Newton – was ist das? Newton ist eine Einheit von was? Das Gesetz der universellen Gravitation.

Es ist kein Geheimnis, dass es in jeder Wissenschaft spezielle Bezeichnungen für Größen gibt. Buchstabenbezeichnungen in der Physik beweisen, dass diese Wissenschaft keine Ausnahme macht, wenn es darum geht, Größen mit speziellen Symbolen zu identifizieren. Es gibt viele Grundgrößen sowie deren Ableitungen, von denen jede ihr eigenes Symbol hat. Buchstabenbezeichnungen in der Physik werden daher in diesem Artikel ausführlich besprochen.

Physik und grundlegende physikalische Größen

Dank Aristoteles begann man, das Wort Physik zu verwenden, da er es war, der diesen Begriff erstmals verwendete, der damals als Synonym für den Begriff Philosophie galt. Dies liegt an der Allgemeinheit des Untersuchungsgegenstandes – den Gesetzen des Universums, genauer gesagt, wie es funktioniert. Wie Sie wissen, fand im 16.-17. Jahrhundert die erste wissenschaftliche Revolution statt, dank der die Physik als eigenständige Wissenschaft ausgezeichnet wurde.

Mikhail Vasilyevich Lomonosov führte das Wort Physik in die russische Sprache ein, indem er ein aus dem Deutschen übersetztes Lehrbuch veröffentlichte - das erste Lehrbuch der Physik in Russland.

Die Physik ist also ein Zweig der Naturwissenschaften, der sich dem Studium der allgemeinen Naturgesetze sowie der Materie, ihrer Bewegung und Struktur widmet. Es gibt nicht so viele grundlegende physikalische Größen, wie es auf den ersten Blick erscheinen mag - es gibt nur 7 davon:

• Länge,
• Gewicht,
• Zeit,
• aktuell,
• Temperatur,
• Menge der Substanz
• die Kraft des Lichts.

Natürlich haben sie in der Physik ihre eigenen Buchstabenbezeichnungen. Zum Beispiel wählt man für Masse das Symbol m und für Temperatur T. Außerdem haben alle Größen ihre eigene Maßeinheit: Die Lichtintensität ist Candela (cd), die Maßeinheit für die Stoffmenge ist das Mol .

Abgeleitete physikalische Größen

Es gibt viel mehr abgeleitete physikalische Größen als die Hauptgrößen. Es gibt 26 von ihnen, und oft werden einige von ihnen den wichtigsten zugeschrieben.

Die Fläche ist also eine Ableitung der Länge, das Volumen ist auch eine Ableitung der Länge, die Geschwindigkeit ist eine Ableitung der Zeit, die Länge und die Beschleunigung wiederum charakterisiert die Änderungsrate der Geschwindigkeit. Impulse werden durch Masse und Geschwindigkeit ausgedrückt, Kraft ist das Produkt aus Masse und Beschleunigung, mechanische Arbeit hängt von Kraft und Länge ab und Energie ist proportional zur Masse. Leistung, Druck, Dichte, Flächendichte, lineare Dichte, Wärmemenge, Spannung, elektrischer Widerstand, magnetischer Fluss, Trägheitsmoment, Impulsmoment, Kraftmoment – ​​sie alle hängen von der Masse ab. Frequenz, Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung sind umgekehrt proportional zur Zeit, und die elektrische Ladung ist direkt abhängig von der Zeit. Winkel und Raumwinkel sind von der Länge abgeleitete Größen.

Was ist das Symbol für Stress in der Physik? Spannung, die eine skalare Größe ist, wird mit dem Buchstaben U bezeichnet. Für Geschwindigkeit hat die Bezeichnung die Form des Buchstabens v, für mechanische Arbeit - A und für Energie - E. Elektrische Ladung wird normalerweise mit dem Buchstaben q bezeichnet , und der magnetische Fluss ist F.

SI: allgemeine Informationen

Das Internationale Einheitensystem (SI) ist ein System physikalischer Einheiten, das auf dem Internationalen Einheitensystem basiert, einschließlich der Namen und Bezeichnungen physikalischer Einheiten. Es wurde von der Generalkonferenz für Maß und Gewicht angenommen. Dieses System regelt die Buchstabenbezeichnungen in der Physik sowie deren Dimensionen und Maßeinheiten. Zur Bezeichnung werden in einigen Fällen Buchstaben des lateinischen Alphabets verwendet - Griechisch. Auch die Verwendung von Sonderzeichen als Bezeichnung ist möglich.

Fazit

Daher gibt es in jeder wissenschaftlichen Disziplin spezielle Bezeichnungen für verschiedene Arten von Größen. Natürlich ist die Physik keine Ausnahme. Es gibt viele Buchstabenbezeichnungen: Kraft, Fläche, Masse, Beschleunigung, Spannung usw. Sie haben ihre eigenen Bezeichnungen. Es gibt ein spezielles System namens Internationales Einheitensystem. Es wird angenommen, dass die Grundeinheiten nicht mathematisch von anderen abgeleitet werden können. Abgeleitete Größen erhält man durch Multiplizieren und Dividieren aus den Grundgrößen.

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Die Physik als Wissenschaft, die die Gesetze unseres Universums untersucht, verwendet eine Standardforschungsmethodik und ein bestimmtes System von Maßeinheiten. es ist üblich, N (Newton) zu bezeichnen. Was ist Stärke, wie findet und misst man sie? Lassen Sie uns dieses Problem genauer untersuchen.

Isaac Newton ist ein herausragender englischer Wissenschaftler des 17. Jahrhunderts, der einen unschätzbaren Beitrag zur Entwicklung der exakten mathematischen Wissenschaften geleistet hat. Er ist der Urvater der klassischen Physik. Es gelang ihm, die Gesetze zu beschreiben, die sowohl riesige Himmelskörper als auch kleine Sandkörner beherrschen, die vom Wind davongetragen werden. Eine seiner wichtigsten Entdeckungen ist das Gesetz der universellen Gravitation und die drei Grundgesetze der Mechanik, die die Wechselwirkung von Körpern in der Natur beschreiben. Später konnten andere Wissenschaftler die Gesetze von Reibung, Ruhe und Gleiten nur dank der wissenschaftlichen Entdeckungen von Isaac Newton ableiten.

Ein bisschen Theorie

Nach dem Wissenschaftler wurde eine physikalische Größe benannt. Newton ist eine Maßeinheit für Kraft. Die eigentliche Definition von Kraft kann wie folgt beschrieben werden: "Kraft ist ein quantitatives Maß für die Wechselwirkung zwischen Körpern oder eine Größe, die den Grad der Intensität oder Spannung von Körpern charakterisiert."

Kraft wird aus einem bestimmten Grund in Newton gemessen. Dieser Wissenschaftler war es, der drei unerschütterliche „Macht“-Gesetze schuf, die bis heute relevant sind. Lassen Sie uns sie anhand von Beispielen untersuchen.

Erstes Gesetz

Zum vollständigen Verständnis der Fragen: "Was ist ein Newton?", "Die Maßeinheit von was?" und "Was ist seine physikalische Bedeutung?", lohnt es sich, die drei wichtigsten sorgfältig zu studieren

Die erste besagt, dass, wenn andere Körper keinen Einfluss auf den Körper ausüben, dieser in Ruhe ist. Und wenn der Körper in Bewegung war, dann wird er ohne jede Aktion seine gleichförmige Bewegung in einer geraden Linie fortsetzen.

Stellen Sie sich vor, dass ein bestimmtes Buch mit einer bestimmten Masse auf einer ebenen Tischfläche liegt. Wenn wir alle darauf wirkenden Kräfte bezeichnen, erhalten wir, dass dies die Schwerkraft ist, die vertikal nach unten gerichtet ist, und (in diesem Fall der Tisch) vertikal nach oben gerichtet ist. Da sich beide Kräfte gegenseitig ausgleichen, ist die Größe der resultierenden Kraft Null. Nach Newtons erstem Gesetz ist dies der Grund, warum das Buch ruht.

Zweites Gesetz

Sie beschreibt den Zusammenhang zwischen der auf einen Körper wirkenden Kraft und der Beschleunigung, die er durch die aufgebrachte Kraft erhält. Isaac Newton verwendete bei der Formulierung dieses Gesetzes als erster den konstanten Wert der Masse als Maß für die Manifestation von Trägheit und Trägheit eines Körpers. Trägheit ist die Fähigkeit oder Eigenschaft von Körpern, ihre ursprüngliche Lage beizubehalten, also äußeren Einflüssen zu widerstehen.

Der zweite Hauptsatz wird oft durch die folgende Formel beschrieben: F = a*m; Dabei ist F die Resultierende aller auf den Körper wirkenden Kräfte, a die vom Körper aufgenommene Beschleunigung und m die Masse des Körpers. Die Kraft wird letztendlich in kg * m / s 2 ausgedrückt. Dieser Ausdruck wird üblicherweise in Newton angegeben.

Was ist ein Newton in der Physik, was ist die Definition von Beschleunigung und wie hängt sie mit der Kraft zusammen? Diese Fragen werden durch die Formel des zweiten Hauptsatzes der Mechanik beantwortet. Es versteht sich, dass dieses Gesetz nur für solche Körper gilt, die sich mit viel geringerer Geschwindigkeit als der Lichtgeschwindigkeit bewegen. Bei Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit gelten etwas andere Gesetze, die von einem speziellen Abschnitt der Physik über die Relativitätstheorie angepasst wurden.

Newtons drittes Gesetz

Dies ist vielleicht das verständlichste und einfachste Gesetz, das die Wechselwirkung zweier Körper beschreibt. Er sagt, dass alle Kräfte paarweise auftreten, das heißt, wenn ein Körper mit einer bestimmten Kraft auf einen anderen einwirkt, dann wirkt auch der zweite Körper mit gleicher Kraft auf den ersten.

Der Wortlaut des Gesetzes von Wissenschaftlern lautet wie folgt: "... die Wechselwirkungen zweier Körper aufeinander sind gleich, aber gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen gerichtet."

Mal sehen, was ein Newton ist. In der Physik ist es üblich, alles über bestimmte Phänomene zu betrachten, daher werden wir einige Beispiele geben, die die Gesetze der Mechanik beschreiben.

1. Wassertiere wie Enten, Fische oder Frösche bewegen sich im oder durch das Wasser, indem sie genau mit ihm interagieren. Newtons drittes Gesetz besagt, dass bei der Einwirkung eines Körpers auf einen anderen immer eine Gegenwirkung entsteht, die in ihrer Stärke der ersten gleicht, aber in die entgegengesetzte Richtung gerichtet ist. Daraus können wir schließen, dass die Bewegung von Enten darauf zurückzuführen ist, dass sie das Wasser mit ihren Pfoten zurückdrücken und aufgrund der Reaktion des Wassers selbst vorwärts schwimmen.
2. Das Eichhörnchenrad ist ein Paradebeispiel für den Beweis des dritten Newtonschen Gesetzes. Jeder weiß wahrscheinlich, was ein Eichhörnchenrad ist. Dies ist ein ziemlich einfaches Design, das sowohl an ein Rad als auch an eine Trommel erinnert. Es wird in Käfigen installiert, damit Haustiere wie Eichhörnchen oder Zierratten herumlaufen können. Das Zusammenspiel zweier Körper, des Rades und des Tieres, bringt beide Körper in Bewegung. Wenn das Eichhörnchen schnell läuft, dreht sich das Rad außerdem mit hoher Geschwindigkeit, und wenn es langsamer wird, beginnt sich das Rad langsamer zu drehen. Dies beweist einmal mehr, dass Aktion und Gegenaktion einander immer gleich sind, obwohl sie in entgegengesetzte Richtungen gerichtet sind.
3. Alles, was sich auf unserem Planeten bewegt, bewegt sich nur aufgrund der „Antwortaktion“ der Erde. Es mag seltsam erscheinen, aber tatsächlich strengen wir uns beim Gehen nur an, um den Boden oder eine andere Oberfläche zu stoßen. Und wir bewegen uns vorwärts, weil die Erde uns als Antwort antreibt.

Was ist ein Newton: eine Maßeinheit oder eine physikalische Größe?

Die eigentliche Definition von "Newton" kann wie folgt beschrieben werden: "Es ist eine Maßeinheit für Kraft." Aber was ist seine physikalische Bedeutung? Basierend auf dem zweiten Newtonschen Gesetz ist dies also eine abgeleitete Größe, die als eine Kraft definiert ist, die die Geschwindigkeit eines Körpers mit einer Masse von 1 kg in nur 1 Sekunde um 1 m / s ändern kann. Es stellt sich heraus, dass Newton das heißt, es hat seine eigene Richtung. Wenn wir eine Kraft auf ein Objekt ausüben, zum Beispiel eine Tür aufstoßen, legen wir gleichzeitig die Bewegungsrichtung fest, die nach dem zweiten Hauptsatz mit der Richtung der Kraft identisch ist.

Wenn Sie der Formel folgen, stellt sich heraus, dass 1 Newton \u003d 1 kg * m / s 2 ist. Bei der Lösung verschiedener Probleme in der Mechanik ist es sehr oft notwendig, Newton in andere Größen umzurechnen. Der Einfachheit halber wird empfohlen, sich beim Auffinden bestimmter Werte die grundlegenden Identitäten zu merken, die Newton mit anderen Einheiten verbinden:

• 1 N \u003d 10 5 dyne (dyne ist eine Maßeinheit im CGS-System);
• 1 N \u003d 0,1 kgf (Kilogrammkraft - eine Krafteinheit im MKGSS-System);
• 1 N \u003d 10 -3 Wände (eine Maßeinheit im MTS-System, 1 Wand entspricht der Kraft, die jedem Körper mit einem Gewicht von 1 Tonne eine Beschleunigung von 1 m / s 2 verleiht).

Gesetz der Schwerkraft

Eine der wichtigsten Entdeckungen des Wissenschaftlers, die die Idee unseres Planeten umdrehte, ist das Newtonsche Gravitationsgesetz (was Gravitation ist, lesen Sie weiter unten). Natürlich gab es vor ihm Versuche, das Geheimnis der Schwerkraft der Erde zu lüften. Zum Beispiel war er der Erste, der darauf hinwies, dass nicht nur die Erde eine Anziehungskraft hat, sondern auch die Körper selbst in der Lage sind, die Erde anzuziehen.

Nur Newton gelang es jedoch, die Beziehung zwischen der Schwerkraft und dem Gesetz der Planetenbewegung mathematisch zu beweisen. Nach vielen Experimenten erkannte der Wissenschaftler, dass nicht nur die Erde Objekte an sich zieht, sondern alle Körper sich gegenseitig anziehen. Er leitete das Gravitationsgesetz ab, das besagt, dass alle Körper, einschließlich Himmelskörper, mit einer Kraft angezogen werden, die dem Produkt von G (Gravitationskonstante) und den Massen beider Körper m 1 * m 2, dividiert durch R 2 (die Quadrat des Abstands zwischen den Körpern).

Alle von Newton abgeleiteten Gesetze und Formeln ermöglichten die Erstellung eines integralen mathematischen Modells, das bis heute nicht nur auf der Erdoberfläche, sondern weit über unseren Planeten hinaus in der Forschung verwendet wird.

Einheitenumrechnung

Bei der Lösung von Problemen sollte man sich an die Standardeinheiten erinnern, die unter anderem für "newtonsche" Maßeinheiten verwendet werden. Beispielsweise ist es bei Problemen mit Weltraumobjekten, bei denen die Massen von Körpern groß sind, sehr oft notwendig, große Werte zu kleineren zu vereinfachen. Wenn sich herausstellt, dass die Lösung 5000 N beträgt, ist es bequemer, die Antwort in Form von 5 kN (Kilonewton) zu schreiben. Es gibt zwei Arten solcher Einheiten: Vielfache und Teiler. Hier sind die am häufigsten verwendeten: 10 2 N \u003d 1 HectoNewton (gN); 10 3 N \u003d 1 Kilonewton (kN); 10 6 N = 1 Meganewton (MN) und 10 –2 N = 1 CentiNewton (cN); 10 –3 N = 1 Millinewton (mN); 10 –9 N = 1 Nanonewton (nN).