2-3
重力與生活
2-3-1
萬有引力
2-3-2
重量與重力
2-3-3
質量、重量之區別
2-3-4
視重與實重
2-3-5 重心與力之平衡
2-3-6
大氣壓力
2-3-7
人造衛星
2-3-2 重量 與 重力
問題:以下四句敘述是否相同?
1.
物體的重量。
2.
物體所受地心引力大小。
3.
物體所受重力的大小。
4.
物體與地球之間萬有引力的大小。
如何以力的觀點來解釋磅秤秤體重:
體重:就是我們所受地球引力的大小:
通常我們利用磅秤來測知體重。當一個人靜止地站在磅秤上時,秤上的讀數即為此人給予磅秤的力。
根據牛頓第三運動定律,磅秤亦給予此人同樣大小的反作用力。但是同時人也受到地球引力的作用,如圖所示,由於人靜止不動,這兩力相等(平衡力)。
由上可知,物體的重量來自於地球引力的作用,所以地球引力又稱為重力,此力恆指向地心。
地心引力將物體拉下,使其產生重力加速度:
為何我們說1公斤重可換算成9.8牛頓?
----- 1公斤重就是一公斤的物體在地球表面所受的重力
此力將使該一公斤之物體產生9.8m/sec2之加速度大小
重力加速度:當物體在空中自由下落時,受到地球引力的作用而有加速度。
由實驗數據分析得知,在地表處的自由落體運動為等加速度運動,其加速度g約為9.8m/s2,稱為重力加速度。
運用牛頓第二運動定律,質量為m的物體所受的地球引力大小,即其重量W,可以下式表示之: W=m g =m kg × 9.8 m/s2
公斤重的定義:
我們定義1公斤重就是一公斤的物體,在北緯45度海平面所受的重力。
──質量為1公斤的物體所受的地球引力大小約為9.8牛頓,
所以1公斤重量在單位換算上等於相當於9.8牛頓,即1公斤重=9.8牛頓。
體重為50公斤重的人所受的地球引力大小為 50×9.8=490(牛頓)
問題1:
在北極與赤道所測之體重不同,是因m或9.8(重力加速度)改變而不同?
問題2:
力之大小以牛頓(Nt)為單位,日常生活中習慣用公斤重(kgw)當作體重、力的單位。
◎
公斤重除了是體重單位外,能否用來做一般力的單位?
例如:可否說游擊手揮棒打擊球的力量是100公斤重?
◎
一彈簧在地球上懸吊10公斤物體,伸長20公分。將此裝置拿到外太空,施以10公斤重之力拉之,彈簧伸長情況如何?
問題3:
一彈簧在地球上懸吊10公斤物體,伸長20公分。將此裝置放在光滑桌面上,手拉之使其伸長20公分,當放手瞬間,彈簧彈回之瞬間加速度多少?
問題4:
地表面,質量2kg之物以繩繫之,在鉛直方向以3仟克重之力向上拉,則其加速度
a=【 】m/s2。
問題5:
由w=mg的關係與重量、質量的差異性,你能判斷g值是常數或是變數嗎?
解答 :質量m與位置無關,重量w與位置有關,因此若w=mg的關係恆成立,則g值應隨位置而變。