Вес тела – кратко формула, определение, примеры нахождения, единица измерения (7 класс, физика)

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 261.

Обновлено 16 Июля, 2021

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 261.

Обновлено 16 Июля, 2021

Понятие «вес тела» очень часто используется в повседневной жизни. Многие продукты и материалы покупаются, исходя из измеренного веса. Как правило, в быту понятие веса отождествляется с понятием массы тела. Однако в физике это не одно и то же. Более того, эти величины не равны. Рассмотрим эту тему подробнее, приведём определение и формулу веса тела.

Вес тела

Чтобы понять физическую природу веса тела, достаточно вспомнить, как происходит взвешивание на пружинных весах. На чашку весов укладывается тело, под действием силы тяжести оно сжимает пружину, и по степени этого сжатия можно судить о том, сколько весит тело.

То есть сила, с которой тело воздействует на опору, называется весом.

Найдём величину этой силы. На тело, имеющее опору, действует сила тяжести $m \overrightarrow {\mathrm{g}}$ и сила реакции опоры $ \overrightarrow {N}$.

По третьему закону Ньютона, тело также действует на опору с равной силой $ \overrightarrow {P}= – \overrightarrow {N}$ (противоположной по направлению). Эта сила и есть вес тела.

Если опора (и тело вместе с ней) движется вверх с ускорением $ \overrightarrow {a}$, то по второму закону Ньютона имеем:

$$\overrightarrow {N}+ m \overrightarrow {\mathrm{g}} = m \overrightarrow {a}$$

Учитывая равенство веса и его противоположную направленность относительно реакции опоры, после проецирования на ось координат, направленную вниз, можно записать:

$$P = m (\mathrm{g} – a)$$

Это и есть формула веса тела массой $m$, существующего в условиях гравитации (ускорение свободного падения $\mathrm{g}$), имеющего опору, которая двигается вверх с ускорением $a$.

Рис. 1. Вес тела

Свойства веса тела

Из вышесказанного можно сделать важные выводы.

  • Во-первых, как физическая величина, вес является силой. Поэтому единица измерения веса в физике — ньютон.
  • Во-вторых, вес — фактически, это проявление сил упругости. Вес появляется в результате взаимодействия тела с опорой.
  • В-третьих, вес зависит от ускорения, с которым движется опора. Если опора неподвижна (или движется равномерно и прямолинейно), то вес равен силе тяжести.

Последнее свойство показывает, что вес — это величина непостоянная, и может быть как меньше, так и больше силы тяжести, в зависимости от движения опоры.

Невесомость и перегрузки

Таким образом, вес без опоры не существует. Говорят, что тело, у которого нет опоры, находится в состоянии невесомости.

Рис. 2. Невесомость.

Обратите внимание, состояние невесомости не зависит от того, действует ли на тело гравитационная сила или нет. Предмет во время свободного падения, кабина лифта в момент начала спуска, когда натяжение троса исчезло, человек во время прыжка — всё это примеры состояния невесомости, которое появляется, несмотря на действие силы тяжести.

Из формулы веса тела следует, что если опора движется с ускорением, у тела появляется вес, который может быть даже больше, чем сила тяжести. В этом случае говорят о возникновении перегрузок.

Поскольку в формулу веса входит масса и сумма ускорения, перегрузку можно измерять в единицах $\mathrm{g}$. Для нахождения перегрузки используется формула:

$$k= {m(\mathrm{g} + a) \over m\mathrm{g}}=1+{a\over \mathrm{g}}$$

Фактически перегрузка показывает, во сколько раз вес тела больше силы тяжести, действующей на тело на Земле. Перегрузка $k=1$ означает обычный вес тела, перегрузка $k=2$ означает, что вес тела вдвое больше, чем сила тяжести и так далее.

Рис. 3. Перегрузки.

Что мы узнали?

Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору. Фактически это проявление силы упругости. Тело, у которого нет опоры, находится в состоянии невесомости. Если опора тела двигается с ускорением, тело испытывает перегрузки.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

    Пока никого нет. Будьте первым!

Оценка доклада

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 261.


А какая ваша оценка?

Вес тела, теория и онлайн калькуляторы

Вес тела, теория и онлайн калькуляторы

Силу с которой Земля притягивает к себе тела, называют силой тяжести. Она действует на все тела, находящиеся около Земли. Если эти тела не падают на Землю, то это происходит из-за того, что их движение ограничено другими телами, например, опорой, нитью, пружиной и т.д.

Тела, служащие ограничителями перемещения других тел, называют связями. Связи препятствуют свободному движению тела. Так, поверхность стола — связь для книги, которая лежит на нем, пол — связь для стола, который стоит на этом полу.

При воздействии силы тяжести, связи подвергаются деформации, при этом реакция деформированной связи, уравновешивает силу тяжести. Деформации некоторых связей легко увидеть, так деформация пружины, если подвесить на нее груз легко увидеть. Деформации некоторых других связей можно обнаружить только при помощи точных приборов, которые регистрируют маленькие перемещения.

Определение веса тела

Определение

Весом тела ($\overline{P}$) называют силу, с которой тело оказывает воздействие на опору или подвес вследствие притяжения тела к Земле.

Если тело находится в состоянии покоя относительно поверхности Земли, сила тяжести уравновешивается реакцией опоры или подвеса, удерживающей тело от падения:

\[{\overline{F}}_r=-m\overline{g}\left(1\right).\]

В соответствии с третьим законом Ньютона тело действует на связь с силой $\overline{P}$, равной по модулю силе ${\overline{F}}_r$, но противоположной по направлению, получаем:

\[\overline{P}=m\overline{g\ }\left(2\right).\]

Вес тела и сила тяжести

Обратим внимание еще раз, вес тела равен силе тяжести ($m\overline{g\ }$), только в том случае, если тело и опора (подвес) неподвижны в системе отсчета, связанной с Землей. И еще раз напомним, что сила тяжести приложена к телу, которое находится на опоре или подвесе, а все тела приложен к опоре (подвесу). Сила тяжести и вес тела — это не одна и та же сила. Сила тяжести всегда равна $m\overline{g\ }$, ее величина не зависит от движения тела, вес тела зависит от ускорения, с которым тело и опора перемещаются.

Вес тела может быть как больше $m\overline{g\ }$, так и меньше силы тяжести. В состоянии невесомости вес тела равен нулю (или почти равен нулю).

Для измерения веса используют реакцию деформированной связи. С этой целью используют динамометр (пружинные весы), который градуируют в единицах силы.

Можно измерить вес другим способом, используя равноплечие весы. Подбирают гирю-эталон (это тело, вес которого равен единице силы). Делают гири, которые в несколько раз больше или меньше эталона. Такую систему гирь называют разновесом. На одну чашу весов укладывают тело, вес которого следует найти, на другую чашу ставят гири до уравновешивания весов. Для равновесия равноплечих весов нужно, чтобы на обе чаши воздействовали равные силы, следовательно, вес тела при равновесии весов, равен весу гирь.

Примеры задач с решением

Пример 1

Задание. В лифте к пружинным весам подвешено тело массы $m$. Лифт перемещается с ускорением $a$. Что показывают весы, если ускорение лифта направлено вертикально вверх?

Решение.Определить, что показывают весы, значит найти вес тела $P$, то есть силу, с которой это тело действует на пружину весов. Данная сила будет равна по величине и противоположна по направлению силе реакции опоры ($\overline{N}$), которая действует на груз, подвешенный к весам, по третьему закону Ньютона:

\[\overline{P}=-\overline{N\ }\left(1.1\right).\]

Значит, задача сводится к нахождению силы реакции опоры ($\overline{N\ }$). Рассмотрим силы, действующие на груз, движущийся в лифте (рис.1). Задачу будем решать в инерциальной системе отсчета, связанной с Землей.

Запишем второй закон Ньютона для сил, которые действуют на груз:

\[m\overline{g}+\overline{N}=m\overline{a}\left(1.2\right).\]

Запишем проекцию (1.2) на ось Y:

\[N-mg=ma\ \left(1.3\right).\]

Из уравнения (1.3) следует, что модуль силы реакции пружины равен:

\[N=m\left(a+g\right).\]

Получаем, что весы покажут вес тела, равный силе:

\[P=m\left(a+g\right).\]

Ответ. $P=m\left(a+g\right)$

Пример 2

Задание. Самолет описывает мертвую петлю, радиус которой равен $R$. Во сколько раз вес тела летчика в нижней токи петли больше его силы тяжести ($\frac{P}{mg}$)? Скорость самолета считайте постоянной, равной $v$.

Решение. Сделаем рисунок.

Будем считать, что мертвая петля имеет форму окружности. Вес тела летчика будет сонаправлен с силой тяжести летчика в нижней точке петли, равен по модулю силе реакции опоры, на которой находится человек. 2}{gR}$

Читать дальше: вынужденные колебания.

236

проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности

Мы помогли уже 4 396 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!

Расчет идеальной массы тела — Компаньон

Ваш вес многое говорит о вашем здоровье, поэтому очень важно знать и достигать своей идеальной массы тела. Превышение или понижение вашего идеального веса означает, что вам, возможно, придется внести некоторые изменения в образ жизни, особенно в плане питания и фитнеса.

Как рассчитать идеальную массу тела? Какова формула идеальной массы тела? Как можно поддерживать идеальную массу тела? Что такое ИМТ и в чем разница между ИМТ и идеальной массой тела? Перейдите в нашу статью, чтобы найти ответы.

Какова идеальная масса тела?

Идеальная масса тела (ИМТ) — это масса тела, которая, как считается, имеет максимальный потенциал для здоровья и самый низкий риск смертности для этого человека.

Несмотря на то, что существует формула для расчета идеальной массы тела, существуют дополнительные переменные, такие как:

  • Пол
  • Возраст
  • Текущее состояние здоровья
  • Соотношение мышечной массы и жира
  • Распределение жира в организме
  • Форма тела (талия) (соотношение обхвата бедер, обхвата талии и роста)
  • Размер корпуса

Эти факторы необходимо учитывать, чтобы получить полное представление о вашем общем состоянии здоровья и идеальном весе.

Расчет идеальной массы тела

Таблица идеального веса тела

Таблица идеальной массы тела

Формула идеальной массы тела

По данным Американского общества анестезиологов (ASA):

  • Идеальная масса тела для мужчин вычисляется по формуле: 50 + (0,91 × [рост в сантиметрах – 152,4])
  • Идеальная масса тела для женщин рассчитывается по формуле: 45,5 + (0,91 × [рост в сантиметрах – 152,4])

Разница между идеальной массой тела и ИМТ

Индекс массы тела (ИМТ) — это показатель, который использует ваш рост и вес, чтобы определить, является ли ваш вес нормальным. По сравнению с формулой идеального веса тела, она менее валидна с точки зрения оценки вашего здоровья.

ИМТ дает быстрое представление о том, является ли ваш вес здоровым или нет, но формула идеального веса тела более действительна при попытке рассчитать и поддерживать здоровый вес.

Как поддерживать идеальную массу тела?

Хотя достижение идеального веса и его поддержание — обширная тема, вот наши главные советы по поддержанию идеального веса тела:

  1. Ешьте цельные, в идеале органические продукты и избегайте сладкого, жирного закуски .
  2. Пейте больше воды .
  3. Занимайтесь спортом ежедневно не менее 15 минут.
  4. Выспаться .
  5. Внедрите рациональный режим питания, например прерывистое голодание .

Итого

Имейте в виду, что число, представляющее ваш идеальный вес тела, является только справочным.

Суть в том, чтобы сделать выбор в пользу здорового образа жизни, например, регулярно заниматься спортом, быть активным каждый день, есть сбалансированное питание, включающее необработанную и настоящую пищу, достаточно спать и поддерживать здоровый и сбалансированный образ мышления.

Таким образом, чтобы узнать свой идеальный вес тела, вы должны проконсультироваться со своим врачом или поставщиком медицинских услуг для конкретного расчета.

Расчет дозы по массе тела

Расчет дозы по массе тела

Некоторые лекарства, особенно для детей, могут быть назначены в зависимости от массы тела человека (кг) или площади поверхности тела (м). Просто умножьте дозу на вес, чтобы определить требуемую дозу, которая затем может быть помещается в другую формулу.

Пример

Требуется 2 мг/кг препарата в разовой дозе. Ребенок весит 18 кг. Сколько миллиграмм вы дадите?

2 х 18 = 36 мг

Пример

Амоксициллин назначают по 35 мг/кг/24 ч в 3 разделенные дозы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *