30.Вага тіла.

Вагою тіла ми називаємо силу, з якою тіло притягається до Землі. Тіло, яке знаходиться на якій-небудь підставці, наслідком притягання його Землею, тисне на підставку. Якщо тіло нічим не підтримується, воно падає з прискоренням величина якого в різних місцях Землі різна. Далі ми дізнаємось про причини різниці величини в різних місцях.

Знаючи масу тіла m і прискорення ми можемо написати залежність між вагою тіла P , його масою й прискоренням такою формулою:

Через те, що g для різних точок земної поверхні має різні значення, вага того самого тіла в різних місцях земної поверхні буде неоднакова.

Нехай ми маємо два тіла: маса одного m₁ , маса другого m₂ .

Вага одного тіла (1), вага другого тіла в тім самім місці земної поверхні (2).

Поділивши рівність (1) на (2), отримаємо . Маси тіл пропорційні до їх ваги.

Пропорційність маси і ваги дає змогу порівнювати різні маси між собою, вимірюючи їх вагу. Якщо в певному місці вага якого-небудь тіла в n разів більша, ніж вага другого тіла, то маса першого тіла в n разів більша від маси другого тіла.

Вага гирі 100 г більша від ваги гирі 1 г у 100 раз. Отже, і маса гирі 100 г більша від маси гирі 1 г у 100 раз.

Визначимо, яку вагу має тіло масою на 1 г. Гиря на 1 г при вільному падінні набуває прискорення рівного 981 см/сек² значить, вага гирі на 1 г = 1*981 =981 Н. Через те, що маса гирі на 1 кг становить 1 000 г, вага гирі на 1 кг дорівнює 1 000 * 981 =981000 Н.

Запитання.

1. Що називається вагою тіла ?

2. Чому дорівнює вага тіла, маса якого n грамів?

3. На полюсі прискорення сили ваги 983 см/сек² . Скільки на полюсі важить гиря на 1 г?

4. На екваторі прискорення сили ваги 978 см/сек² . Скільки важить на екваторі гиря на 50 г?

31.Імпульс сили і кількість руху.

За другим законом Ньютона при k=1 :

(1)

Помноживши обидві частики рівняння (1) на t , отримаємо:

(2)

Добуток сили на час називається імпульсом сили. Рівняння (2) виражає співвідношення між діючою силою, часом дії, масою тіла й швидкістю, якої набуває за цей час дана маса. Це співвідношення можна сформулювати так: зміна кількості руху тіла числом дорівнює імпульсові сили, що діє на нього.

Поділивши обидві частини рівняння (2) на m одержимо:

(3)

тобто зміна швидкості будь якого тіла пропорційна до імпульсу сили й обернено пропорційна до маси тіла. Ця умова має велике практичне значення при ударах. Так, наприклад, для зменшення струсів від ударів роблять масивними і міцно з'єднаними з землею мостові бики, станини верстатів, а також роблять масивними ковадла, буфера й всякі інші предмети, що під час роботи сприймають удари.

Якщо тіло спочатку було у спокої, то v₀=0 , і формула (2) набуває такого виду:

(4)

Якщо сила велика, але час її дії на тіло дуже малий, то імпульс такої сили може бути не великий. Навпаки, при тривалій дії малої сили — імпульс сили може бути великий. Так, наприклад, натискуючи на двері рукою, ми без великого зусилля можемо їх відчинити. В той же час куля з рушниці пробиває двері, але не відчиняє їх.

Запитання та вправи.

1. Що називається кількістю руху?

2. Що називається імпульсом сили?

3. Подати приклади, з яких можна бачити, що дія сили залежить, від тривалості її дії.

4. Якої швидкості набуває тіло масою на 20 г, якщо на нього протягом 6 секунд діятиме сила на 100 Н?

5. Тіло масою на 50 г, рухаючись з швидкістю 10 м/сек , за 4 секунди дії сили набуло швидкості 30 см/сек . Знайти величину сили, що діяла на тіло.

6. Куля масою на 20 г, рухаючись з швидкістю 800м/сек, за 0,005 секунди пробиває дошку, наслідком чого її швидкість меншає до 400 м/сек . Визначити силу опору дошки.

7. Молот, що важить 10 кг, ударяє з силою 400 кг. Визначити тривалість удару, якщо швидкість молота під час удару була 5 м/сек .

8. З гармати вилітає снаряд, що важить 20 кг, з швидкістю 600 м/сек. Визначити середню силу тиску газів, якщо снаряд рухався всередині гармати 0,01 секунди.