▷ 무게(물리): 정의, 공식, 연습 문제 풀기,...

이 기사에서는 물리학에서 무게의 의미를 설명합니다. 여기서는 무게의 정의, 물체의 무게를 계산하는 방법, 무게와 질량의 차이를 확인할 수 있습니다. 마지막으로 단계별 보디빌딩 운동을 통해 훈련할 수 있습니다.

물리학에서 무게란 무엇인가?

물리학에서 신체의 무게는 해당 신체에 작용하는 중력입니다. 일반적으로 무게라는 개념은 지구가 특정 물체에 가하는 중력을 의미하지만, 다른 행성의 중력을 의미할 수도 있습니다.

따라서 무게는 힘이므로 모듈, 방향, 방향 및 적용 지점이 있는 벡터입니다. 아래에서는 중량 값을 찾는 방법을 살펴보겠습니다. 단, 방향은 항상 수직이고 방향은 아래쪽이며 적용 지점은 신체의 무게 중심에 해당합니다.

보시다시피, 물리학에서는 무게와 질량을 구별해야 합니다 . 왜냐하면 이 두 용어의 의미가 일상 생활에서 잘못 사용되기 때문입니다. 아래에서는 체중과 신체 질량의 차이를 자세히 설명했습니다.

물리학에서 무게의 기호는 문자 P이므로 물체의 무게의 힘을 나타내는 화살표 옆에 문자 P를 배치하여 표시합니다.

힘이기 때문에 무게의 측정 단위는 뉴턴이고 문자 N으로 표현됩니다. 예를 들어, 50kg인 사람의 무게는 약 490N입니다.

물리학에서 무게를 계산하는 방법

물리학에서 물체의 무게를 구하는 공식은 물체의 질량에 중력을 가하는 별의 중력을 곱한 것과 같습니다. 그러므로 행성이 물체를 끌어당기는 중력을 계산 하려면 물체의 질량에 행성의 중력을 곱해야 합니다.

따라서 물체의 무게를 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

지구의 중력은 9.81m/ ^s2 라는 점을 명심하세요.

체중 공식 데모 보기

무게의 힘에 대한 공식을 설명하기 위해 어떤 물체가 다른 물체에 가하는 중력을 계산할 수 있는 대수적 표현부터 시작하겠습니다.

$F=G\cdot \cfrac{M\cdot m}{r^2}$

그러나 중력 공식은 정확히 만유중력상수(G)에 천체의 질량(M)을 곱하고 천체 중심과 표면 사이의 거리(r ² )의 제곱으로 나눈 값입니다.

$g=\cfrac{G\cdot M}{r^2}$

따라서 하나의 표현식을 다른 표현식으로 대체하면 다음과 같은 가중치 공식에 도달합니다.

$F=G\cdot \cfrac{M\cdot m}{r^2}$

$F=\cfrac{G\cdot M}{r^2}\cdot m$

$F=g\cdot m$

무게와 질량의 차이

무게와 질량은 물리학에서 서로 다른 두 가지 개념입니다. 질량은 물체가 갖고 있는 물질의 양으로 킬로그램(kg)으로 측정되며, 무게는 별이 물체에 가하는 중력이며 측정 단위는 뉴턴(N)입니다.

예를 들어, 몸무게가 70kg인 사람의 지구 무게는 686.7N입니다. 그러나 달에 있는 이 사람의 질량은 동일하지만 무게는 113.4N입니다.

그러므로 우리가 “당신의 몸무게는 얼마입니까?”라고 물을 때, » 누군가의 질량을 알려면 실제로 “당신의 질량은 얼마입니까?”라고 물어봐야 합니다. »

무게와 질량의 또 다른 차이점은 속성을 측정하는 데 필요한 도구입니다. 무게는 동력계를 사용하여 측정하고 질량은 저울을 사용하여 측정합니다.

또한 질량은 단순한 숫자이지만 무게는 힘이기 때문에 벡터입니다. 따라서 다른 벡터와 마찬가지로 무게에도 방향, 의미, 크기 및 적용 지점이 있습니다.

해결된 웨이트 운동

연습 1

질량이 45kg인 물체의 지구에서의 무게를 계산하세요. g=9.81 m/s ² 값을 지구의 중력으로 사용합니다.

해결책을 참조하십시오

물체의 무게를 결정하려면 다음과 같은 해당 공식을 적용하면 됩니다.

$P=m\cdot g$

이제 물체의 질량과 지구의 중력 데이터를 공식에 대체하고 무게를 계산합니다.

$P=45\cdot 9,81=441,45 \N$

연습 2

지구에서 물체의 무게는 650N입니다. 화성에서 이 무게의 등가 질량은 얼마입니까? 사실: 화성의 중력은 3721m/s ² 입니다.

해결책을 참조하십시오

무게와 관련된 이러한 물리적 문제를 해결하려면 위에서 설명한 공식을 사용해야 합니다.

$P=m\cdot g$

이 경우, 우리는 무게와 중력의 값을 알고 있고 물체의 질량을 알고 싶기 때문에 먼저 다음 공식에서 질량을 구합니다.

$m=\cfrac{P}{g}$

그리고 마지막으로 데이터를 공식에 대체하여 화성의 650N 무게를 구합니다.

$m=\cfrac{650}{3.721}=174,68 \ kg$

연습 3

다음 그림에 각도가 표시된 두 개의 로프에 매달려 있는 12kg의 질량을 가진 강체가 주어졌을 때 몸체를 평형 상태로 유지하기 위해 각 로프가 가해야 하는 힘을 계산하십시오.

해결책을 참조하십시오

이러한 유형의 문제를 해결하기 위해 가장 먼저 해야 할 일은 그림의 자유물체도를 그리는 것입니다.

매달린 물체에 작용하는 힘은 실제로 세 가지 힘, 즉 무게의 힘 P와 줄의 장력 T ₁ 및 T ₂ 뿐입니다. T _1x , T _1y , T _2x 및 T _2y 로 표시된 힘은 각각 T ₁ 및 T ₂ 의 벡터 구성요소입니다.

따라서 우리는 줄의 경사각을 알고 있으므로 장력의 벡터 구성 요소에 대한 표현을 찾을 수 있습니다.

$T_{1x}=T_1\cdot \text{cos}(20º)$

$T_{1y}=T_1\cdot \text{sin}(20º)$

$T_{2x}=T_2\cdot \text{cos}(55º)$

$T_{2y}=T_2\cdot \text{sin}(55º)$

반면에 중력 공식을 적용하여 무게의 힘을 계산할 수 있습니다.

$P=m\cdot g=12\cdot 9,81 =117,72 \ N$

문제 설명은 물체가 평형 상태에 있으므로 수직 힘의 합과 수평 힘의 합이 0이 되어야 함을 알려줍니다. 따라서 힘 방정식을 설정하고 이를 0으로 설정할 수 있습니다.

$-T_{1x}+T_{2x}=0$

$T_{1y}+T_{2y}-P=0$

이제 긴장의 구성요소를 이전에 발견된 표현으로 대체합니다.

$-T_1\cdot\text{cos}(20º)+T_2\cdot \text{cos}(55º)=0$

$T_1\cdot \text{sin}(20º)+T_2\cdot \text{sin}(55º)-117.72=0$

그리고 마지막으로 방정식 시스템을 풀어 힘 T ₁ 과 T ₂ 의 값을 얻습니다.

$\left.\begin{array}{l}-T_1\cdot 0,94+T_2\cdot 0,57=0\\[2ex]T_1\cdot 0,34+T_2\cdot 0,82-117 .72=0\end{array }\right\} \longrightarrow \ \begin{array}{c}T_1=69,56 \ N\\[2ex]T_2=114,74 \ N\end{array}[/ latex] <div class="wp-block-otfm-box-spoiler-end otfm-sp_end"></div> <h3 class="wp-block-heading"> Exercice 4</h3> <p> Comme le montre la figure suivante, deux objets sont reliés par une corde et une poulie de masses négligeables. Si l’objet 2 a une masse de 7 kg et que l’inclinaison de la rampe est de 50º, calculez la masse de l’objet 1 pour que l’ensemble du système soit dans des conditions d’équilibre. Dans ce cas, la force de frottement peut être négligée. </p> <div class="wp-block-image"> <figure class="aligncenter size-full is-resized"><img decoding="async" loading="lazy" src="https://physigeek.com/wp-content/uploads/2023/09/probleme-dequilibre-des-forces.png" alt="problème d'équilibre translationnel" class="wp-image-295" width="299" height="240" srcset="https://physigeek.com/wp-content/uploads/2023/09/probleme-dequilibre-des-forces-300x241.png 300w, https://physigeek.com/wp-content/uploads/2023/09/probleme-dequilibre-des-forces.png 718w" sizes="(max-width: 300px) 100vw, 300px"></figure> </div> <div class="wp-block-otfm-box-spoiler-start otfm-sp__wrapper otfm-sp__box js-otfm-sp-box__closed otfm-sp__FFF8E1" role="button" tabindex="0" aria-expanded="false" data-otfm-spc="#FFF8E1" style="text-align:center"> <div class="otfm-sp__title"> <strong>Voir la solution</strong></div> </div> <p> Le corps 1 est sur une pente inclinée, donc la première chose à faire est de vectoriser la force de son poids pour avoir les forces sur les axes de la pente : [latex]P_{1x}=P_1\cdot \text{sin}(\alpha)” title=”Rendered by QuickLaTeX.com” height=”340″ width=”2918″ style=”vertical-align: 0px;”></p> </p> <p class=$

$P_{1y}=P_1\cdot \text{cos}(\alpha)$

따라서 전체 시스템에 작용하는 힘의 집합은 다음과 같습니다.

문제 설명은 힘의 시스템이 평형 상태에 있으므로 두 물체가 평형 상태에 있어야 함을 알려줍니다. 이 정보로부터 우리는 두 물체의 평형 방정식을 제안할 수 있습니다.

$1\ \rightarrow \ \begin{cases}P_{1x}=T\\[2ex]P_{1y}=N\end{cases} \qquad\qquad 2 \ \rightarrow \ T=P_2[/latex ] Ainsi, la composante du poids de l'objet 1 incliné dans le sens de la pente doit être égale au poids de l'objet 2 : [latex]P_{1x}=P_2$