Classificando peso e massa

Uma das forças que você está convidado a lidar com frequência em física é a força em um objeto a partir de um campo gravitacional. Perto da Terra ou de outra grande massa (como a Lua), todos os objetos experimentar uma força descendente de a gravidade na superfície da Terra, cada quilo de massa experimenta uma força descendente de 9,8 N. Se a única força que atua sobre um objeto próximo da Terra é a gravidade, em seguida, esse objecto irá ter uma aceleração de 9,8 m / s2

para baixo, que é de cerca de 32 pés / s2 baixa.

Uma vez que a equação SigmaF = mamãe vale para todas as forças, é possível calcular a força de um objeto se sente devido à gravidade. Aqui estão algumas coisas para manter em mente quando se lida com a força ea gravidade:

  • A força sobre um objeto é proporcional à massa do objeto. Por exemplo, o dobro da massa significa o dobro da força.

  • Porque uma = F/m, o dobro da força ainda significa a mesma aceleração, se você tem o dobro da massa. A aceleração da gravidade é constante perto da superfície da Terra, não a força. Tanto um objeto de 1 kg e um objecto 2 kg vai cair com uma aceleração de 9,8 m / s2 para baixo perto da superfície da Terra.

  • A aceleração devida à gravidade aponta para baixo, em direção ao centro da Terra.

A aceleração da gravidade na superfície da Terra carrega o símbolo g. Isso significa SigmaF = mamãe torna-se F = mg quando a única força em um objeto é a gravidade como uma equação vetorial, que é F = mg,onde o vetor g está apontando para baixo.

Em termos práticos, a menos que você está lidando com pontos tão distantes que a curvatura da Terra importa, g é apenas considerada como agindo sempre no mesmo sentido descendente.

pergunta amostra

  1. Você está tentando levantar uma mala com uma massa de 20 kg. Quanta força você deve aplicar, no mínimo, para levantar a mala?

    A resposta correta é de 200 N.

    Para ser capaz de levantar a mala, você tem que vencer a força da gravidade. Calculá-lo da seguinte forma: F = mg = (20 kg) (9.8m / s2) = 196 N. Com algarismos significativos, este arredonda a 200 N.

questões práticas

  1. Você está segurando uma bola de basquete em suas mãos. Se isso de basquete tem uma massa de 0,8 kg, quanta força você deve fornecer para segurá-la contra a gravidade?

  2. A bola cai de um penhasco. Quão rápido é que vai 1,0 segundo mais tarde (desprezando a resistência do ar)?

  3. A bola cai de um penhasco. Até onde ele foi? Em 2,0 segundos (negligenciando a resistência do ar)?

  4. Um pára-quedista salta de um avião. Até onde ele foi 4,0 segundos mais tarde (desprezando a resistência do ar)?

  5. Você joga uma bola de beisebol para cima para o ar a 60 m / s. Quão rápido é que vai 1,0 segundo mais tarde (desprezando as forças do ar)?

  6. Você joga um livro de física para cima para o ar a 30 m / s. Quão rápido é que vai 4,0 segundos mais tarde (desprezando a resistência do ar)?

  7. Segurando uma bola sobre a borda de um penhasco, você joga-se a 10 m / s. Qual é a sua posição de 5,0 segundos mais tarde (desprezando as forças do ar)?

  8. Segurando uma bola sobre a borda de um penhasco, você joga o jogo a 20 m / s. Qual é a sua posição de 7,0 segundos mais tarde (desprezando as forças do ar)?

Seguem-se respostas para as questões práticas:

  1. 8 N

  1. Use a equação F = mg.

  2. O peso do basquete é F = mg = (0,8) (9,8) = 7,8 N. arredondamento para números significativos, você obtém 8 N.

  • 9,8 m / s, para baixo

  • A aceleração da gravidade é g.

  • A velocidade da bola é vf = umat = gt.

  • Ligue os números: vf = (9,8) (1,0) = 9,8 m / s, para baixo.

  • 20 m

  • A aceleração da gravidade é g.

  • A distância que a bola tenha ido em um tempo t é

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  • Ligue os números:

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  • 78 m

  • A aceleração da gravidade é g.

  • A distância que o pára-quedista tem ido em um tempo t é

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  • Ligue os números:

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  • 50 m / s

  • A aceleração da gravidade é g.

  • Use a equação vf = vo + umat = vo + gt.

  • Ligue os números: vf = vo + umat = vo + gt = 60-9,8 (1,0) = 50,2 m / s. Com algarismos significativos, a resposta arredonda a 50 m / s.

  • -9 m / s

  • A aceleração da gravidade é g.

  • Use a equação vf = vo + umat = vo + gt.

  • Ligue os números: vf = vo + umat = vo + gt = 30-9,8 (4,0) = -9,2 m / s. Com algarismos significativos, a resposta arredonda para -9 m / s.

  • -70 m

  • A aceleração da gravidade é g.

  • Use a equação

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  • Ligue os números:

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    Com algarismos significativos, a resposta rodadas até -70 m.

  • -100 m

  • A aceleração da gravidade é g.

  • Use a equação

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  • Ligue os números:

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    Com algarismos significativos, a resposta arredonda para -100 m.

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