Mvuto ni moja ya nguvu za kimsingi katika fizikia. Kipengele muhimu zaidi cha mvuto ni kwamba ni ya ulimwengu wote: vitu vyote vina nguvu ya uvutano ambayo huvutia vitu vingine. Ukubwa wa nguvu ya uvutano hutegemea misa na umbali kati ya vitu viwili.
Hatua
Sehemu ya 1 ya 2: Kuhesabu Nguvu ya Mvuto Kati ya Vitu Viwili
Hatua ya 1. Fafanua mlingano kwa nguvu ya uvuto inayokokota kitu, Fmvuto = (Gm1m2/ d2.
Ili kuweza kuhesabu nguvu ya uvutano wa kitu, equation hii pia inazingatia umati wa vitu viwili na umbali wao kutoka kwa kila mmoja. Vigezo vya equation vimeelezewa hapo chini.
- Fmvuto ni nguvu ya uvutano
- G ni nguvu ya uvutano ya 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 hupata herufi r badala ya d. Alama hizi mbili zinawakilisha umbali kati ya vitu hivi viwili.
Hatua ya 2. Tumia vitengo sahihi vya metri
Kwa equation hii, lazima utumie vitengo vya metri. Uzito wa kitu lazima iwe katika kilo (kg) na umbali kati ya vitu lazima uwe katika mita (m). Lazima ubadilishe vitengo hivi kuwa vitengo vya metri kabla ya kuendelea
Hatua ya 3. Tambua umati wa kitu husika
Kwa vitu vidogo, unaweza kupima uzito wao kwa kilo. Kwa vitu vikubwa, unaweza kuangalia misa karibu kwenye meza au kwenye wavuti. Katika shida za fizikia, kawaida umati wa kitu utaambiwa.
Hatua ya 4. Pima umbali kati ya vitu viwili
Ikiwa unajaribu kuhesabu nguvu ya uvutano kati ya kitu na dunia, unahitaji kujua ni umbali gani kitu hiki kutoka katikati ya dunia.
- Umbali kutoka kwa uso wa dunia hadi katikati ya dunia ni karibu 6.38 x 106 m.
- Unaweza kutafuta meza au vyanzo vingine kwenye wavuti ambavyo vinakuambia umbali wa takriban kutoka katikati ya dunia hadi vitu kwenye urefu tofauti juu ya uso wa dunia.
Hatua ya 5. Kamilisha hesabu
Ikiwa umeelezea vigeuzi katika equation, jisikie huru kuziingiza ili utatue. Hakikisha vigeuzi vyote viko katika vitengo vya metri na vimeongezwa vizuri. Misa lazima iwe katika kilo na umbali lazima uwe katika mita. Tatua hesabu kwa mpangilio sahihi wa mahesabu.
- Kwa mfano, amua nguvu ya mvuto ya mtu ambaye uzito wake ni kilo 68 juu ya uso wa dunia. Uzito wa dunia ni 5.98 x 1024 kilo.
- Hakikisha vigeuzi vyote viko katika 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 x x (5, 98 x 1024] / (6, 38 x 106)2
- Zidisha wingi wa vitu viwili vinavyozingatiwa. 68 x (5, 98 x 1024= 4.06 x 1026
- Ongeza matokeo m1 na m2 na uvumbuzi wa kila wakati wa 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
- Shiriki matokeo G x m1 x m2 kwa umbali wa mraba kupata nguvu ya uvutano huko Newtons (N). 2, 708 x 1016/ 4, 07 x 1013 = 665 N.
- Nguvu yake ya uvutano ni 665 N.
Sehemu ya 2 ya 2: Kuhesabu Nguvu ya Mvuto Duniani
Hatua ya 1. Elewa Sheria ya Pili ya Newton, F = ma
Sheria ya pili ya Newton inasema kuwa kuongeza kasi kwa kitu ni sawa sawa na nguvu ya wavu inayofanya kazi na inalingana sawa na misa yake. Kwa maneno mengine, ikiwa nguvu inayotenda juu ya kitu ni kubwa kuliko nguvu inayofanya upande mwingine, kitu hicho kitaenda na nguvu kali.
- Sheria hii inaweza kufupishwa na equation F = ma, ambapo F ni nguvu, m ni wingi wa kitu, na a ni kuongeza kasi.
- Shukrani kwa sheria hii, tunaweza kuhesabu nguvu ya uvutano ya vitu vyote kwenye uso wa dunia, kwa kutumia kasi inayojulikana kwa sababu ya mvuto.
Hatua ya 2. Pata kuongeza kasi kutokana na mvuto wa Dunia
Duniani, nguvu ya mvuto husababisha vitu vyote kuharakisha na 9.8 m / s2. Kwenye uso wa dunia, tunaweza kutumia mlinganisho uliorahisishwa: Fmvuto = mg kuhesabu nguvu ya uvutano.
Ikiwa unataka kujua idadi sahihi zaidi ya nguvu za uvutano, bado unaweza kutumia fomula katika hatua ya awali, Fmvuto = (GMDuniam) / d2 kuamua nguvu ya uvutano.
Hatua ya 3. Tumia vitengo sahihi vya metri
Kwa equation hii, lazima utumie vitengo vya metri. Uzito wa kitu lazima uwe katika kilo (kg) na umbali kati ya vitu lazima uwe katika mita (m). Lazima ubadilishe vitengo hivi kuwa vitengo vya metri kabla ya kuendelea.
Hatua ya 4. Tambua umati wa kitu husika
Kwa vitu vidogo, unaweza kupima uzito wao kwa kilo. Kwa vitu vikubwa, unaweza kuangalia misa karibu kwenye meza au kwenye wavuti. Katika shida za fizikia, kawaida umati wa kitu utaambiwa.
Hatua ya 5. Kamilisha hesabu
Ikiwa umeelezea vigeuzi katika equation, jisikie huru kuziingiza ili utatue. Hakikisha vigeuzi vyote viko katika vitengo vya metri na vimeongezwa vizuri. Misa lazima iwe katika kilo na umbali lazima uwe katika mita. Tatua hesabu kwa mpangilio sahihi wa mahesabu.
- Wacha tujaribu kutumia equation katika hatua ya awali na tuone jinsi matokeo yako yako karibu. Tambua nguvu ya uvutano ya mtu mwenye uzito wa kilo 68 juu ya uso wa dunia.
- Hakikisha vigeuzi vyote viko katika vitengo sahihi: m = 68 kg, g = 9.8 m / s2.
- Andika fomula. Fmvuto = mg = 68 * 9, 8 = 666 N.
- Kutumia fomula F = mg nguvu ya uvutano ni 666 N, wakati matokeo kutoka kwa fomula katika hatua ya awali ni 665 N. Kama unaweza kuona, matokeo hayo mawili ni sawa.
Vidokezo
- Njia hizi mbili zinapaswa kutoa jibu sawa, lakini fomula fupi na rahisi ni rahisi kutumia wakati wa kujadili vitu juu ya uso wa sayari.
- Tumia fomula ya kwanza ikiwa haujui kuongeza kasi kwa sababu ya mvuto kwenye sayari, au unahesabu nguvu ya uvutano kati ya vitu viwili vikubwa sana, kama mwezi au sayari.
