Ньютон-метр

Ньютон-метр (англ. Newton – meter) Н·м — это единица измерения работы и количества энергии. Ньютон-метр определяется как энергия, затраченная на перемещение тела на расстояние одного метра с силой один ньютон или работе, выполненной при таком перемещении. Один ньютон-метр = 1 Джоуль.

Таблица перевода единицы измерения Ньютон-метр, калькулятор онлайн, конвертер

Все Все Британские и американские единицы Британские и американские единицы Международная система (СИ) Международная система (СИ) Условное топливо и нефтяной эквивалент Условное топливо и нефтяной эквивалент СГС и внесистемные единицы СГС и внесистемные единицы Тротиловый эквивалент энергии Тротиловый эквивалент энергии Планковские единицы Планковские единицы Атомные единицы энергии Атомные единицы энергии

Одиниці вимірювання ньютон на метр і ньютон на метр квадратний. Приклад завдання

Одиниці вимірювання у фізиці відіграють важливу роль при вирішенні практичних завдань. Завдяки ним можна визначити правильність отриманого результату і зрозуміти його кількісну величину в порівнянні з відомим стандартом. Розгляньмо, що означає фізична величина з одиницею вимірювання ньютон на метр.

Ньютон – одиниця сили

Кожен школяр знає, хто такий Ісаак Ньютон і який внесок він зробив у розвиток класичної механіки. Зі стовідсотковою впевненістю можна сказати, що динаміка, як вивчає сили розділ фізики, повністю побудована на законах великого англійського вченого. Тому міжнародним співтовариством було прийнято рішення назвати одиницю вимірювання сили ньютоном (Н). Один ньютон – це така сила, яка, діючи на тіло масою 1 кілограм, повідомляє йому прискорення 1 м/с2.

Ньютон є головною одиницею вимірювання сили абсолютно будь-якого виду. Проте вона не входить до числа семи базових одиниць міжнародної системи СІ. Як було сказано, вона визначається через 3 інші базові поняття – кілограм (міра маси), метр (міра відстані в просторі) і секунда (міра часу).

Що таке ньютон на метр?

Познайомившись з поняттям “ньютон” як одиниці вимірювання сил, повернемося до теми статті. Яка величина вийде, якщо ньютон помножити на метр? Для тих, хто відразу не може відповісти на поставлене питання, запишемо в математичному вигляді цю операцію:

Якщо в результаті дії сили F тіло переміщується на відстань l, то твір цих фізичних величин дасть роботу, здійснену силою вздовж напрямку переміщення.

Робота являє собою енергетичну характеристику, вона вимірюється в джоулях (Дж). Один джоуль, згідно з визначенням роботи, це така енергія, яку витратить сила в 1 ньютон при переміщенні тіла на 1 метр.

Залежно від фізичного процесу витрачена на переміщення тіл робота може переходити в різні види енергії. Наприклад, якщо будівельний кран піднімає бетонну плиту, то її потенційна енергія в полі сили тяжкості збільшується. Інший приклад: люди, прикладаючи постійну силу, протягом деякого часу штовхають машину. Частина витраченої роботи йде на подолання сили тертя качання і, як наслідок, переходить у теплову енергію, інша її частина йде на збільшення кінетичної енергії транспортного засобу.

Таким чином, ньютон на метр – це одиниця роботи, яка називається джоуль.

Момент сили

Крім роботи, вказана одиниця також використовується для вимірювання моменту сили. Останній описується тією ж самою формулою, що і робота, однак сила в даному випадку спрямована під деяким кутом до вектора l, який являє собою відстань від точки додатку сили до осі обертання.

Незважаючи на те що момент сили описується в одиницях роботи, нею він не є. Його називають також крутним моментом, оскільки він показує можливість зовнішньої сили здійснити поворот системи навколо осі і надати їй деяке кутове прискорення. Якщо момент сили помножити на кут повороту в радіанах, то ми отримаємо роботу. Одиниця вимірювання не зміниться.

Одиниця тиску

У рамках теми статті також розглянемо, в чому вимірюється тиск у фізиці. Люди, які захоплюються цією наукою, дадуть швидко правильну відповідь, назвавши паскаль як одиницю для вимірювання тиску в СІ. У завданнях і на практиці часто зустрічаються інші одиниці тиску, які зручно використовувати в кожному конкретному випадку. Так, широко поширені: атмосфера, торр або міліметр ртутного стовпа і бар. Кожна з них однозначно переводиться в паскалі, якщо скористатися відповідним перекладним коефіцієнтом.

Ми розглядаємо тиск в рамках теми даної статті тому, що він тісним чином пов ‘язаний з силою. За визначенням тиск – це величина, рівна відношенню діючої перпендикулярно поверхні сили до площі цієї поверхні, тобто:

З цієї рівності отримуємо одиницю вимірювання ньютон на метр квадратний (Н/м2). Величина 1 Н/м2 називається паскалем на честь французького фізика Блеза Паскаля, який сконструював барометр і виміряв їм атмосферний тиск на різних висотах щодо рівня моря.

Один паскаль – це дуже маленький тиск. Його величину можна уявити, якщо взяти 100 мілілітрів дистильованої води і розподілити її за площею 1 метр квадратний. Для прикладу зазначимо, що атмосферний тиск на рівні моря приблизно дорівнює 100 тисячам паскалів.

Для повноти зазначимо, що величини з одиницею вимірювання ньютон, помноженої на метр квадратний, у фізиці не існує.

Приклад завдання

Необхідно визначити, яку роботу здійснила сила тяжкості, якщо тіло впало з деякої висоти на поверхню землі за 5 секунд. Масу тіла прийняти рівною одному кілограму.

Силу тяжкості розрахувати можна за формулою:

Щоб визначити висоту, з якої тіло впало, слід скористатися формулою для рівноускореного переміщення без початкової швидкості:

h = g * t2 / 2 = 9,81 * 52 / 2 = 122,625 м

Щоб отримати роботу сили тяжкості, слід помножити величини F і h:

A = F * h = 9,81 * 122,625 ≅ 1203 Дж

Сила тяжкості зробила позитивну роботу приблизно 1200 ньютонів на метр, або 1,2 кілоджоуля.