сила упругости направлена
. ..(противоположно деформации).

3.     Точка приложения силы упругости —
это…(точка соединения тела пружины).

4.     Соотношение между силой упругости Fупр  пружины и ее удлинением,
k: … (формула) называют законом … (Гука) по имени его первооткрывателя

5.     Коэффициент пропорциональности k в
законе Гука называется…(жесткостью) пружины.

6.     Жесткость тела зависит от:

1.     Формы тела;

2.     Размеров тела;

3.     Материала, из которого изготовлено
тело    .Fупр

7.     Назовите силы,  изображенные на рисунке.

8.     Формула силы тяжести:  .Fтяж = gm                            
Fтяж

Проверьте сами свои ответы и оцените
себя.

Поднимите, пожалуйста, руки, кто выполнил
работу на 5?4?

3.
Выявление причины затруднения

Вопрос:
 Скажите, что мы измеряем в кабинете врача, встав на весы? Когда мы говорим,
что худеем – что мы сбрасываем? Когда мы покупаем 3 кг блок – за что мы платим  (Вес)

Правильно
ли мы говорим, что наш вес составляет, например, 50 кг?

  Поднимите
руки те, кто считает, что говорим правильно.

А
теперь те, кто считает, что говорим неправильно.

Мнения
разделились. Не будем спорить, кто прав, а кто нет.

Разобраться
в этом вам поможет новая тема. Сформулируйте её.

“Вес
тела. Невесомость”

Как
бы вы назвали в русском языке слова «вес» и «невесомость». О чем говорит частица
не? Нет
веса.

— Какой проблемный вопрос возник перед нами?
Вес – это масса или … (сила)

4.Построение
проекта выхода из затруднения (2 мин)

— Какую цель
вы определили для себя на уроке? Выяснить:

Что такое вес и невесомость,
составить характеристику по плану:

5.Релизация
построенного проекта.

Опыт 1: У меня в руках грузик. Я выпускаю его из
рук. Что с ним происходит? Он падает. Почему? (Грузик падает вниз под
действием силы тяжести (притяжения земли?  Как направлена сила тяжести?

Опыт 2: Этот же самый грузик подвешиваем к пружине,
закреплённой в штативе. Скажите, сейчас на грузик действует сила тяжести?
(Да.) А почему тогда грузик не падает? (Потому, что
на него действует сила упругости пружины.) Куда она направлена?

Сегодня на уроке мы поговорим о силе,
под действием которой произошло растяжение этой пружины..Скажите, в какой момент пружина, закреплённая
в штативе, начала растягиваться?
(Когда мы прикрепили к ней груз). Сила, с которой груз действует на
пружину, вы давите на стул, я действую на пол и так далее, называется весом
тела. Работа с текстом

Вес тела – это сила, с которой тело вследствие притяжения к
Земле действует на опору или подвес.

Вес какая
величина?

Итак,
вес – это сила, а вовсе не масса, как мы привыкли говорить. Это сила, с которой
тело действует, давит на опору или подвес.

План:

Имя:

Точка
приложения: опора или подвес.

Вес
действует на опору в точке соприкосновения тела и опоры или подвеса.

Направление:
перпендикулярно опоре или подвесу.

Если
с интеллигентного, скромного и тактичного физика требуют в магазине деньги за 2
кг колбасы, а он видит, что весы показывают всего 1
кг, то закричит ли физик на весь магазин: «Нет уж, простите, вес вашей колбасы
не 2, а только 1 кг?»

Не
закричит. Вежливый физик не станет так грубо выражаться, потому что помнит, что
в килограммах измеряется только одна физическая величина (какая?) –
масса, а вес измеряется в ньютонах.

Величина: Давайте
подумаем, отчего зависит вес тела?

К первому грузу подвесим второй такой
же груз. Пружина растянулась сильней, значит, вес двух грузов больше, чем
вес одного груза  Какой из этого можно сделать вывод?  (Вес
зависит от массы тела.) Чем больше масса тела, тем больше его вес. От
чего ещё зависит вес? (Оказывается, что и на Земле вес одного
и того же тела, в отличие от массы, может быть различным (про
вес тела на экваторе и на полюсе). Доклад

 Какой вывод можно сделать?

1.Представим себе такую ситуацию:
Проводится чемпионат мира по тяжёлой атлетике сразу в двух точках Земли на
полюсе и на экваторе. Два спортсмена подняли штангу одной и той же массы (400
кг). Кому бы из спортсменов вы  присудили первое место? Оказывается, что
первое место нужно присудить спортсмену с полюса, потому что на полюсе
притяжение Земли больше, а следовательно и вес тела на полюсе больше, чем на
экваторе.

2. Если вы подниметесь высоко в
горы, то ваш вес тоже станет меньше, потому что расстояние до центра Земли в
горах больше, чем у подножия горы, притяжение меньше и вес тоже уменьшается .

Итак, вес тела зависит от массы и
ускорения свободного падения. Поэтому вес неподвижного тела или тела,
движущегося с постоянной скоростью, определяется по формуле Р = mg
(записывают в тетрадь). Вес направлен из центра соприкосновения тела и опоры
или подвеса вертикально вниз. (Зарисовываем точку приложения  и направление веса
тела).

Итак, если опора неподвижна, то вес тела численно
равен силе тяжести:

С помощью какого
прибора можно измерить вес тела?

А
что происходит, если тело не давит на опору? Оно не действует
на опору или подвес, а значит, его вес равен 0. Это состояние называется невесомость.

Есть
опора и подвес,

Это
значит, есть и вес,

Нет
опоры и подвеса,

Однозначно,
нет и веса!

Запишите:

Невесомость – это состояние, когда тело не
действует на опору или подвес.

 Где
возникает невесомость? В космосе притяжение к Земле ослабевает с увеличением
расстояния, вес уменьшается, тело взмывает вверх и уже не действует на опору.
Его вес равен 0.

Сейчас каждому из вас предоставляется уникальная
возможность почувствовать себя космонавтом.

Физкультминутка. Подпрыгните 5
раз. Как ваше самочувствие? Ведь сейчас вы 5 раз были в состоянии невесомости.
Когда вы находились в воздухе, вы не давили на опору, а, следовательно, ваш вес
был равен 0.

Итак, мы с вами сейчас на короткое время почувствовали
себя космонавтами – практически побывали в космосе.

А космос таит
много загадок.

 Представьте себя космонавтом. Скажите, а в
космосе вы с такой же силой действовали бы на кресло космического корабля? А
груз с такой же силой растягивал бы пружину? Правильно, нет. Так в чём же
причина, что на Земле груз растягивает пружину, а в космосе нет? Почему  тело
может не иметь веса, т.е. находится в состоянии невесомости?

 Космонавтам нужно тренироваться.
А как вы думаете, где это можно сделать?

(Демонстрация опыта с водой). Вес тела в воде или в другой жидкости меньше,
чем в воздухе).
Давайте подумаем, где это может использоваться? Именно этот способ и используют
для тренировки космонавтов.

.А может вес увеличиваться? Да. Это перегрузки!-  
учебник.

6.Первичное
закрепление

 Итак,
вернемся к вопросам, заданным в начале урока.

Скажите,
что мы измеряем в кабинете врача, встав на весы? Когда мы говорим, что худеем –
что мы сбрасываем? Когда мы покупаем 3 кг яблок – за что м платим? Массу

Правильно
ли мы говорим, что наш вес составляет, например, 50 кг?

Задача:-
Найдите вес тела человека, масса которого равна 50 кг. Р = 50
кг ∙ 10 Н/кг = 500 Н .

7.Включениевсистемузнанийиповторение

— Давайте сделаем вывод:

В чем
различие между силой тяжести и весом тела:

— в точке приложения,

— вес
может быть равен 0 (невесомость) и может быть больше вычисленного по формуле  
Р = mg  (перегрузки),а сила тяжести НИКОГДА не может быть равна 0!

Сказка: В одном сказочном физическом городе жила
прекрасная девушка Масса. Всю свою сознательную жизнь она мечтала о прекрасном
принце на белом коне, а влюбилась в обычного мальчишку с обычным физическим
именем Вес. С утра до ночи мальчик Вес со своими друзьями гонял мяч во дворе.
Так и пролетало бы его беззаботное детство, если бы его взгляд не привлекла эта
очаровательная девушка Масса. Мальчик Вес собрал в себе все силы, подошёл к
Массе и сказал: «Ты мне очень понравилась, давай с тобой дружить?» «Никакой
дружбы у вас не получится!»- вдруг воскликнул мальчик по – имени Ж. Масса
всегда постоянная, а ты, то больше, то меньше, а то тебя вообще нет. Я ей
больше подхожу, я – ускорение свободного падения, практически не изменяюсь!

Очень сильно обиделся Вес на слова
своего друга и пошёл он прочь со слезами на глазах. «Безвыходных ситуаций не
бывает» — воскликнул самый умный ученик 7-го класса и посоветовал Весу, что
нужно делать, чтобы не изменяться.

Задание:  Придумайте продолжение сказки. Что
посоветовал семиклассник мальчику Весу, чтобы всегда оставаться постоянным?

(Переселиться на планету шарообразной
формы, у которой поверхность ровная, нет гор и морей. Жить на этой планете
спокойно, без резких движений.)

Задание 1 : Продолжите
предложение

• Вес тела – это…
• Формула для веса – …
• Вес направлен…
• Вес зависит от…

Составить
синквейн со словом Вес

·        
1.одно существительное,
выражающее главную тему cинквейна.

·        
2. два прилагательных,
выражающих главную мысль.

·        
3. два глагола, описывающие
действия в рамках темы.

·        
4. фраза, несущая определенный
смысл.

Рефлексия.
Какова
была цель нашего урока?   Достиг ли поставленной цели?

 7.
Подведениеитоговурока.

Завершить
наш урок я бы хотела словами Конфуция:

«Три
пути ведут к знанию: путь размышлений – это путь самый благородный,

Путь
подражаний – это путь самый легкий, и путь опыта – это путь самый горький»

Неважно,
каким путем человек получает знания, важен результат. И я надеюсь, что сегодня вы
получили именно тот результат, которого ожидали.

На
экране нарисованы лица, характеризующие состояние человека. Выберите то изображение,
которое соответствует вашему состоянию после урока

Тест.   
Вес и невесомость.

1.     
Вес
тела — это сила ..

А)
с которой тело притягивается к Земле

 Б)
с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес

В)
с которой тело действует на другое тело, вызывающее деформацию

Г)
возникающая при соприкосновении поверхностей двух тел и

препятствующая
перемещению относительно друг друга

2.     
Укажите
формулу, по какой можно вычислить вес тела?

А) 
Р= k∆l   Б)  Р =
mg    В) Р =
        Г) P =

3.      
Какие
силы действуют на тело в состоянии невесомости?

А)
Только сила тяжести

Б)
Только вес тела

В)
Сила тяжести и вес тела

Г)
Никакие силы не действуют

4.     
Можно
ли при помощи динамометра определить вес тела в невесомости?

А)
нет

Б)
да

В)
нет, если тело находится на небольшой высоте

Г)
да, если масса тела большая

5.
В состоянии невесомости …

            А) вес тела равен
нулю

            Б) на тело не действуют
никакие силы

            В) сила тяжести равна нулю

Г) масса тела равна нулю

Тест.

А)
с которой тело притягивается к Земле

 Б)
с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес

В)
с которой тело действует на другое тело, вызывающее деформацию

Г)
возникающая при соприкосновении поверхностей двух тел и

препятствующая
перемещению относительно друг друга

5.      
Укажите
формулу, по какой можно вычислить вес тела?

А) 
Р= k∆l   Б)  Р =
mg    В) Р =
        Г) P =

6.     
Какие
силы действуют на тело в состоянии невесомости?

А)
Только сила тяжести

Б)
Только вес тела

В)
Сила тяжести и вес тела

Г)
Никакие силы не действуют

7.     
Можно
ли при помощи динамометра определить вес тела в невесомости?

А)
нет

Б)
да

В)
нет, если тело находится на небольшой высоте

Г)
да, если масса тела большая

5.
В состоянии невесомости …

            А) вес тела равен
нулю

            Б) на тело не действуют
никакие силы

            В) сила тяжести равна нулю

Г) масса тела равна нулю

Ответы
к тесту.

Вес
тела.

            Конечно, вам приходилось слышать такие выражения: штангист-тяжеловес, боксер наилегчайшей весовой категории. Или когда надо заполнить медицинскую карту, обязательно указывают вес человека. Нам необходимо знать вес различных предметов, чтобы перетащить их или поднять. Так что такое вес?

Вы скажете: надо положить тело на весы и взвесить его. Но ведь так мы лишь провели измерение того, что пока интуитивно считаем весом. Что же все-таки мы измеряем? Давайте-ка проведем мысленный опыт (нам часто придется прибегать к нему). «Выключим» притяжение Земли. Будут ли теперь тела весить? Очевидно, что если Земля перестала кого-то или что-то притягивать к себе, то «оно» не станет и давить на нее или на любую опору.

Значит, вес тела – это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле действует на опору или подвес.

Если тело и опора неподвижны или движутся равномерно и прямолинейно, то вес тела по своему числовому значению равен силе тяжести. ().

Вес тела можно как увеличивать, так и уменьшать хоть до нуля.

Например, поднимая какие-то грузы, конструкторы должны учитывать, что во время резких рывков троса вес груза возрастает, и трос может не выдержать возможного напряжения. Или, стоя на платформе медицинских либо напольных домашних весов, мы заметим, как меняются их показания, если мы начнем приседать или двигать вверх-вниз руками.

Таким образом, вес испытывают те предметы, на которые что-то давит: пол, по которому мы ходим, стул, на котором сидим, веревка, за которую мы уцепились. Все эти тела выполняют одну функцию: мешают нам провалиться вниз или свалиться с чего-то, за что и «расплачиваются» принятой на себя нагрузкой.

Невесомость.

Как избавиться от веса? Если вес это давление на опору, то поступить просто: опору убрать.

Ах!.. В животике что-то обрывается, и мы летим вниз. Опоры нет, веса, значит, нет, что же это тогда? Ничего не остается, как назвать это невесомостью.

Невесомость – это состояние тела,
когда
его
вес
равен
нулю
и
оно
падает
под
действием
силы
тяжести.

Выходит, что любое падение приводит к невесомости? Конечно, нет. Только свободное падение, когда отсутствует воздух, например, в начале наших прыжков с парашютом или с вышки в бассейне. А уж тем более движение спутника вокруг Земли — свободное падение в чистом виде. Да, да, именно падение, ведь не будь притяжения Земли, спутник умчался бы по инерции вдоль нескончаемой прямой. А так и он, и все находящиеся в нем предметы, хоть и крутятся вокруг Земли, но все время одинаково падают, причем свободно. А раз падают вместе, то перестают давить друг на друга не весят.

Все это объясняет удивительные явления, наблюдаемые на орбитальной станции. Маятниковые часы замирают, капли воды не падают, а медленно «плавают» внутри кабины. Вообще исчезают понятия пола и потолка, «верха» и «низа».

.

Гири и противовесы | Как работают весы

Гири и противовесы | Как работают весы — объясните это

Вы здесь:
Домашняя страница >
Инструменты, инструменты и измерения >
Гири и противовесы

• Дом
• индекс А-Я
• Случайная статья
• Хронология
• Учебное пособие
• О нас
• Конфиденциальность и файлы cookie

Реклама

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 19 июня, 2022.

Сколько раз в течение дня вы взвешиваете вещи? Если вы на диете, шансы
Вы каждое утро встаете на весы, чтобы проверить свой прогресс. Если
вы завтракаете, вы можете взвесить, что съесть, наполнив
миска с хлопьями. Если вы отправляете письмо или посылку, вы
наверное отнести на почту взвесить. Когда вы покупаете
вещи из продуктового магазина, цена, которую вы платите за большинство товаров, будет
исходя из их веса. В некоторых странах даже деньги в вашем
карман основан на системе веса. (британские и ирландские фунты, за
например, первоначально весил ровно один фунт.) С таким количеством наших
мир, управляемый весом, точный путей из весом очень важны. Но что такое вес, и как его измерить на практике? Давайте посмотрим поближе!

Фото: Самый простой способ взвешивания: старинный набор латунных гирь и весы для взвешивания писем перед их отправкой по почте. Баланс работает как качели, покачиваясь из стороны в сторону, пока вес на левой чаше не сравняется с весом правой чаши. Вы кладете свое письмо на одну сковороду и кладете груз на другую, пока игла в середине точно не уравновесится (указывает прямо вниз). Эти весы выставлены в историческом здании Saltram House Национального фонда в Девоне, Англия.

Содержимое

1. Вес и масса
2. Сколько бы вы весили на Марсе?
3. Как можно измерить вес?
4. Как работают весы
5. Разве фунты не являются мерой силы, а не массы?
6. Узнать больше

Вес и масса

Прежде чем мы двинемся дальше, давайте проясним разницу между весом и массой.
В большинстве случаев, когда мы говорим о весе, мы на самом деле имеем в виду
масса. Килограммы, фунты, стоуны, унции и граммы — все это единицы
масса, а не вес. Так в чем же разница?

Масса — это количество материи, из которой что-то сделано. Большие вещи
как правило, более массивные, чем мелкие. Если у вас есть кусок железа
или медь и развозить по разным местам на Земле (или даже в
Луна), чтобы измерить ее массу, вы всегда получите один и тот же результат.

Вес — это измерение силы тяжести, действующей на данное количество массы. Сила гравитации незначительно меняется на всей Земле
поэтому, хотя ваш кусок железа имеет одинаковую массу, его вес различается: он
может весить немного больше в Бангладеш, чем в Тибете.
А на Луне? Гравитация составляет примерно одну шестую силы на
Луна, как она есть на Земле. Таким образом, вещи весят только одну шестую часть веса
на Луне, как и на Земле, хотя их масса в точности
одинаково в обоих местах. Почему на Земле все тяжелее? В основном потому, что Земля
намного массивнее Луны. Он притягивает объекты с большей силой — и
что придает им больший вес.

Произведение искусства: Масса (синий) — это то, из чего вы сделаны. Вес (красный) — это сила, действующая на вашу массу.

Если вы используете метрические (и СИ) единицы измерения, вы измеряете массу в килограммах (кг), а вес в
ньютонов (Н) и преобразовать массу в вес, умножив на
примерно 10 (поскольку сила гравитации на Земле примерно
10 ньютонов/кг). В большинстве случаев допустимо ссылаться на веса
в единицах массы (таких как килограммы или фунты), потому что любая масса на Земле
преобразуется в вес примерно таким же образом. Вы никогда не слышите
люди говорят что-то вроде «я вешу 700 ньютонов» даже
хотя — с научной точки зрения — они действительно должны!

Сколько бы ты весил на Марсе?

Фото: Ваш вес зависит от того, где вы находитесь, как выяснили эти астронавты в тренировочном самолете. Он имитирует невесомость, совершая глубокие погружения к Земле.
Фото любезно предоставлено НАСА на The Commons.

На веб-сайте Exploratorium есть небольшая аккуратная страничка, на которой можно рассчитать
ваш вес в других мирах. Он работает, принимая
ваш вес на Земле и корректировка его в соответствии с силой гравитации на каждой планете (или звезде), которую мы можем рассчитать по массе планеты и ее размеру (ее радиусу). Как и следовало ожидать, более массивная планета, такая как Юпитер, будет притягивать вас гораздо сильнее, чем Земля, просто потому, что на вашем теле есть больше «вещей», которые можно притянуть. Но не все так просто, потому что нужно помнить, что Юпитер также является большей планетой, чем Земля (у него радиус больше). Это, как правило, делает его меньше притягивающим вас, потому что, если вы стоите на поверхности Юпитера, расстояние между вашим телом и центром планеты больше: вы находитесь дальше, поэтому гравитация Юпитера оказывает на вас меньшее влияние. Учет этих двух противоположных факторов дает нам силу гравитации на поверхности.
каждой планеты (или звезды). Вот несколько, чтобы начать вас!

Рекламные ссылки

Как можно измерить вес?

Вы можете определить вес чего-либо с помощью прибора, называемого весами.

Старомодные чашечные весы (иногда называемые весами ) буквально включают балансировку двух весовых чашек с известным весом в одной чаше и предмета, который вы хотите взвесить, в другой. В немного другом виде баланса, называемом безмен , вы подвешиваете кастрюлю к одному концу металлического рычага и перемещаете вес вдоль другого конца, как качели, пока не найдете
точка равновесия. Безмены были изобретены во времена Римской империи, но используются до сих пор. Врачи и медсестры до сих пор используют их, чтобы взвешивать маленькие
дети.

Фото: Способы взвешивания: использование безмена для измерения веса писем. Вы кладете буквы на чашу, перемещаете скользящий груз до тех пор, пока рычаг не окажется в горизонтальном положении, а затем считываете вес с весов. Фото Тиффини М. Джонс предоставлено ВМС США и
Викисклад.

Многие повара используют пружинные весы вместо противовесов и гирь. Вы кладете взвешиваемый предмет на верхнюю часть движущейся платформы, и он толкает вниз, растягивая или сжимая пружину внутри и поворачивая стрелку вокруг
циферблат (вы можете увидеть, как именно это работает, в поле внизу).

Еще более удобными, чем пружинные весы, являются электронные весы , которые
дать веса мгновенно в виде цифрового считывания. Весы люди используют для
взвесить себя часто работают таким образом. Вы стоите на платформе и
ваш вес, давит вниз, сжимает датчик давления, называемый
пьезоэлектрический преобразователь. Это своего рода кристалл, который делает
электрический ток, когда вы сжимаете его: чем сильнее вы нажимаете, тем больше
ток он делает. Таким образом, чем вы тяжелее, тем больше тока течет в
преобразователь. Электронная схема, подключенная к датчику
измеряет ток и преобразует его в измерение «веса» (на самом деле измерение массы) в
килограммы, фунты, стоуны или любые другие выбранные вами единицы измерения.

Фото: Другие способы взвешивания: такие электронные весы точно измеряют с помощью пьезоэлектрического датчика и отображают результат на цифровом дисплее. Вы можете видеть, что это яблоко весит 144,3 грамма. Нажатие одной из кнопок мгновенно преобразует это измерение в унции.

Крупные предметы (например, грузовики), очевидно, слишком велики, чтобы их можно было взвесить на обычных весах
или весы, но все же важно взвесить их для проверки, т.к.
например, что они не слишком тяжелые для перевозки в самолетах или
корабли.
Грузовики взвешивают, заезжая на металлические проезжие части, называемые
мостовые весы , которые поддерживаются гидроцилиндрами.
Чем тяжелее грузовик, тем больше усилие на ползуны и тем тяжелее
они должны толкать вверх, чтобы точно сбалансировать вес грузовика. Ты
может рассчитать вес грузовика по гидравлическому давлению
бараны. Если вам известна снаряженная масса грузовика (снаряженная масса или масса без груза), т.е.
часто красят на боковой стороне автомобиля, вы можете легко вычислить
вес его груза путем вычитания.

Как работают весы

Весы измеряют, сколько что-то весит, и они делают это, измеряя, сколько сил существует между
объект, который вы взвешиваете, и планета Земля. Хотя весы измеряют силу, они дают вам измерения
массы в килограммах, граммах, фунтах или чем-то еще. Это может немного сбивать с толку, но это приемлемо
потому что (как объяснялось выше) вес и масса связаны простым образом и
часто используются взаимозаменяемо в повседневной жизни.

Предположим, у вас есть такие простые кухонные весы. Если вы навязчиво любопытны (как я) и снимаете указатель и циферблат (не разбивая их вдребезги и не ломая при этом весы), вы увидите механизм, скрывающийся внутри. Когда вы загружаете чашу (или нажимаете на нее рукой), скрытая платформа внутри весов скользит вниз, растягивая при этом мощную пружину. Чем тяжелее объект, тем сильнее гравитация тянет его вниз и тем сильнее растягивается пружина. Пока все хорошо, но как нам превратить это растяжение пружины в числовое измерение?

Подвижная платформа в передней части на самом деле является реечной передачей. Платформа — это стойка, а стрелка весов — это шестерня. Когда платформа (стойка) движется вниз, шестерня (маленькая шестеренка, к которой прикреплен указатель) вращается. Вы можете видеть, что происходит на фото слева внизу. На фото справа внизу, в самой задней части весов, видна толстая мощная пружина, которая растягивается по мере опускания платформы. Механизм совершенно линейный: если на весы положить в два раза больше веса, пружина растянется в два раза больше, рейка сдвинется в два раза, а шестерня и указатель оборачиваются вокруг циферблата в два раза больше.

Разве фунты не являются мерой

силы, не массы?

Время от времени я получаю электронные письма от людей (обычно из США), которые читают эту статью.
и ворчать, что я определил фунты как меру массы; для них фунты — это мера
силы. Официально это неправильно: ведущие организации, которым поручено ведение измерений
стандарты определяют фунты как единицы измерения массы: Национальный институт стандартов и технологий США
(бывшее Национальное бюро стандартов США) определило фунт как единицу измерения
массы (1 фунт = 0,453 кг) за более чем полвека и его текущий
Справочник (44-2013) перечисляет унции, фунты и стоуны как единицы
массы, как и Национальная физическая лаборатория Великобритании. Все весы, которые я сфотографировал для этой статьи, имеют весы, отмеченные в килограммах и граммах (с одной стороны) и стоунах, фунтах и ​​унциях (с другой), показывающие эквивалентность между ними: все это единицы 9.0025 масса .

Фото: Эти традиционные платформенные весы на железнодорожной станции в Бате, Англия. Они могут весить предметы до 192 кг (24 камня) — этого достаточно, чтобы вместить двух взрослых людей. Как и у большинства весов, у них есть два циферблата, которые могут отображать измерения либо в метрических единицах (например, в килограммах), либо в имперских единицах (фунты и стоуны).

Это правда, что в старомодных имперских единицах измерения фунт можно было использовать для измерения силы и силы.
некоторые люди иногда проводят различие, используя термины «фунт (масса)» (lb-m/lbm) или «фунт Avoirdupois» и «фунт-сила».
(фунт-сила/фунт-сила). Инженеры, в частности, любят говорить о фунтах как о единицах силы.
Однако, если вы ученый, лучше не ввязываться в эту игру; фунт — очень запутанная единица с
излишне запутывающий исторический багаж и, как и все имперские единицы, лучше избегать в
современная наука. Придерживайтесь метрических единиц СИ (килограммы для массы и ньютоны для силы), и все будет иметь гораздо больше смысла.

Чтобы узнать больше, я рекомендую вам прочитать статьи Википедии о фунтах (масса) и фунтах (сила). Примечание
как сильно сбивает с толку старомодная система фунта (силы), когда вы начинаете ее использовать.

Фото: Старомодные продуктовые весы, откалиброванные в фунтах.
Фото Кэрол М. Хайсмит, любезно предоставлено Техасской коллекцией фотографий Лиды Хилл в рамках американского проекта Кэрол М. Хайсмит,
Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.

Узнать больше

На этом сайте

• Центр тяжести
• Силы и движение

На других сайтах

• Mass: полезный информационный бюллетень Национальной физической лаборатории Великобритании. [Архивировано с помощью Wayback Machine]
• Что такое история взвешивания?: Краткий исторический обзор от National Physical
  Лаборатория. [Архивировано с помощью Wayback Machine]

Книги

Для юных читателей

• Можете ли вы почувствовать силу Ричарда Хаммонда. Дорлинг Киндерсли, 2006/2015. Свежий, болтливый, забавный взгляд на то, как силы двигают наш мир. (Я работал консультантом над этой книгой.) 9 лет.–12.
• Как мы измеряем: вес Криса Вудфорда. Gareth Stevens, 2013/Blackbirch, 2005. Еще одна моя книга. Это простое введение в измерение веса в качестве примера повседневной математики. 7–9 лет.
• Сила и движение Питера Лафферти. Дорлинг Киндерсли, 2000. Простое введение в науку о силе. Возраст 9–12 лет.

Для читателей постарше

• Энциклопедия исторической метрологии, мер и весов Яна Гилленбока. Springer, 2018. Подробный трехтомный справочник по истории измерений.
• Мир в равновесии: исторические поиски абсолютной системы измерения, Роберт П. Криз. WW Norton & Company, 2011. История взвешивания и измерения.
• Словарь мер, весов и единиц
  Дональд Фенна. Oxford, 2002. Подробный справочник по истории, определению и использованию метрических и имперских единиц от А до Я.

Статьи

Научно-популярные

• Килограмм мертв. Да здравствует килограмм! Сяо Чжи Лим. The New York Times, 6 ноября 2018 г. Ученые дали новое определение килограмму, используя постоянную Планка, и отказались от кусков металла, которые раньше служили стандартными килограммовыми массами (известными как
  Международный прототип в килограммах).
• Недостающие микрограммы устанавливают стандарт Edge, Сара Лайалл. The New York Times, 12 февраля 2011 г. Что происходит, когда официальный килограмм в мире теряет вес?
• Джейсон Палмер «Обуздание программы похудения», BBC News, 26 января 2011 г.
• Измерение килограмма, Джонатан Файлдс, BBC News, 9 ноября 2007 г. Увлекательная статья о сложности поддержания мирового эталона килограмма, куска по прозвищу «Ле Гранд К». Есть ли лучшие способы определения килограмма?
• Самый невыносимый вес от
  Габриэль Уокер, Science, Vol. 304, № 5672 (7 мая 2004 г.), стр. 812–813. Долгий и сложный поиск привязать килограмм к константе природы.

Академический и более технический

• Единица массы СИ Ричарда Дэвиса. Институт физики, Метрология, 27 ноября 2003 г., том 40, номер 6. История килограмма и то, как мы определяем его в системе СИ. [Требуется подписка.]
• Взвешивание килограмма, Пол Дж. Карол, американский ученый, Vol. 102, № 6 (ноябрь-декабрь 2014 г.), стр. 426–429..

Действия

• Влияет ли вес на срок службы батареи дрона? Бен Финио, друзья по науке. Узнайте, какой вес вы можете нести с дроном, прежде чем разрядить аккумулятор.
• Как сделать граммовые весы с помощью канцелярских принадлежностей от RTourn, Instructables. Соберите простые весы с помощью линейки и веревки.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2009, 2019. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условия использования.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2009/2018) Веса и противовесы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/weights_and_balances.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте.

..

• Средства связи
• Компьютеры
• Электричество и электроника
• Энергия
• Машиностроение
• Окружающая среда
• Гаджеты
• Домашняя жизнь 9{#1}\!/_{\!#2}}
  \ newcommand {\ convert} [2] {\ times \ left (\ frac {# 1} {# 2} \ right)}
  \newcommand{\deq}{\displaystyle}
  \newcommand{\ihat}{\шляпа я}
  \ новая команда {\ jhat} {\ шляпа j}
  \newcommand{\хат}{\шляпа к}
  \newcommand{\vect}[3]{#1 \ihat #2 \jhat #3 \khat}
  \newcommand{\KE}{\mbox{KE}}
  \newcommand{\PE}{\mbox{PE}}
  \newcommand{\E}{\mbox{E}}

  \newtheorem[S]{предложение}[теорема]{Соединение}

  \newtheorem[S]{понимание}[теорема]{понимание}
  \newtheorem[S]{предупреждение}[теорема]{предупреждение}
  \newtheorem[S]{наблюдение}[теорема]{наблюдение}
  \newtheorem[S]{примечание}[теорема]{интерпретация}
  \newtheorem[M]{замечание}[теорема]{пояснение}
  \newtheorem[M]{конвенция}[теорема]{конвенция}

  \newtheorem[L]{пример}[теорема]{пример}

  \newtheorem[L]{упражнение}[теорема]{упражнение}

  \newtheorem[L]{эвристика}[теорема]{перевод}

  \newtheorem[L]{исследование}[теорема]{исследование}
  \newtheorem[L]{исследование}[теорема]{исследование}
  \newtheorem[L]{деятельность}[теорема]{деятельность}
  \ newcommand {\ magdir} [7] {\ begin {массив} {lccl}

  \text{Величина:} \amp \displaystyle #3 = \amp \displaystyle \sqrt{\left(#1\right)^2+\left(#2\right)^2} \amp = \displaystyle #4 \ \[6pt]
  \text{Направление:} \amp \displaystyle #5 = \amp \displaystyle \tan^{-1}\left( \frac{#2}{#1} \right) \amp = \displaystyle #6 \mbox{ #7}
  \конец{массив}}
  \newcounter{piclen}
  \newcounter{picwid}
  \newcounter{boxlen}
  \newcounter{boxwid}
  \newcounter{FBDlen}
  \newcounter{FBDwid}
  \newcounter{centx}
  \newcounter{цент}
  \ новый счетчик {lblx}
  \newcounter{lbly}
  \ новая команда {\ drawbox} [4] {
  \setcounter{boxlen}{#1}\addtocounter{boxlen}{#3}
  \setcounter{boxwid}{#2}\addtocounter{boxwid}{#4}
  \ положить (# 1, # 2) {\ строка (1,0) {# 3}}
  \ положить (# 1, # 2) {\ строка (0,1) {# 4}}
  \ поставить (\ theboxlen, \ theboxwid) {\ строка (-1,0) {# 3}}
  \ поставить (\ theboxlen, \ theboxwid) {\ строка (0,-1) {# 4}}}
  \newenvironment{FBD}[5]
  {\ setcounter {centx} {# 3} \ addtocounter {centx} {# 1}
  \setcounter{centy}{#4}\addtocounter{centy}{#2}
  \setcounter{piclen}{\thecentx}\addtocounter{piclen}{\thecentx}
  \setcounter{picwid}{\thecenty}\addtocounter{picwid}{\thecenty}
  \setcounter{FBDlen}{#1}\addtocounter{FBDlen}{#1}
  \setcounter{FBDwid}{#2}\addtocounter{FBDwid}{#2}
  \setcounter{lbly}{#4}\addtocounter{lbly}{#2}\addtocounter{lbly}{#2}\addtocounter{lbly}{5}
  \begin{центр}\begin{картинка}(\thepiclen,\thepicwid)
  \put(#3,\thelbly){\setvlabel{$\scriptsize #5$}}
  \drawbox{#3}{#4}{\theFBDlen}{\theFBDwid}}
  {\конец{картинка}\конец{центр}}
  \ новая команда {\ oneup} [3] {
  \addtocounter{центы}{2}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{3}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{#1}\addtocounter{lbly}{-5}
  \ поставить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 3} \ вектор (0,1) {# 1}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 3} \ крошечный # 2}
  \addtocounter{центы}{-2}}
  \ новая команда {\ onedo} [3] {
  \addtocounter{центы}{-2}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{3}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{-#1}\addtocounter{lbly}{3}
  \ положить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 3} \ вектор (0,-1) {# 1}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 3} \ крошечный # 2}
  \addtocounter{центы}{2}}
  \newcommand{\oneri}[3]{
  \addtocounter{centx}{2}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{#1}\addtocounter{lblx}{-5}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{4}
  \ положить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 3} \ вектор (1,0) {# 1}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 3} \ крошечный # 2}
  \addtocounter{centx}{-2}}
  \newcommand{\onele}[3]{
  \addtocounter{centx}{-2}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{-#1}\addtocounter{lblx}{3}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{4}
  \ положить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 3} \ вектор (-1,0) {# 1}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 3} \ крошечный # 2}
  \addtocounter{centx}{2}}
  \newcommand{\twoup}[6]{
  \addtocounter{центы}{2}
  \ поставить (\ thecentx, \ thecenty) {\ круг * {1}}
  \addtocounter{centx}{-5}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{-10}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{#1}\addtocounter{lbly}{-5}
  \ поставить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 3} \ вектор (0,1) {# 1}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 3} \ крошечный # 2}
  \addtocounter{centx}{5}
  \addtocounter{centx}{5}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{3}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{#4}\addtocounter{lbly}{-5}
  \ положить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 6} \ вектор (0,1) {# 4}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 6} \ крошечный # 5}
  \addtocounter{centx}{-5}
  \addtocounter{центы}{-2}}
  \newcommand{\twodo}[6]{
  \addtocounter{центы}{-2}
  \ поставить (\ thecentx, \ thecenty) {\ круг * {1}}
  \addtocounter{centx}{-5}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{-10}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{-#1}\addtocounter{lbly}{3}
  \ положить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 3} \ вектор (0,-1) {# 1}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 3} \ крошечный # 2}
  \addtocounter{centx}{5}
  \addtocounter{centx}{5}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{3}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{-#4}\addtocounter{lbly}{3}
  \ положить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 6} \ вектор (0,-1) {# 4}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 6} \ крошечный # 5}
  \addtocounter{centx}{-5}
  \addtocounter{центы}{2}}
  \ новая команда {\ twori} [6] {
  \addtocounter{centx}{2}
  \ поставить (\ thecentx, \ thecenty) {\ круг * {1}}
  \addtocounter{центы}{5}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{#1}\addtocounter{lblx}{-5}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{4}
  \ положить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 3} \ вектор (1,0) {# 1}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 3} \ крошечный # 2}
  \addtocounter{центы}{-5}
  \addtocounter{центы}{-5}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{#1}\addtocounter{lblx}{-5}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{-10}
  \ поставить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 6} \ вектор (1,0) {# 4}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 6} \ крошечный # 5}
  \addtocounter{центы}{5}
  \addtocounter{centx}{-2}}
  \ новая команда {\ twole} [6] {
  \addtocounter{centx}{-2}
  \ поставить (\ thecentx, \ thecenty) {\ круг * {1}}
  \addtocounter{центы}{5}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{-#1}\addtocounter{lblx}{3}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{4}
  \ положить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 3} \ вектор (-1,0) {# 1}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 3} \ крошечный # 2}
  \addtocounter{центы}{-5}
  \addtocounter{центы}{-5}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{-#1}\addtocounter{lblx}{3}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{-10}
  \ поставить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 6} \ вектор (-1,0) {# 4}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 6} \ крошечный # 5}
  \addtocounter{центы}{5}
  \addtocounter{centx}{2}}
  \newcommand{\oneur}[6]{
  \addtocounter{centx}{#3}
  \addtocounter{центы}{#4}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{#1}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{#2}
  \ положить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 6} \ вектор (# 3, # 4) {# 1}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 6} \ крошечный # 5}
  \addtocounter{centx}{-#3}
  \addtocounter{центы}{-#4}}
  \newcommand{\oneul}[6]{
  \addtocounter{centx}{#3}
  \addtocounter{центы}{#4}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{-#1}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{#2}
  \ положить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 6} \ вектор (# 3, # 4) {# 1}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 6} \ крошечный # 5}
  \addtocounter{centx}{-#3}
  \addtocounter{центы}{-#4}}
  \ новая команда {\ onedl} [6] {
  \addtocounter{centx}{#3}
  \addtocounter{центы}{#4}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{-#1}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{-#2}\addtocounter{lbly}{#4}
  \ положить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 6} \ вектор (# 3, # 4) {# 1}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 6} \ крошечный # 5}
  \addtocounter{centx}{-#3}
  \addtocounter{центы}{-#4}}
  \newcommand{\onedr}[6]{
  \addtocounter{centx}{#3}
  \addtocounter{центы}{#4}
  \setcounter{lblx}{\thecentx}\addtocounter{lblx}{#1}
  \setcounter{lbly}{\thecenty}\addtocounter{lbly}{-#2}\addtocounter{lbly}{#4}
  \ положить (\ thecentx, \ thecenty) {\ цвет {# 6} \ вектор (# 3, # 4) {# 1}}
  \ поставить (\ thelblx, \ thelbly) {\ цвет {# 6} \ крошечный # 5}
  \addtocounter{centx}{-#3}
  \addtocounter{центы}{-#4}}
  \newcommand{\studentA}{Абдул} \newcommand{\massA}{\mbox{85,0$\единица{кг}$}}
  \newcommand{\studentB}{Бет} \newcommand{\massB}{\mbox{75,0$\единица{кг}$}}
  \newcommand{\studentC}{Карл} \newcommand{\massC}{\mbox{$90. 0\единица{кг}$}}
  \newcommand{\studentD}{Диана} \newcommand{\massD}{\mbox{80,0$\единица{кг}$}}
  \newcommand{\studentE}{Эрик} \newcommand{\massE}{\mbox{95,0$\единица{кг}$}}
  \newcommand{\studentF}{Фрэнсис} \newcommand{\massF}{\mbox{85,0$\единица{кг}$}}
  \newcommand{\studentX}{Ксеркс} \newcommand{\massX}{\mbox{62,5$\единица{кг}$}}
  \newcommand{\studentZ}{Zambert} \newcommand{\massZ}{\mbox{$95,0\unit{kg}$}}
  \newcommand{\heA}{он}\newcommand{\himA}{его}\newcommand{\hisA}{его} \newcommand{\himselfA}{сам}
  \newcommand{\HeA}{He}\newcommand{\HimA}{Him}\newcommand{\HisA}{His}
  \newcommand{\heC}{он}\newcommand{\himC}{его}\newcommand{\hisC}{его} \newcommand{\himselfC}{сам}
  \newcommand{\HeC}{He}\newcommand{\HimC}{Him}\newcommand{\HisC}{His}
  \newcommand{\heE}{он}\newcommand{\himE}{его}\newcommand{\hisE}{его} \newcommand{\himselfE}{сам}
  \newcommand{\HeE}{He}\newcommand{\HimE}{Him}\newcommand{\HisE}{His}
  \newcommand{\heZ}{он}\newcommand{\himZ}{его}\newcommand{\hisZ}{его} \newcommand{\himselfZ}{сам}
  \newcommand{\HeZ}{He}\newcommand{\HimZ}{Him}\newcommand{\HisZ}{His}
  \ newcommand {\ heB} {она} \ newcommand {\ himB} {ее} \ newcommand {\ hisB} {ее} \ newcommand {\ himselfB} {она}
  \newcommand{\HeB}{She}\newcommand{\HimB}{Her}\newcommand{\HisB}{Her}
  \newcommand{\heD}{она}\newcommand{\himD}{ее} \newcommand{\hisD}{ее} \ newcommand{\himselfD}{ее себя}
  \newcommand{\HeD}{She}\newcommand{\HimD}{Her}\newcommand{\HisD}{Her}
  \ newcommand {\ heF} {она} \ newcommand {\ himF} {ее} \ newcommand {\ hisF} {ее} \ newcommand {\ himselfF} {herself}
  \newcommand{\HeF}{She}\newcommand{\HimF}{Her}\newcommand{\HisF}{Her}
  \newcommand{\heX}{\studentX}\newcommand{\himX}{\studentX}\newcommand{\hisX}{\studentX’s}\newcommand{\himselfX}{лицо \studentX}
  \newcommand{\HeX}{\studentX}\newcommand{\HimX}{\studentX}\newcommand{\HisX}{\studentX’s}
  \новая команда{\lt}{<} \новая команда{\gt}{>}
  \newcommand{\amp}{&}
  \)

  4.3.1 Bathroom Scales Measure the Normal Force»>
  Подраздел II.4.3.1Ванные весы измеряют нормальную силу
  

  ¶

  Результаты учащихсяВанные весы измеряют нормальную силу
  

  После успешного изучения данного подраздела учащиеся должны уметь …

  Ссылка на

  Обсуждение использования \(F=ma\)

  Чтобы получить хорошее представление о том, как работает нормальная сила, полезно рассмотреть, как работают напольные весы. Рассмотрим концепции, представленные в исследовании II.4.3.2.

  ИсследованиеII.4.3.2Игра с гаммой
  

  Говоря со своей подругой Бет о ее недавнем достижении, потеряв \(45\единиц{N}\text{,}\), вы упомянули, что ваши весы всегда показывают другое число, чем то, что в кабинете врача. Вы предлагаете ей встать на ваши весы, чтобы проверить калибровку. В настоящее время масса Бет составляет \(\mbox{$75,0\unit{kg}$}\text{.}\)

  (а)

  Представьте, что вы теряете \(45\unit{N}\text{.}\). Сравните это со своим весом. Это много веса, чтобы похудеть? 92})=736\unit{N}\text{,}\) \(45\unit{N}\) примерно \(6\%\) ее веса. Это довольно существенно. Вы должны вычислить, сколько \(6\%\) вашего веса, и преобразовать это в килограммы и ньютоны.

  (б)

  Поставьте ногу на весы, пока Бет взвешивается. Это увеличивает значение, считываемое весами. Бет весит больше?

  SolutionTo Do: баланс связи?

  Когда один человек стоит на весах, весы обеспечивают достаточное восходящее нормальное усилие, чтобы удерживать этого человека в равновесии. В этом случае восходящая сила уравновешивает вес человека. Это создает впечатление, что весы сообщают вам ваш вес; однако, когда вы нажимаете или помогаете поддержать того, кто стоит на весах, весы регулируют количество, которое они должны предоставить. Весы не пытаются сказать вам ваш вес. Скорее весы пытаются создать равновесие, уравновешивая любые силы, которые на них давят. Ваш вес определяется силой гравитации и не меняется, когда вы сильнее или слабее нажимаете на весы.

  Что делать: связать гравитационную силу?

  (в)

  Надавите руками на плечи Бет, пока она стоит на весах. Контролируйте значение, считываемое весами (СОВЕТ: Задание b). Увеличьте показания на \(20\единиц{N}\текст{,}\) \(30\единиц{N}\текст{,}\) и т. д. Изменится ли вес Бет? (Решение II.4.3.2.b.1) Добавляете ли вы вес на весы? (Решение II.4.3.2.c.1)

  Решение: связать гравитационную силу

  Когда вы нажимаете на плечи Бет, вы не увеличиваете вес. У веса есть конкретное определение: это именно та величина, с которой гравитационная сила притягивает какой-либо объект. Толкание человека не меняет его веса; это, однако, меняет количество, которое они вдавливают в Землю. Другими словами, это увеличивает их нормальную силу, направленную вниз, на весах, но не их вес.

  (г)

  Попросите Бет опереться на ближайший стол или стойку, пока она стоит на весах. Контролируйте значение, считываемое весами (СОВЕТ: Задание c). Уменьшите показания на \(20\единица{N}\текст{,}\) \(30\единица{N}\текст{,}\) и т. д. Изменится ли вес Бет? (Решение II.4.3.2.b. 1)

  Решение: связать силу гравитации

  Когда Бет опирается на что-то, кроме весов, она не снимает вес. У веса есть конкретное определение: это именно та величина, с которой гравитационная сила притягивает какой-либо объект. Поддержка себя в другом месте не меняет веса; это, однако, меняет количество, которое они вдавливают в Землю. Другими словами, это уменьшает нормальную силу, действующую на весы, но не вес.

  (е)

  Найдите две напольные весы и встаньте на них одной ногой. Наклоняйтесь в одну сторону, а затем в другую. Объясните, что происходит с показаниями весов, когда вы наклоняетесь в ту или иную сторону. Вы заметили закономерность в показаниях весов?

  Решение

  Сумма показаний двух весов всегда должна составлять общую нормальную силу, необходимую для поддержки вашего веса.

  (ф)

  Поднесите весы к стене и нажмите на них. Контролируйте значение, считываемое весами (СОВЕТ: Задание d). Увеличьте показание на \(20\единица{N}\текст{,}\) \(30\единица{N}\текст{,}\) и т. д. Что такое шкала измерения?

  Решение

  Поскольку ваш вес представляет собой силу, тянущую вниз, весы на стене показывают, что весы не могут уравновешивать вес. Поскольку вы толкаете стену, вы оказываете нормальную силу на весы, а весы действуют на вас с нормальной силой. Обе эти силы горизонтальны (при условии, что стена вертикальная).

  Другой способ подумать об этом таков: если вы можете контролировать значение, считываемое весами (например, у стены), и в то же время не изменять свою фактическую массу, весы не могут буквально измерять вес объекта на масштаб.

  (г)

  Представьте, что весы размещены на пандусе, который можно положить горизонтально или поднять под любым углом вплоть до вертикали (сделав из него стену). Представьте, что вы стоите на весах на пандусе, пока их поднимают из горизонтального положения (как пол) в вертикальное (как стену). Всегда ли шкала показывает одно и то же значение, когда она поднята под разными углами?

  Решение: ссылка на раздел о трении и пандусах

  Когда весы находятся на ровном горизонтальном полу, они уравновешивают ваш полный вес. Когда весы находятся на вертикальной стене, они не несут никакого вашего веса. Под любым углом между этими значениями он несет некоторую часть вашего веса, а трение не дает вам соскальзывать с рампы. Выяснится, что, поскольку функция косинуса ведет себя как раз правильно, мы можем использовать косинус, чтобы найти составляющую веса, которую должна поддерживать нормальная сила от весов.

  To Do: ссылка на раздел триггераTo Do: ссылка «можно использовать» на раздел о пандусах

  Вернуться к: Подраздел II.4.3.1, Пояснение II.4.3.13

  Некоторые цифровые весы неудобны для понимания того, как они работают, потому что они не отображают значение, пока оно не придет к чему-либо близко к равновесию.