Mvuto ni moja ya nguvu za kimsingi za fizikia. Kipengele muhimu zaidi cha mvuto ni kwamba ni ya ulimwengu wote: vitu vyote vina nguvu ya uvutano ambayo huvutia vitu vingine kwao. Nguvu ya mvuto inayofanya kazi kwa kitu chochote inategemea umati wa vitu vyote na umbali kati yao.
Hatua
Sehemu ya 1 ya 2: Kuhesabu Nguvu ya Mvuto Kati ya Vitu Viwili
Hatua ya 1. Fafanua mlingano kwa nguvu ya mvuto ambayo inavutia kitu, Fmvuto = (Gm1m2/ d2.
Ili kuhesabu vizuri nguvu ya uvutano kwenye kitu, equation hii inazingatia umati wa vitu vyote viwili na umbali wa vitu mbali kutoka kwa kila mmoja. Vigezo vimefafanuliwa hapa chini.
- Fmvuto ni nguvu inayotokana na mvuto
- G ni nguvu ya uvutano wa ulimwengu wote 6.673 x 10-11 Nm2/kilo2
- m1 ni wingi wa kitu cha kwanza
- m2 ni wingi wa kitu cha pili
- d ni umbali kati ya vituo vya vitu viwili
- Wakati mwingine utaona herufi r badala ya herufi d. Alama zote zinawakilisha umbali kati ya vitu viwili.
Hatua ya 2. Tumia vitengo sahihi vya metri
Kwa usawa huu, lazima utumie vitengo vya metri. Massa ya vitu yanahitaji kuwa katika kilo (kg) na umbali unahitaji kuwa katika mita (m). Lazima ubadilishe kwa vitengo hivi kabla ya kuendelea na hesabu.
Hatua ya 3. Tambua umati wa kitu husika
Kwa vitu vidogo, unaweza kuvipima kwa mizani au usawa ili kujua uzito wao kwa gramu. Kwa vitu vikubwa, italazimika kutafuta misa inayokadiriwa kwenye meza au mkondoni. Katika shida za fizikia, wingi wa kitu kwa ujumla utapewa wewe.
Hatua ya 4. Pima umbali kati ya vitu viwili
Ikiwa unajaribu kuhesabu nguvu ya uvutano kati ya kitu na dunia, unahitaji kuamua ni mbali gani kitu hicho kiko katikati ya dunia.
- Umbali kutoka kwa uso wa dunia hadi katikati ni takriban 6.38 x 106 m.
- Unaweza kupata meza na rasilimali zingine mkondoni ambazo zitakupa umbali wa karibu wa katikati ya dunia kwa vitu kwenye mwinuko anuwai juu ya uso.
Hatua ya 5. Tatua equation
Mara baada ya kufafanua anuwai ya equation yako, unaweza kuziba na kutatua. Hakikisha kwamba vitengo vyako vyote viko katika kipimo na kwa kiwango sahihi. Misa inapaswa kuwa katika kilo na umbali wa mita. Suluhisha equation kwa kutumia mpangilio mzuri wa shughuli.
- Kwa mfano: Tambua nguvu ya uvutano kwa mtu wa kilo 68 juu ya uso wa dunia. Uzito wa dunia ni 5.98 x 1024 kilo.
- Hakikisha anuwai zako zote zina vitengo sahihi. m1 = 5.98 x 1024 kg, m2 = Kilo 68, G = 6.673 x 10-11 Nm2/kilo2, na d = 6.38 x 106 m
- Andika mlingano wako: Fmvuto = (Gm1m2/ d2 = [(6.67 x 10-11x 68 x (5.98 x 1024] / (6.38 x 106)2
- Zidisha wingi wa vitu viwili pamoja. 68 x (5.98 x 1024= 4.06 x 1026
- Ongeza bidhaa ya m1 na m2 na uvutano wa mara kwa mara G. (4.06 x 1026x (6.67 x 10-11= 2.708 x 1016
- Mraba umbali kati ya vitu viwili. (6.38 x 106)2 = 4.07 x 1013
- Gawanya bidhaa ya G x m1 x m2 kwa umbali wa mraba kupata nguvu ya mvuto huko Newtons (N). 2.708 x 1016/4.07 x 1013 = 665 N.
- Nguvu ya mvuto ni 665 N.
Sehemu ya 2 ya 2: Kuhesabu Nguvu ya Mvuto Duniani
Hatua ya 1. Elewa Sheria ya Pili ya Newton ya Hoja, F = ma
Sheria ya pili ya mwendo ya Newton inasema kwamba kitu chochote kitaongeza kasi wakati kinachukuliwa na wavu au nguvu isiyo na usawa. Kwa maneno mengine, ikiwa nguvu inafanya kazi juu ya kitu ambacho ni kikubwa kuliko vikosi vinavyofanya mwelekeo mwingine, kitu hicho kitaharakisha kuelekea mwelekeo wa nguvu kubwa.
- Sheria hii inaweza kufupishwa na equation F = ma, ambapo F ni nguvu, m ni wingi wa kitu, na ni kuongeza kasi.
- Kutumia sheria hii, tunaweza kuhesabu nguvu ya mvuto wa kitu chochote juu ya uso wa dunia, kwa kutumia kasi inayojulikana kwa sababu ya mvuto.
Hatua ya 2. Jua kuongeza kasi kwa sababu ya mvuto duniani
Duniani, nguvu ya mvuto husababisha vitu kuharakisha kwa kiwango cha 9.8 m / s2. Kwenye uso wa dunia, tunaweza kutumia equation iliyorahisishwa Fmvuto = mg kuhesabu nguvu ya mvuto.
Ikiwa unataka makadirio halisi ya nguvu, bado unaweza kutumia equation hapo juu, Fmvuto = (GMduniam) / d2 kuamua nguvu ya mvuto.
Hatua ya 3. Tumia vitengo sahihi vya metri
Kwa usawa huu, lazima utumie vitengo vya metri. Uzito wa kitu unahitaji kuwa katika kilo (kg) na kuongeza kasi inahitaji kuwa katika mita kwa sekunde ya mraba (m / s2). Lazima ubadilishe kwa vitengo hivi kabla ya kuendelea na hesabu.
Hatua ya 4. Tambua umati wa kitu husika
Kwa vitu vidogo, unaweza kuvipima kwa mizani au usawa ili kubaini uzito wake kwa kilo (kg). Kwa vitu vikubwa, italazimika kutafuta misa inayokadiriwa kwenye meza au mkondoni. Katika shida za fizikia, wingi wa kitu kwa ujumla utapewa wewe.
Hatua ya 5. Tatua equation
Mara baada ya kufafanua anuwai ya equation yako, unaweza kuziba na kutatua. Hakikisha kwamba vitengo vyako vyote viko katika kipimo na kwa kiwango sahihi. Misa inapaswa kuwa katika kilo na umbali wa mita. Suluhisha equation kwa kutumia mpangilio mzuri wa shughuli.
- Wacha tutumie usawa sawa kutoka hapo juu na tuone jinsi ukaribu uko karibu. Tambua nguvu ya mvuto kwa mtu wa kilo 68 juu ya uso wa dunia.
- Hakikisha vigeuzi vyako vyote vina vitengo sahihi: m = 68 kg, g = 9.8 m / s2.
- Andika equation yako. Fmvuto = mg = 68 * 9.8 = 666 N.
- Na F = mg nguvu ya mvuto ni 666 N, wakati kutumia usawa halisi hutoa nguvu ya 665 N. Kama unaweza kuona, maadili haya ni karibu sawa.
Video - Kwa kutumia huduma hii, habari zingine zinaweza kushirikiwa na YouTube
Vidokezo
- Njia hizi mbili zinapaswa kutoa matokeo sawa, lakini fomula fupi ni rahisi kutumia wakati wa kujadili vitu kwenye uso wa sayari.
- Tumia fomula ya kwanza ikiwa haujui kuongeza kasi kwa sababu ya mvuto kwenye sayari au ikiwa unaamua nguvu ya uvutano kati ya vitu viwili vikubwa kama mwezi na sayari.
