모든 종류의 방법으로 사용되는 "힘"이라는 단어를 들어 보셨을 것입니다. 대부분은 잘못 정의되어 있습니다. ( "힘장", "자기장의 힘") 또는 물리 과학과 관련이 없음 ( "힘 놀이", "싸움 힘.")
물리학에서 힘이란 질량으로 무언가를 가속시키는 역할을하는 모든 것입니다. 일, 압력 및 에너지와 같은 다른 양에 힘과 관련된 많은 방정식이 있지만 가장 기본적인 것은F = ma, 질량이미디엄가속을 경험하다ㅏ순 힘을받을 때에프, 지정된 크기로 지정된 방향으로 작동합니다.
힘의 특정 값을 아는 것은 전 세계의 엔지니어링 및 기타 산업에서 필수적이기 때문에 힘을 정확하게 결정하는 도구를 쉽게 얻을 수 있습니다.
힘의 단위
힘의 SI (미터법) 단위는 뉴턴 (N)이고, 질량 및 가속도의 SI 단위는 킬로그램 (kg) 및 초당 미터 (m / s)입니다.2). 따라서 N은 파생 된 단위이며 kg m / s로 변환됩니다.2.
모든 중력장은 도달 범위 내의 모든 질량을 가속화하는 경향이 있기 때문에 그 결과 인간이 일상적으로 무게라고 부르는 것입니다. 따라서 가정용 또는 헬스 클럽 저울은 일종의 힘 미터입니다.디스플레이킬로그램 단위의 질량 (또는 파운드 단위의 동등한 무게)은 실제로측정중력으로 인한 체중, 지구상에서 9.81m / s2.
Hooke의 법칙
여러분이 접하게 될 대부분의 힘 측정기는 Robert Hooke의 이름을 딴 Hooke의 법칙이라는 원리를 활용합니다. 1600 년대에는 물리학, 화학, 생물학 및 거의 모든 연구 분야에 걸쳐 진행.
이 법칙은 탄성 재료 (예: 스프링)를 주어진 거리만큼 늘리는 데 필요한 힘은 스프링이 평형 점에서 늘어나는 거리에 비례한다고 명시합니다.
음수 기호는 힘이반대하다스트레치는 크기는 같지만 거리는 정확히 반대입니다.
힘 측정기 외에 Hooke의 법칙 적용
Hooke의 법칙은 당신이 이름을 짓거나 상상할 수있는 모든 엔지니어링 및 건설 분야에 적용되었습니다. 시계 제작 초기에는 17 세기와 18 세기의 시간 측정이 GPS 동기화의 문제가 아니었기 때문에 정확한 기능을 보장하기 위해 스프링이 필수적이었습니다.
Hooke의 법칙은 압력계 (압력계), 세계의 장비 제작에 적용되었습니다. 음향 및 지진, 그리고 21 세기가 진행됨에 따라 나노 기술 응용 분야에서도 마찬가지입니다. 그러나 간단한 힘 측정기에서의 유용성은 아마도 오늘날에도 그것을 설명하는 가장 쉬운 방법 일 것입니다.
포스 미터: 스프링 미터
Hooke의 법칙은 수평면의 스프링에 적용될 수 있으며, 중력에 의해 물체에 가해지는 힘은 표면의 상향 력 (직선 력)과 균형을 이룹니다. 스프링을 1.5m 늘리는 데 필요한 힘이 300N이면 다음을 계산할 수 있습니다.케이Hooke의 법칙에서스프링 상수:
F = -kx \ implies 300 \ text {N} = k (1.5 \ text {m}) \ implies k = 200 \ text {N / m}
ㅏ힘 미터대신 수직 구조이며 질량이 영향을 받도록 보정 된 스프링이 있습니다. 지구의 중력은 스프링을 고정 (평형) 위치에서 알려진 고정 위치에서 아래쪽으로 이동시킵니다. 양. 따라서 10kg의 질량은 (1kg) (9.81m / s)의 무게를 갖는 것으로 알려져 있습니다.2) = 98.1 N이며, 힘 미터는이 원리에 따라 라벨링 할 수 있습니다.
스프링이나 탄성 물체를 이미 늘어난 거리의 두 배로 늘리려면 Hooke의 법칙에 따라 두 배의 힘을 가해 야합니다. 실제로는 어떤 재료도 완벽하게 신축성이 없으며 모든 스프링이 "마모"되거나 충분한 스트레스 또는 긴장 상태에서 외상으로 파손되어 파손됩니다.