Les unités sont le newton par mètre et le newton par mètre carré. Exemple de tâche

2024 Auteur: Angel Austin | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 05:26

Les unités de mesure en physique jouent un rôle important dans la résolution de problèmes pratiques. Grâce à eux, il est possible de déterminer l'exactitude du résultat obtenu et de comprendre sa valeur quantitative par rapport à un standard connu. Considérons dans l'article ce qu'est une grandeur physique avec une unité de mesure newton par mètre.

Newton est une unité de force

Chaque étudiant sait qui est Isaac Newton et quelle contribution il a apportée au développement de la mécanique classique. Avec une certitude absolue, nous pouvons dire que la dynamique, en tant que branche de la physique qui étudie les forces, est entièrement construite sur les lois du grand scientifique anglais. Par conséquent, la communauté internationale a décidé d'appeler l'unité de force le Newton (N). Un newton est une force telle que, agissant sur un corps pesant 1 kilogramme, lui indique une accélération de 1 m/s2.

Newton est l'unité principale de force de tout type. Cependant, ce n'est pas l'une des sept unités de base du système SI international. Comme c'étaitdit, il est défini par 3 autres concepts de base - un kilogramme (une mesure de masse), un mètre (une mesure de distance dans l'espace) et une seconde (une mesure de temps).

Qu'est-ce qu'un newton par mètre ?

Après avoir pris connaissance du concept de "newton" en tant qu'unité de mesure des forces, revenons au sujet de l'article. Quelle est la valeur d'un newton multiplié par un mètre ? Pour ceux qui ne peuvent pas répondre immédiatement à la question posée, écrivons cette opération sous forme mathématique:

A=Fl

Si, sous l'effet de la force F, le corps se déplace d'une distance l, alors le produit de ces grandeurs physiques donnera le travail effectué par la force dans la direction du mouvement.

Le travail est une caractéristique énergétique, il se mesure en joules (J). Un joule, conformément à la définition du travail, est l'énergie qu'une force de 1 newton dépensera lors du déplacement d'un corps de 1 mètre.

Selon le processus physique, le travail effectué sur les corps en mouvement peut être converti en différents types d'énergie. Par exemple, si une grue de construction soulève une dalle de béton, son énergie potentielle dans le champ de gravité augmente. Autre exemple: des personnes, appliquant une force constante, poussent une voiture pendant un certain temps. Une partie du travail dépensé va à surmonter la force de frottement de roulement et, par conséquent, va dans l'énergie thermique, l'autre partie va à augmenter l'énergie cinétique du véhicule.

Ainsi, un newton par mètre est une unité de travail appelée joule.

Instantforce

Outre le travail, cette unité est également utilisée pour mesurer le moment de force. Ce dernier est décrit par la même formule que le travail, cependant, la force dans ce cas est dirigée sous un certain angle par rapport au vecteur l, qui est la distance entre le point d'application de la force et l'axe de rotation.

Malgré le fait que le moment de force soit décrit en unités de travail, ce n'est pas le cas. Il est également appelé couple, car il montre la capacité d'une force externe à faire tourner le système autour d'un axe et à lui donner une certaine accélération angulaire. Si le moment de force est multiplié par l'angle de rotation en radians, alors nous obtenons le travail. L'unité de mesure ne changera pas.

Unité de pression

Dans le cadre du sujet de l'article, nous examinerons également comment la pression est mesurée en physique. Les passionnés de cette science donneront rapidement la bonne réponse en nommant le pascal comme unité de mesure de la pression en SI. Dans les problèmes et dans la pratique, d'autres unités de pression sont souvent rencontrées, qui sont pratiques à utiliser dans chaque cas spécifique. Donc, répandu: atmosphère, torr ou millimètre de mercure et bar. Chacun d'eux est traduit de manière unique en Pascals, en utilisant le facteur de conversion approprié.

Nous considérons la pression dans le cadre de cet article car elle est étroitement liée à la force. Par définition, la pression est une quantité égale au rapport de la force agissant perpendiculairement à la surface sur l'aire de cette surface, soit:

P=F / S

De cette égalité on obtient l'unitémesurer le newton par mètre carré (N/m²). La valeur de 1 N/m^{2est appelée pascal d'après le physicien français Blaise Pascal, qui a conçu le baromètre et mesuré la pression atmosphérique à différentes hauteurs par rapport au niveau de la mer.}

Un pascal est une très petite quantité de pression. Sa valeur peut être imaginée si nous prenons 100 millilitres d'eau distillée et la répartissons sur une surface de 1 mètre carré. Par exemple, notez que la pression atmosphérique au niveau de la mer est d'environ 100 000 pascals.

Par souci d'exhaustivité, notons que les grandeurs dont l'unité de mesure est le newton multiplié par un mètre carré n'existent pas en physique.

Exemple de problème

Il est nécessaire de déterminer quel travail a été effectué par gravité si le corps est tombé d'une certaine hauteur à la surface de la terre en 5 secondes. Prenez le poids corporel égal à un kilogramme.

La gravité peut être calculée à l'aide de la formule:

F=mg=19, 81=9, 81 H

Pour déterminer la hauteur à partir de laquelle le corps est tombé, vous devez utiliser la formule pour un mouvement uniformément accéléré sans vitesse initiale:

h=gt² / 2=9.815^{2 / 2=122.625 m}

Pour faire le travail par gravité, multipliez F et h:

A=Fh=9.81122.625 ≈ 1203 J

La gravité a fait un travail positif d'environ 1 200 newtons par mètre, soit 1,2 kilojoules.