Unidades de medida em física desempenham um papel importante na resolução de problemas práticos. Graças a eles, é possível determinar a exatidão do resultado obtido e entender seu valor quantitativo em comparação com um padrão conhecido. Vamos considerar no artigo o que é uma quantidade física com uma unidade de medida newton por metro.
Newton é uma unidade de força
Todo estudante sabe quem é Isaac Newton e que contribuição ele deu para o desenvolvimento da mecânica clássica. Com absoluta certeza, podemos dizer que a dinâmica, como ramo da física que estuda as forças, está totalmente construída sobre as leis do grande cientista inglês. Portanto, a comunidade internacional decidiu chamar a unidade de força de Newton (N). Um newton é uma força tal que, agindo sobre um corpo de 1 quilograma, informa a ele uma aceleração de 1 m/s2.
Newton é a principal unidade de força de qualquer tipo. No entanto, não é uma das sete unidades básicas do sistema internacional SI. Como eradito, é definido através de 3 outros conceitos básicos - um quilograma (uma medida de massa), um metro (uma medida de distância no espaço) e um segundo (uma medida de tempo).
O que é um newton por metro?
Depois de nos familiarizarmos com o conceito de "newton" como unidade de medida de forças, voltemos ao tópico do artigo. Qual é o valor de um newton multiplicado por um metro? Para aqueles que não podem responder imediatamente à questão colocada, vamos escrever esta operação na forma matemática:
A=Fl
Se, como resultado da força F, o corpo percorre uma distância l, então o produto dessas grandezas físicas dará o trabalho realizado pela força ao longo da direção do movimento.
O trabalho é uma característica energética, é medido em joules (J). Um joule, de acordo com a definição de trabalho, é a energia que uma força de 1 newton gastará ao mover um corpo 1 metro.
Dependendo do processo físico, o trabalho despendido nos corpos em movimento pode ser convertido em vários tipos de energia. Por exemplo, se um guindaste de construção levanta uma laje de concreto, sua energia potencial no campo de gravidade aumenta. Outro exemplo: pessoas, aplicando uma força constante, empurram um carro por algum tempo. Parte do trabalho despendido vai para vencer a força de atrito de rolamento e, como resultado, vai para energia térmica, a outra parte vai para aumentar a energia cinética do veículo.
Então, um newton por metro é uma unidade de trabalho chamada joule.
Momentoforça
Além do trabalho, esta unidade também é usada para medir o momento da força. Este último é descrito pela mesma fórmula que o trabalho, porém, a força neste caso é direcionada em algum ângulo ao vetor l, que é a distância do ponto de aplicação da força ao eixo de rotação.
Apesar do momento de força ser descrito em unidades de trabalho, não é. Também é chamado de torque, pois mostra a capacidade de uma força externa de girar o sistema em torno de um eixo e dar-lhe alguma aceleração angular. Se o momento da força for multiplicado pelo ângulo de rotação em radianos, obtemos o trabalho. A unidade de medida não será alterada.
Unidade de pressão
Como parte do tópico do artigo, também consideraremos como a pressão é medida na física. As pessoas que gostam dessa ciência darão rapidamente a resposta correta, nomeando o pascal como uma unidade para medir a pressão no SI. Nos problemas e na prática, muitas vezes são encontradas outras unidades de pressão, que são convenientes de usar em cada caso específico. Então, difundido: atmosfera, torr ou milímetro de mercúrio e bar. Cada um deles é traduzido exclusivamente em Pascals, usando o fator de conversão apropriado.
Consideramos a pressão dentro do escopo deste artigo porque está intimamente relacionada à força. Por definição, pressão é uma quantidade igual à razão entre a força que atua perpendicularmente à superfície e a área dessa superfície, ou seja:
P=F/S
A partir desta igualdade obtemos a unidademeça newton por metro quadrado (N/m2). O valor de 1 N/m2é chamado de pascal em homenagem ao físico francês Blaise Pascal, que projetou o barômetro e mediu a pressão atmosférica em diferentes alturas em relação ao nível do mar.
Um pascal é uma quantidade muito pequena de pressão. Seu valor pode ser imaginado se pegarmos 100 mililitros de água destilada e distribuirmos por uma área de 1 metro quadrado. Por exemplo, observe que a pressão atmosférica ao nível do mar é de aproximadamente 100.000 pascals.
Por uma questão de completude, notamos que quantidades com a unidade de medida newton multiplicada por um metro quadrado não existem em física.
Exemplo de problema
É necessário determinar qual o trabalho realizado pela gravidade se o corpo caiu de uma certa altura até a superfície da terra em 5 segundos. Pegue o peso corporal igual a um quilograma.
A gravidade pode ser calculada usando a fórmula:
F=mg=19, 81=9, 81 H
Para determinar a altura de onde o corpo caiu, você deve usar a fórmula para movimento uniformemente acelerado sem velocidade inicial:
h=gt2 / 2=9,8152 / 2=122,625 m
Para obter o trabalho feito pela gravidade, multiplique F e h:
A=Fh=9,81122,625 ≈ 1203 J
A gravidade fez um trabalho positivo de aproximadamente 1200 newtons por metro, ou 1,2 kilojoules.
