Le unità di misura in fisica svolgono un ruolo importante nella risoluzione di problemi pratici. Grazie ad essi è possibile determinare la correttezza del risultato ottenuto e comprenderne il valore quantitativo rispetto ad uno standard noto. Consideriamo nell'articolo cos'è una quantità fisica con un'unità di misura newton per metro.
Newton è un'unità di forza
Ogni studente sa chi è Isaac Newton e quale contributo ha dato allo sviluppo della meccanica classica. Con assoluta certezza possiamo affermare che la dinamica, in quanto branca della fisica che studia le forze, è completamente costruita sulle leggi del grande scienziato inglese. Pertanto, la comunità internazionale ha deciso di chiamare l'unità di forza il Newton (N). Un newton è una tale forza che, agendo su un corpo che pesa 1 chilogrammo, gli dice un'accelerazione di 1 m/s2.
Newton è l'unità di forza principale di qualsiasi tipo. Tuttavia, non è una delle sette unità di base del sistema SI internazionale. Com'eradetto, è definito attraverso altri 3 concetti di base: un chilogrammo (una misura della massa), un metro (una misura della distanza nello spazio) e un secondo (una misura del tempo).
Che cos'è un newton per metro?
Dopo aver preso confidenza con il concetto di "newton" come unità di misura delle forze, torniamo all'argomento dell'articolo. Qual è il valore di un newton moltiplicato per un metro? Per chi non sapesse rispondere subito alla domanda posta, scriviamo questa operazione in forma matematica:
LA=FAl
Se, come risultato della forza F, il corpo si sposta di una distanza l, il prodotto di queste grandezze fisiche darà il lavoro svolto dalla forza lungo la direzione del movimento.
Il lavoro è una caratteristica energetica, si misura in joule (J). Un joule, secondo la definizione di lavoro, è l'energia che una forza di 1 newton consumerà spostando un corpo di 1 metro.
A seconda del processo fisico, il lavoro speso sui corpi in movimento può essere convertito in vari tipi di energia. Ad esempio, se una gru da cantiere solleva una lastra di cemento, la sua energia potenziale nel campo di gravità aumenta. Un altro esempio: le persone, applicando una forza costante, spingono un'auto per un po' di tempo. Parte del lavoro impiegato va a vincere la forza di attrito volvente e, di conseguenza, va in energia termica, l' altra parte va ad aumentare l'energia cinetica del veicolo.
Quindi un newton per metro è un'unità di lavoro chiamata joule.
Momentoforza
Oltre al lavoro, questa unità viene utilizzata anche per misurare il momento della forza. Quest'ultimo è descritto dalla stessa formula del lavoro, tuttavia, la forza in questo caso è diretta ad un certo angolo rispetto al vettore l, che è la distanza dal punto di applicazione della forza all'asse di rotazione.
Nonostante il fatto che il momento della forza sia descritto in unità di lavoro, non lo è. È anche chiamato coppia, poiché mostra la capacità di una forza esterna di ruotare il sistema attorno a un asse e dargli una certa accelerazione angolare. Se il momento della forza viene moltiplicato per l'angolo di rotazione in radianti, otteniamo il lavoro. L'unità di misura non cambierà.
Unità di pressione
Come parte dell'argomento dell'articolo, considereremo anche come viene misurata la pressione in fisica. Le persone che amano questa scienza daranno rapidamente la risposta corretta, nominando il pascal come unità per misurare la pressione in SI. Nei problemi e nella pratica si incontrano spesso altre unità di pressione, convenienti da utilizzare in ogni caso specifico. Quindi, diffuso: atmosfera, torr o millimetro di mercurio e bar. Ognuno di essi viene tradotto in modo univoco in Pascal, utilizzando il fattore di conversione appropriato.
Consideriamo la pressione nell'ambito di questo articolo perché è strettamente correlata alla forza. Per definizione, la pressione è una quantità uguale al rapporto tra la forza che agisce perpendicolarmente alla superficie e l'area di questa superficie, ovvero:
P=FA / S
Da questa uguaglianza otteniamo unitàmisurare newton per metro quadrato (N/m2). Il valore di 1 N/m2 è chiamato pascal dal fisico francese Blaise Pascal, che progettò il barometro e misurò la pressione atmosferica a diverse altezze rispetto al livello del mare.
Un pascal è una quantità molto piccola di pressione. Il suo valore può essere immaginato se prendiamo 100 millilitri di acqua distillata e la distribuiamo su una superficie di 1 metro quadrato. Ad esempio, si noti che la pressione atmosferica al livello del mare è di circa 100.000 pascal.
Per completezza, notiamo che in fisica non esistono quantità con l'unità di misura newton moltiplicata per un metro quadrato.
Esempio di problema
È necessario determinare quale lavoro è stato svolto dalla gravità se il corpo è caduto da una certa altezza sulla superficie della terra in 5 secondi. Prendi il peso corporeo pari a un chilogrammo.
La gravità può essere calcolata usando la formula:
FA=mg=19, 81=9, 81 H
Per determinare l' altezza da cui cade il corpo, dovresti usare la formula per un movimento uniformemente accelerato senza velocità iniziale:
h=gt2 / 2=9,8152 / 2=122,625 m
Per portare a termine il lavoro per gravità, moltiplica F e h:
LA=FAh=9.81122.625 ≈ 1203 J
La gravità ha svolto un lavoro positivo di circa 1200 newton per metro, o 1,2 kilojoule.
