Чем можно измерить массу
С помощью какого прибора измеряют массу тела? а вес тела? силу тяжести
Ответ или решение 2
Масса тела будет измеряться с помощью весов, единица измерения массы 1кг.
Отличие силы тяжести от веса:
Определение значений терминов
В данном вопросе фигурирует три понятия:
Для правильного ответа на вопрос, поставленный в задании, необходимо отличать их друг от друга.
Вес тела характеризует силу, с которой оно давит на поверхность. При этом, как любая сила, он зависит от ускорения, которое придается телу. На нашей планете на все тела действует одинаковое ускорение (ускорение свободного падения; 9,8 м/с 2 ). Соответственно на другой планете вес тела изменится.
Приборы для измерения веса и массы тела
Прибором для измерения массы являются всем известные весы. Первым типом весов были механические, которые до сих пор имеют широкое применение. Позже к ним присоединились электронные весы, имеющие очень высокую точность измерения.
Для того, чтобы измерить вес тела, необходимо воспользоваться прибором под названием динамометр. Его название переводится как измеритель силы, что соответствует определенному в предыдущем разделе значению термина вес тела. Также как весы, они бывают механического типа (рычажные, пружинные) и электронные. Вес измеряется в Ньютонах.
Способы измерения массы тела в физике
Масса тела в физике
Масса тела (m) — это скалярная физическая величина, которая является мерой инертности тела и гравитационного взаимодействия.
Масса тела отображает, как оно сопротивляется изменению скорости и как сильно притягивается к Земле. Чем больше масса тела, тем меньше изменяется его скорость при воздействии на него.
В международной системе единиц (СИ) массу измеряют в килограммах.
Масса — это аддитивная (то есть добавочная) величина. Масса совокупности тел или материальных точек равна сумме масс всех отдельный тел.
Масса тела не зависит от движения тела, его расположения и воздействия других тел. Согласно закону сохранения массы, в замкнутой механической системе тел масса неизменна во времени.
Чем отличается от веса тела, связь инерции и массы
Хотя в повседневности понятие «масса» часто путают с понятием «вес», в физике они сильно отличаются.
Вес тела (P) — это сила, с которой тело действует на опору или подвес.
Перечислим основные различия массы и веса.
Инертность — это свойство тела препятствовать изменению своей скорости при воздействии на него внешних сил.
Инерция — это физическое явление, при котором тело сохраняет свою скорость постоянной или находится в покое, если на него не действуют другие тела или их действие скомпенсировано.
Закон инерции постулируется первым законом Ньютона. Приведем современную формулировку закона.
Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальные точки, когда на них не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находятся в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.
Второй закон Ньютона в классической механике вводит массу как проявление инертности тела или материальной точки в определенной системе отсчета.
Согласно современной формулировке, второй закон Ньютона звучит следующим образом.
В инерциальной системе отсчёта ускорение, которое получает материальная точка с постоянной массой, прямо пропорционально равнодействующей всех приложенных к ней сил и обратно пропорционально её массе.
В виде формулы закон выглядит как:
где a → — ускорение материальной точки, F → — равнодействующая сил, приложенных к материальной точке, m — масса материальной точки.
Что характеризует, каким прибором измеряют
Выделяют два вида массы:
Инертная масса показывает инертность тел и выражена во втором законе Ньютона.
Гравитационная масса характеризует силу, с которой тело взаимодействует с полями тяготения и какое гравитационное поле создает само. Входит в закон всемирного тяготения.
Согласно экспериментам на Земле, разницы между гравитационной массой и инертной нет, так что их можно считать равными и объединять в общее краткое понятие. Как правило, они также имеют общее обозначение m.
Масса измеряется в килограммах (кг). Для того, чтобы ее измерить, используют специальный прибор – весы.
Весы измеряют массу тела, а не его вес. Но в повседневном сознании эти понятия считают синонимичными.
В Международном бюро мер и весов находится эталон массы в 1 кг. С 2018 года им является цилиндр диаметром и высотой в 39,17 мм. Цилиндр состоит из сплава, состоящего на 90% из платины и на 10% из иридия.
Как выражается через плотность и объем, формула
Из этой формулы можно вывести формулу массы.
Примеры решения задач на второй закон Ньютона
Второй закон Ньютона описывает взаимосвязь ускорения, равнодействующей всей сил, приложенных к телу, а также массы тела. Это основной закон динамики.
Напомним формулу Второго закона:
Решим несколько задач по этой формуле.
Решение. Ускорение и сила, действующая на тело, направлены в одну сторону. Соответственно, ускорение и равнодействующую сил можно рассматривать как скалярные величины.
Дано. Тело массой 10 кг, двигаясь равноускоренно без начальной скорости, за 1 мин прошло в горизонтальном направлении путь, равный 27 м. Произведите необходимые расчеты, чтобы определить, чему равна сила, действующая на тело.
Решение. Прежде чем проводить вычисления, необходимо перевести все единицы в единую систему измерений. Возьмем СИ. Масса выражена в кг, путь — в м. Необходимо перевести время в с:
Ускорение можно найти по формуле пути равноускоренного движения:
S = a t 2 2 ⇒ a = 2 S t 2
Теперь можно найти силу F:
Единицы измерения массы
Содержание
Единицы измерения массы
Метрическая система
Меры массы в науке
Американская система (см. Английская система мер)
Британская аптечная система (см. Английская система мер)
Русская система мер
Европейские меры массы (см. Английская система мер)
Античная
В странах Юго-Восточной Азии
Древнееврейские
Арабские
Примечания
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Единицы измерения массы» в других словарях:
Единицы измерения — В физике и технике единицы измерения (единицы физических величин, единицы величин[1]) используются для стандартизованного представления результатов измерений. Использование термина единица измерения противоречит рекомендациям метрологических… … Википедия
Единицы измерения — конкретные величины, к рым присвоены числовые значения, равные 1. С Е. и. сравнивают и в них выражают др. однородные с ними величины. Решением Генеральной конференции по мерам и весам (1960) введена Международная система ед. СИ как единая… … Словарь микробиологии
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН — величины, по определению считающиеся равными единице при измерении других величин такого же рода. Эталон единицы измерения ее физическая реализация. Так, эталоном единицы измерения метр служит стержень длиной 1 м. В принципе, можно представить… … Энциклопедия Кольера
Единицы измерения объёма — В СИ основная единица измерения объёма кубический метр (м³, кубометр). Применяются также производные от неё: кубический сантиметр, литр (кубический дециметр) и т. д. Внесистемные единицы измерения объёма жидкостей: аам … … Википедия
Единица измерения массы — Содержание 1 Единицы измерения массы 1.1 Метрическая система 1.2 Меры массы в науке … Википедия
Древние единицы измерения — Проверить информацию. Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье. На странице обсуждения должны быть пояснения … Википедия
Британские единицы измерения — Английская система мер используется в Великобритании, США, и других странах. Отдельные из этих мер в ряде стран несколько различаются по своему размеру, поэтому ниже приводятся в основном округлённые метрические эквиваленты английских мер,… … Википедия
Единицы величин — В физике и технике единицы измерения (единицы физических величин, единицы величин[1]) используются для стандартизованного представления результатов измерений. Численное значение физической величины представляется как отношение измеренного… … Википедия
Единицы физических величин — В физике и технике единицы измерения (единицы физических величин, единицы величин[1]) используются для стандартизованного представления результатов измерений. Численное значение физической величины представляется как отношение измеренного… … Википедия
ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН — ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, единицы измерения, используемые для измерениях физических величин. В определении единицы физической величины необходимо задать эталон физической величины и способ его сравнения с величиной при измерении. Например,… … Научно-технический энциклопедический словарь
Онлайн конвертер массы, современные системы и единицы измерения массы
Единицы измерения массы позволяют определять ее для разных предметов. В России принято использовать такие единицы как: килограммы, граммы, декаграммы, миллиграммы и тонны. Однако массу могут измерять другими мерками — все зависит от системы мер и весов, принятой в конкретной стране. Чтобы быстро перевести величины из одних единиц измерения в другие используют конвертер массы.
Конвертер массы
Это — удобный сервис, посредством которого можно быстро перевести одни единицы измерения в другие, например, унции в граммы или старорусский берковец в пуды. Сервис простой в использовании и максимально точный.
Для перевода достаточно поставить количество и выбрать единицы измерения с которых и на которые собираемся конвертировать. Дальше нажимаем кнопку «Перевести» и конвертер массы выдаст точный результат.
Что такое масса тела и как ее измерить
Масса — это одна из основных величин в физике. Она относится к фундаментальным характеристикам материи и определяет такие свойства:
Эта величина есть у всех объектов, независимо от размера — как у огромных, например, наша планета Земля, так и маленьких, например, атомов или элементарных частиц.
По определению масса — это мера количества вещества, содержащегося в объекте
На сегодняшний день, в физике общепринятой считается система единиц, где масса является основной и для нее разработан эталон. В Международной системе СИ — это килограмм.
Второй закон Ньютона
В качестве научного термина понятие массы впервые использовал в физике Исаак Ньютон. До этого исследователи употребляли только понятие веса. Именно Нютон предложил определилять количество вещества в физическом теле, как произведение плотности на объем и ввел новое понятие — масса.
Поскольку изучение кинетики включает в себя две основополагающих величины — длину и время, то в динамике необходимо применение третьей величины — массы. В классической динамике ученый предложил новую формулу, которая впоследствии получила название второго закона Ньютона. В ней используются такие параметры, как сила и масса, которая обозначается буквой m. Сама формула представлена в таком виде F=m*a, где F – это сила, приложенная к телу, a – ускорение.
Масса и вес
Массу часто путают с термином «вес». Хотя на Земле, по показаниям измерительных приборов, эти параметры могут быть идентичными, по физическим законам — это совершенно разные понятия.
Масса не зависит от местоположения объекта, в то время, как вес находится в прямой зависимости от этого показателя.
Вес определяют по формуле: P=m*g, где m – масса, g – ускорение свободного падения (постоянная величина, возникающая в результате силы притяжения конкретной планеты, для Земли значение составляет 9,8 м/с, а для Луны — 1,63 м/с).
Для примера возьмем человека с весом 60 кг в обычных земных условиях. На Луне сила тяжести примерно в шесть раз меньше, чем на Земле. Следовательно, наш космонавт на Луне будет весить 60:6=10 кг. Поскольку масса зависит только от количества вещества, присутствующего в объекте, она не меняется в зависимости от местоположения. Масса человека на Земле и на Луне будет 60 кг. Если интересно сколько это будет в фунтах используйте конвертер массы.
Современные единицы измерения массы
В Систем СИ (Le Système International d’Unités) за единицу измерения массы принят килограмм. В России его обозначение кг, а международное — kg.
Другие распространенные единицы массы — это грамм и миллиграмм.
Кроме этих основных, существуют и другие единицы массы, которые сохраняют свою историческую сферу использования. Это, кроме фунта — унция, карат, тонна и др. В астрономии, для определения массы небесных тел, в качестве единицы измерения используют массу Солнца. Ее вычисляют по формуле:
Метрическая
В 1960 году на Генеральной конференции мер и весов было принято решение рекомендовать Метрическую систему единиц измерения ( Le Système International d’Unités), как Международную и использовать в качестве основной.
Килограмм
Он является основной единицей измерения массы в Системе СИ. Первоначально его определили как массу 1 л воды при 4 C (именно при таком значении вода имеет максимальную плотность).
Для этого использовали теорию Джона Уилкинса (английского философа), который предлагал установить меру массы на основе меры длинны. Таким образом, одна единица массы — вес чистой воды, которая заполняет объем куба с размером стороны в одну сотую метра, при температуре таяния льда — получила название грамм.
Сегодня эталоном килограмма является гиря в форме цилиндра, отлитая из сплава платины и иридия. Она хранится во Франции, в палате Мер, ее аналоги есть в каждой стране.
Интересные факты про килограмм:
Ньютон
Используется в системе единиц для обозначения силы. В соответствии со вторым законом Ньютона — это сила, которая воздействует на тело массой 1 кг и придает ему ускорение 1 м/с. Данное определение официально признано международным комитетом мер и весов в середине прошлого века. Единица измерения названа именем физика Исаака Ньютона, который является автором многих физических законов. Однако сам ученый считал, что единица измерения силы не может исчисляться, он рассматривал силу, как абстрактное явление.
Карат
Данная единица используется для взвешивания и определения массы драгоценных камней и металлов. Масса одного карата — 200 миллиграмм. Название «карат» происходит от названия семян рожкового дерева. Вес одного семечка равен одному карату. Раньше торговцы обязательно имели при себе такое семечко, что избежать обмана.
Интересный факт! В Древнем Риме одна золотая монета весила ровно 24 семечка рожкового дерева, поэтому караты стали использовать для определения объема золота в сплаве. 24 карата — золото без примесей, 12 каратов — 50% золота в сплаве.
Сантиграмм
Сантиграмм — одна стотысячная килограмма или одна сотая грамма. Узаконенное русское обозначение — «сг», латинский вариант — «cg».
Микрограмм
Одна из самых маленьких единиц измерения массы — одна миллионная грамма или одна тысячная миллиграмма. Существует несколько вариантов его обозначения. В Америке часто используют латинскую букву мю-г, но такой символ не рекомендуется использовать для медицинских рецептов, поскольку люди путают дозировку. Рекомендованное обозначение — mcg.
Нанограмм
Равняется одной миллионной миллиграмма и также входит в метрическую систему измерения.
Англо-американская
Английская система применяется во многих англоязычных странах. Несмотря на то, что в Великобритании на законодательном уровне действует десятичная, метрическая системы мер, обычные граждане, а также средства массовой информации по традиции используют прочно укоренившиеся значения — баррель, ярд, миля, пинта, унция. Некоторые единицы измерения известны во многих европейских странах, но есть такие, о которых обычный европеец даже не подозревает.
Фунт
Английское название основано на латинском слове Pender, что означает взвешивать, а слово фунт на латыни означает баланс. К счастью, фунт одинаков и в США, и в Великобритании, поэтому здесь нет никаких проблем. В единицах СИ это можно выразить как 453,592 г.
Унция
Наверняка многие видели на флаконах духов или емкостях с автомобильными жидкостями маркировку «fl. oz.» — это жидкая унция. Вес золота также измеряется в унциях, а других веществ или тел — в фунтах. В магазинах встречается обозначение «lb» или «lbs». Однако второй вариант ошибочный.
Одна унция равна 28,35 г. Унция нашла широкое применение в банковской, ювелирной сфере, обозначается аббревиатурой «oz» или «oz at». Термин впервые начал использоваться в Древним Риме, здесь унцией называли двенадцатую долю либры, затем единица измерения стала основной в средневековой Европе. Сегодня широко используется тройская унция в странах, где введены в действие англо-американские единицы измерения. Для их быстрого и точного перевода можно использовать конвертер массы.
Драхма
Существует несколько обозначений данной единицы измерения:
Интересно знать! В древних странах меры массы, а также денежные единицы назывались одинаково, поскольку один денежный знак содержал соответствующее количество серебра.
Старорусские
В старину единицы измерения массы формировались по естественным эталонам. Чаще всего использовали зерна, бобовые, муку, соль или воду, налитую в емкость определенного объема.
Берковец
Так называлась мера веса в 163,8 кг — 10 пудов, столько весила бочка, наполненная воском или медом, которую взрослый мужчина мог вкатить на корабль, следующий к острову Бьерк. Соответственно, использовали берковец для взвешивания воска или меда. Данная мера веса упоминалась в 12 столетии.
Золотник
В современной системе мер массы — это 4,26 г, изначально так называли монету из золота. За золотники на Руси покупали чай.
Русский фунт
Эту единицу измерения ввел русский царь Алексей Михайлович, соответствует 96 золотникам или 409,50 г. Фунтами продавали сахар.
Лот
Еще одна старинная русская мера веса, которая соответствует трем золотникам (12,8 г).
Пуд
Первые упоминания о пуде, как мере веса упоминается в 1134 году в грамотах князя Всеволода Мстиславича. Его использовали купцы для торговли медом и воском. Хотя его номинал со временем изменялся, он оставался в обиходе до 1918 года.
По последним данным (1899 год) его вес составлял:
Доля
Это самая мелкая единица массы, которая использовалась на Руси, — 0,044 г или 1/96 золотника. Для перевода золотника в граммы можно использовать конвертер массы.
История измерения массы
Самые старые из сохранившихся гирь были найдены в Верхнем Египте и датированы 9000 г. до н.э. Последовательная система мер и весов была разработана в Вавилоне, около 1800 г. до н.э.
Вавилонская шестидесятеричная система в сочетании с десятичной финикийской стала основой древней весовой системы.
В Риме измеряли вес еще в 4 веке до нашей эры, для этого использовали двенадцатеричную систему, базовой единицей был фунт. Именно римляне внедрили соотношение мер веса и объема. Римский фунт пережил падение империи и сыграл важную роль в раннем средневековье.
Лишь во времена правления Карла Великого в Западной Европе были предприняты попытки реформировать систему мер и весов и определить фиксированные отношения между числом, деньгами, весом и мерой. Используя римско-византийский стандарт, король франков установил вес новой монеты, серебряного денария. Здесь использовались простые математические вычисления:
История метрической системы
Началась во Франции в 19 столетии, во время Великой французской революции. Тогда к власти пришли депутаты Третьего сословия. Они сняли с себя налоговый груз и пришли к выводу, что действующая система мер сложная для восприятия и понимания, а также неудобная из-за огромного количества единиц измерения.
В то время каждый французский феодал имел право устанавливать собственное значение фунта, не удивительно, что к концу 17 века таких единиц измерения было уже около ста.
Французы разработали собственную систему измерения, она оказалась простая, доступная и надежная. Основная суть — преобразование любой единицы массы предполагает деление или умножение на степень числа 10.
Сначала приняли метр — десятимиллионная часть одной четверти меридиана. Следующим этапом стала разработка одного килограмма — для этого связали единицу длины и единицу массы.
Килограмм — объем воды, налитой в куб с длинной стороны одна десятая метра.
Изначально килограмм называли grave, в переводе означает — вес, но слово часто произносили grav, что очень напоминало дворянский титул. В результате название изменили на килограмм.
В конце 19 столетия был изготовлен эталон измерения массы — цилиндр из сплава платины и иридия, в соотношении 9:1. Он единственный в мире весит ни больше, ни меньше, а ровно 1 кг. Эталон накрыт тремя куполами из стекла, которые защищают его от внешнего воздействия и даже воздуха.
Предлагаем вашему вниманию простой гайд по быстрому переводу физических величин.Если вам сложно днлать это самостоятельно — используйте конвертер массы, длины или плотности на нашем сайте.
Онлайн конвертер объема, единицы и системы измерения, конвертация величин объема
Онлайн конвертер плотности, формулы расчета и единицы измерения
Онлайн конвертер площади, единицы измерения площади в разных системах, их быстрый перевод
Онлайн конвертер долей, перевод дюжин, процентов, промилле и других единиц
Калькулятор индекса массы тела, формула расчета ИМТ, преимущества и недостатки BMI
Онлайн конвертер систем счисления, перевод между десятичной, двоичной, восьмеричной и другими системами
Масса в физике
Содержание:
На странице -> решение задач по физике собраны решения задач и заданий с решёнными примерами по всем темам физики.
Масса
Всякое тело притягивается Землёй. Сила, с которой Земля притягивает тело, называется весом тела. С понятием веса тела тесно связано другое, более общее
понятие — масса тела.
Массой тела называется количество вещества, содержащегося в этом теле.
Масса литра воды в 1000 раз больше массы 1 см3 воды, масса бревна во много раз больше массы полена из такого же дерева. Словом, массы однородных тел тем больше, чем больше объёмы этих тел. При равенстве их объёмов равны и массы. Так, например, массы двух одинакового объёма кусков железа равны между собой. Если положить эти куски на чашки весов, то они окажутся в равновесии. Это даёт нам возможность измерять массы тел взвешиванием.
Рис. 98. Измерение массы тела.
Массы двух тел равны, если эти тела одинаково притягиваются Землёй в одном и том же месте,
т. е. если они уравновешивают друг друга на чашках рычажных весов. При этом совершенно безразлично, из каких веществ состоят эти тела. Если массу одного из этих тел принять за единицу массы, то и масса другого тела, которое уравновешивается первым, будет также равна единице массы.
За единицу массы принята масса платинового цилиндра, хранящегося в Сере (близ Парижа). Эта масса называется килограммом. В отличие от единицы силы, обозначаемой кГ, единица массы сокращённо обозначается кг.
В физике за единицу массы принимают 0,001 кг. Эта единица называется граммом (сокращённое обозначение—г).
В практике эталоны масс изготовляют в виде гирь различной величины.
Чтобы измерить массу тела, надо положить на одну чашку весов это тело, а на другую—гири. При равновесии весов масса тела равна массе гир. На рисунке 98 показано, что масса тела равна 0,5 кг.
Второй закон Ньютона
Во втором законе Ньютона устанавливается связь между силой, действующей на тело, массой тела и ускорением, с которым движется это тело.
Рис. 99. Прибор для установления зависимости ускорения от силы, действующей на тело.
Рассмотрим сначала, как зависит ускорение одного и того же тела от величины силы, действующей на тело. Проделаем следующий опыт (рис. 99). К тележке, которая может (с малым трением) двигаться по столу, прикреплён динамометр. К другому концу динамометра прикреплена нитка с грузом М, переброшенная через блок. По показаниям динамометра мы сможем определить силу, действующую на тележку. Пользуясь капельницей, отметим пути, пройденные тележкой при ускоренном движении за различные промежутки времени под действием постоянной силы. Измерения показывают, что пути эти пропорциональны квадратам времён. Таким образом, движение под действием постоянной силы есть равноускоренное движение.
Измерив длину пройденного тележкой пути за какой-нибудь промежуток времени t, по формуле 
определяем ускорение а.
Будем подвешивать к концам нити различные грузы, каждый раз измеряя динамометром силу и вычисляя соответствующее этой силе ускорение тележки.
Результаты таких измерений и вычислений отражены в таблице.
Из таблицы видно, что с увеличением силы в 1,5 раза ускорение увеличивается тоже в 1,5 раза; если сила увеличивается в 2 раза, в 2 раза увеличивается и ускорение, и т. д., т. е. ускорение тележки прямо пропорционально силе, действующей на тележку.
Математически это можно записать в виде формулы:
Чтобы установить, как зависит ускорение от массы тела, будем действовать на тележку какой-нибудь постоянной силой.
Нагружая тележку гирями, изменим массу движущихся тел.
Ускорение, получаемое тележкой, будем вычислять так же, как и в первом случае.
Результаты опытов снова занесём в таблицу.
Данные таблицы показывают, что при неизменной силе увеличение массы тела в два раза приводит к уменьшению ускорения в два раза, и наоборот, при уменьшении массы в два раза ускорение увеличивается в два раза, т. е. ускорение тележки с грузами обратно пропорционально их общей массе. Математически этот вывод можно
выразить формулой:
Итак, результаты опытов показывают, что ускорение, с которым движется тело, пропорционально действующей на тело силе и обратно пропорционально массе этого тела.
Кроме того, ускорение тела совпадает с этой силой по направлению.
Этот вывод, как показал Ньютон, имеет всеобщий характер; он носит название второго закона Ньютона.
Во втором законе Ньютона говорится о действии одной силы. Но практически на тело всегда действуют несколько сил. Нам уже известно, что в расчётных целях мы действие нескольких сил можем заменить действием одной силы — равнодействующей. Поэтому в случае, когда на тело действуют несколько сил, под силой, вызывающей ускорение тела, подразумевается их равнодействующая.
Второй закон Ньютона математически можно выразить в виде следующей формулы:
откуда 
Величина силы равна произведению массы тела на ускорение.
Таким образом, второй закон Ньютона позволяет вычислить величину силы, если известна масса тела и ускорение, с которым оно движется.
В частности, на основании второго закона Ньютона вес тела Р можно выразить через массу этого тела т и ускорение свободного падения g:
Из сопоставления формулы F=ma и P=mg видно, что
т. е. ускорение движения тела под действием некоторой силы во столько же раз больше или меньше ускорения свободного падения, во сколько раз действующая сила больше или меньше веса тела.
При решении задач с помощью указанного выше отношения однородные величины должны быть выражены в одних и тех же единицах.
Пример. Санки с седоком весят 70 кГ и скатываются с горы с ускорением 
Определить силу, движущую санки.
Из формулы 
определим F:
Масса — мера инертности тела
Первый закон Ньютона утверждает, что всякое тело обладает свойством инерции, иначе говоря, всякое тело инертно. Какова мера инертности тела? Обратимся к следующему примеру.
Пусть по горизонтальному пути с одинаковой скоростью движутся два вагона, один пустой, другой гружёный. Пусть на каждый из них одновременно начали действовать одинаковые силы, тормозящие их движение. Какой из этих вагонов будет дольше сохранять своё движение? Опыт показывает, что гружёный вагон будет двигаться дольше, следовательно, можно сказать, что он обладает и большей инертностью. Но масса гружёного вагона больше массы пустого; отсюда следует, что чем больше масса тела, тем более оно инертно.
Рис. 100. Масса наковальни значительно больше массы молота.
Этот вывод непосредственно вытекает из второго закона Ньютона. Действительно, по второму закону Ньютона 
т. е. ускорение обратно пропорционально массе, а так как масса гружёного вагона больше массы пустого, то и ускорение его движения будет меньше (ускорение направлено против движения). Следовательно, гружёный вагон дольше будет сохранять своё движение.
Итак, масса тела является мерой его инертности.
Из второго закона Ньютона 
следует,что любая сколь угодно малая сила может вызвать ускоренное движение тела.
Не противоречит ли этому то, что мы иногда, толкая тяжёлый предмет, не можем сдвинуть его с места? Нисколько не противоречит. Дело в том, что между предметом и полом существует трение, и нам, чтобы привести его в движение,надо преодолеть это трение, а для этого сила, с которой мы толкаем предмет, должна быть больше силы трения, что не всегда бывает.
Изменение скорости тела зависит от массы тела и от времени действия силы на тело. Это видно хорошо на следующем опыте.
Положим на одну чашку весов тяжёлую плиту и уравновесим её гирями или каким-нибудь другим грузом. Если резко ударить небольшим молоточком по плите, то равновесие весов не нарушится.
Если же положить на чашки весов тела с малой массой, то уже при самом незначительном ударе равновесие весов нарушится.
Чем больше масса тела, тем меньшее изменение скорости вызывает действующая на него сила. Это учитывается в технике.
Рис. 101. Машина на массивном фундаменте.
Так, например, для уменьшения сотрясений от ударов делают массивными и прочно соединяют с землёй мостовые „быки“ и упоры; массивными делают наковальни: относительные размеры молота и наковальни видны на рисунке 100. По этой же причине станки и машины делают массивными и устанавливают их на массивные фундаменты. На рисунке 101 изображена машина, установленная на массивном основании.
Нам известен способ определения массы тела с помощью взвешивания тела на рычажных весах. Второй закон Ньютона даёт нам другой способ определения массы — как меры инертности тела по величине силы и ускорению:
Опытом проверено, что оба эти способа определения массы тела (по весу и по инертности) дают совершенно одинаковые результаты.
Система единиц измерения механических величин
Чтобы применять формулы для числовых расчётов, необходимо установить, в каких единицах измеряются физические величины.
Физические законы связывают физические величины определёнными зависимостями. Поэтому если произвольно выбрать единицы для измерения некоторых величин, то единицы для измерения других величин получатся на основе соответствующих законов. Например, в формуле s = vt дана зависимость между тремя величинами. Если мы произвольно выберем единицы каких-нибудь двух величин, то единица третьей величины определится из этого уравнения. Условившись, например, измерять путь в метрах, а время в секундах, мы должны будем измерять скорость в 
Зависимости, существующие между физическими величинами, дают возможность составить такую совокупность единиц, в которой для измерения механических величин достаточно выбрать произвольно три единицы: единицу длины, единицу массы, или силы, и единицу времени; такая совокупность единиц называется системой единиц.
Выбранные произвольно единицы системы называются основными единицами, а все другие — производными единицами.
В физике принята система единиц, в которой основными единицами являются: единица длины—1 см (сотая часть международного метра), единица массы— 1 г (тысячная часть международного килограмма) и единица времени—1 сек ( 
средних солнечных суток, измеряемая весьма точными часами, которые систематически проверяются астрономическими наблюдениями) (Солнечные сутки—промежуток времени между двумя следующими друг за другом полуднями. Так как продолжительность солнечных суток в разные времена года несколько различна, то в практику введены средние солнечные сутки, продолжительность которых равна средней длительности суток за год).
Эта система называется системой единиц CGS (по первым буквам слов—сантиметр, грамм, секунда).
Единица скорости в этой системе 
единица ускорения 
Полагая в формуле F=ma второго закона Ньютона m = 1 г, получим единицу силы в системе CGS:
За единицу силы в системе CGS принимается такая сила, под действием которой масса в 1 г движется с ускорением, равным 
Эта единица называется диной (сокращённо дн). 
В системе единиц, применяемой в настоящее время в СССР при электрических и магнитных измерениях, за основные единицы принимаются:
единица длины — 1 м,
единица массы — 1 кг,
единица времени — 1 сек,
единица тока — 1 ампер.
Сокращённо мы эту систему единиц будем называть MKSA (по первым буквам слов—метр, килограмм, секунда, ампер).
Единицей силы в системе MKSA будет такая сила, под действием которой масса в 1 кг движется с ускорением 
Эта единица называется ньютон (сокращённо н). Таким образом,
Вычислим, сколько в одном ньютоне содержится дин. 
или 
В практике довольно широко распространена так называемая техническая система единиц. В этой системе основными единицами являются:
единица времени—1 сек.
Единица массы в этой системе единиц является производной и может быть определена из равенства 
т. е. единицей массы в технической системе единиц является масса, которая под действием силы в 1 кГ движется с ускорением 
Сокращённое обозначение этой единицы—т. е. м. Таким образом,
Между различными единицами массы и силы существуют следующие соотношения:
1 кГ есть сила, с которой Земля притягивает массу в 1 кг и сообщает ей ускорение 
Отсюда: 
или округлённо:
Так как 
то 1 кГ = 9,8 н. 
Примеры решения задач на второй закон Ньютона
1. Постоянная сила, равная 2 кГ, действует на тело, вес которого 19,6 кГ. С какой скоростью будет двигаться тело в горизонтальном направлении по прошествии 5 сек., если начальная скорость движения равна нулю?
Расчёты ведём в системе CGS.
Дано: F = 2 кГ=2*980000 дн = 1960000 дн;
m=19600 г; t = 5 сек. Найти 
Под действием постоянной силы тело будет двигаться равноускоренно. Скорость этого тела определим по формуле:
Время t дано по условиям задачи.
Ускорение найдем на основании второго закона: 
Ответ: 
2. Тело весом 98 кГ движется со скоростью, равной 
Какую силу надо приложить, чтобы остановить это тело в течение 5 мин.? Расчёты провести в технической системе единиц.
Дано: Р = 98 кГ; 
t = 300 сек. Найти F.
Искомую силу найдём на основании второго закона:
Под действием этой силы тело будет двигаться равнозамедленно, отрицательное ускорение его а определим по формуле;
Так как 
то
и 
По второму закону Ньютона Р = mg, откуда
Ответ. 
3. На тело, движущееся с начальной скоростью в 
подействовали силой в 10 Г в направлении движения, после чего тело прошло за 5 сек. путь в 200 м. Определить вес тела. Расчёты провести в системе CGS.
Вес тела в системе CGS, выражаемый в динах, найдётся на основании второго закона Ньютона:
Надо найти массу в граммах. Для этого воспользуемся тем F же вторым законом, 
ускорение а по условиям задачи вычислим по формуле:
Ответ. 
При решении физических задач мы производим математические действия не только с числовыми значениями величин, но и над их наименованиями. Если предварительно все величины, указанные в задаче, выразить в единицах одной системы единиц и правильно применить соотношения, существующие между физическими величинами, то ответ всегда получится в единицах этой системы. Это позволяет нам не загромождать вычисления наименованиями единиц; достаточно указать наименование величины только в окончательном результате.
Пример. Тело массой 0,01 кг, двигаясь равноускоренно без начальной скорости, за 1 мин. прошло в горизонтальном направлении путь, равный 18 м. Определить силу, действующую на тело.
Дано: m = 0,01 кг; t = 1 мин.; s = 18 м. Найти F.
Выражаем все данные в задаче величины в единицах одной системы, например в системе CGS.
m = 10 г; t = 60 сек.; s = 1800 см.
По второму закону Ньютона F = ma. (1)
Масса дана, ускорение а находим по формуле пути равноускоренного движения: 
откуда
Подставим значение а из равенства (2) в равенство (1), получим:
Подставляя численные значения величин в равенство (3), определим величину силы F:
Услуги по физике:
Лекции по физике:
Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔ 
Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.
Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.