В чем измеряется ускорение в физике: Единицы измерения ускорения

1.6 Ускорение. Единица ускорения – Физика по учебнику 10 класса

При движении тел их скорости обычно меняются либо по модулю, либо по направлению, либо же одновременно как по модулю, так и по направлению.

Если бросить камень под углом к горизонту, то его скорость будет меняться и по модулю, и по направлению.

Изменение скорости тела может происходить как очень быстро (движение пули в канале ствола при выстреле из винтовки), так и сравнительно медленно (движение поезда при его отправлении). Чтобы уметь находить скорость в любой момент времени, необходимо ввести величину, характеризующую быстроту изменения скорости. Эту величину называют ускорением. 

Ускорение- это величина, которая характеризует быстроту изменения скорости.

Среднее ускорение

Среднее ускорение – это отношение изменения скорости к промежутку времени, за который это изменении произошло. Определить среднее ускорение можно формулой:

где  – вектор ускорения.

Направление вектора ускорения совпадает с направлением изменения скорости Δ =  – 

0 (здесь ₀ – это начальная скорость, то есть скорость, с которой тело начало ускоряться).

В момент времени t1 (см. рис 1.8) тело имеет скорость ₀. В момент времени t2 тело имеет скорость. Согласно правилу вычитания векторов найдём вектор изменения скорости Δ =  – ₀. Тогда определить ускорение можно так:

Рис. 1.8. Среднее ускорение.

В СИ единица ускорения – это 1 метр в секунду за секунду (или метр на секунду в квадрате), то есть

Метр на секунду в квадрате равен ускорению прямолинейно движущейся точки, при котором за одну секунду скорость этой точки увеличивается на 1 м/с. Иными словами, ускорение определяет, насколько изменяется скорость тела за одну секунду. Например, если ускорение равно 5 м/с², то это означает, что скорость тела каждую секунду увеличивается на 5 м/с.

В чем измеряется ускорение в физике? Центростремительное и угловое ускорение.

Измерение ускорения свободного падения

При решении задач по физике часто приходится выводить рабочие формулы с учетом предоставленного условия. Одной из самых надежных проверок правильности полученной формулы является совпадение единиц измерения в правой и левой частях равенства. В данной статье рассмотрим вопрос, в чем измеряется ускорение.

Дадим сразу определение этой величины, а затем поясним ее особенности. Под ускорением понимают быстроту, с которой изменяется скорость в каждый момент времени при движении тела. Поскольку скорость – это величина векторная, то изменяться может ее модуль и направление. Оба типа изменения описываются понятием ускорения.

Для определения мгновенного ускорения используют следующее выражение:

a¯ = dv¯/dt.

Взяв первую производную по времени от скорости, мы получим зависимость ускорения от t.

Помимо мгновенного ускорения (значение a¯ в конкретный момент времени), на практике часто применяют среднее ускорение. Оно определяется так:

a_cp¯ = Δv¯/Δt.

Здесь Δv¯ – это разность скоростей в конце и в начале промежутка времени Δt. В отличие от мгновенной величины, среднее ускорение характеризует весь процесс движения, поэтому на практике оно оказывается более полезным. Очевидно, если Δt->dt, то a_cp¯->a¯.

В чем измеряется ускорение?

Несложно ответить на этот вопрос, если рассмотреть записанные в предыдущем пункте формулы для мгновенной и средней величины. Как известно, скорость определяется в метрах в секунду (м/с). Конечно, можно применять и другие единицы измерения для v¯, например, километры или мили в час, однако мы ведем разговор о единицах международной системы СИ. Время в СИ измеряется в секундах (c). Взяв отношение этих величин, приходим к ответу на вопрос, в чем измеряется ускорение. Его единицами являются метр в квадратную секунду или сокращенно м/с².

Что означает запись: a = 1 м/с²? Это означает, что за каждую секунду перемещения тело увеличивает свою скорость на 1 м/с.

Далее будут приведены другие возможные единицы измерения ускорения, однако м/с² является базовой, и все другие единицы сводятся к ней.

Сила и ускорение

Записанное выше математическое определение ускорения не содержит никакой информации о том, откуда оно появляется, и что заставляет тела ускоряться. Ответы на эти вопросы можно понять, если вспомнить, в чем состоит второй закон Ньютона. Он гласит, что как только появляется ненулевая внешняя сила F¯, действующая на тело массой m, то она неминуемо ведет к появлению ускорения a¯. Соответствующее выражение записывается в виде:

F¯ = m*a¯.

Мы можем, используя эту формулу, определить, в чем измеряется ускорение в данном случае. Сила выражается в ньютонах, а масса в килограммах, тогда получаем:

a¯ = F¯/m [Н/кг].

Ньютон не является базовой единицей в системе СИ, поэтому Н/кг редко применяется в задачах для выражения ускорения. Тем не менее, эту единицу можно встретить в некоторых задачах по динамике движения.

Движение по окружности

Мы специально выделили в отдельный пункт статьи вопрос перемещения тела по окружности. Дело в том, что во время вращения вокруг некоторой оси изменяться может не только абсолютное значение скорости тела, но и ее направление. Такой характер движения приводит к появлению у тела двух компонентов ускорения: нормального или центростремительного и тангенциального или касательного.

Касательная компонента описывает изменение модуля v¯, поэтому для нее используют единицу м/с². Тем не менее, вращение часто описывают в угловых величинах. Угловое же ускорение выражается в радианах в секунду в квадрате (рад/с²). Напомним, что радиан – это мера угла, который опирается на дугу длиною в один радиус окружности.

Что касается центростремительной компоненты ускорения, то для ее вычисления используют следующую формулу:

a_c = v²/r.

Где r – радиус вращения. В чем измеряется центростремительное ускорение? Подставим в это выражение соответствующие единицы для v и r, получим:

a_c = [м²/с²/м] = [м/с²].

Таким образом, нормальное ускорение измеряется в тех же единицах, что и полное ускорение (м/с²).

Измерение ускорения свободного падения

Это ускорение (его будем обозначать буквой g) возникает за счет действия на все тела, которые нас окружают, силы тяжести Земли. Среднее значение g на нашей планете равно 9,81 м/с², тем не менее эта величина колеблется на несколько процентов в зависимости от местности.

Наука, которая занимается измерением величины g, называется гравиметрией. Отвечая на вопрос, каким прибором измеряется ускорение, следует сказать, что это или абсолютный, или относительный гравиметр. Абсолютный гравиметр измеряет g в лоб, рассчитывая время падения тела в безвоздушном пространстве с некоторой высоты. Относительный гравиметр представляет собой пружину с грузом, удлинение которой калибруется согласно некоторому известному ускорению g в данной местности.

С помощью гравиметра ускорение свободного падения измеряется в галах. Эта единица названа в честь Галилея, который впервые в истории использовал математический маятник для вычисления ускорения g. Один гал равен сотой части м/с².

Измерение g в данной местности проводят с целью анализа состава горных пород, во время поиска полезных ископаемых или подземных вод. Применяют гравиметры также в археологии и сейсмологии.

Итоговая контрольная работа по физике в виде тестирования в 9 классе

СПЕЦИФИКАЦИЯ

итоговой работы в форме тестирования

для проведения промежуточной аттестации

по физике в 9 классах

1. Назначение контрольно-измерительных материалов

Определение уровня образовательных достижений учащихся 9 классов в усвоении предметного содержания курса физики 9 класса

2. Документы, определяющие содержание работы

Содержание работы определяется на основе следующих документов.

1. Федеральный компонент государственного стандарта основного среднего образования по математике (приказ Минобразования России № 1089 от 05. 03.2004 г.).

2. Авторская программа А.В. Перышкина по физике для 7-9 классов. Программы основной школы (авторы программы Е.М. Гутник, А.В. Перышкин) – Программа для общеобразовательных учреждений: физика, астрономия 7-11 кл. (Ю.И. Дик, В.А. Коровин) Дрофа, 2008 г.

3. Подходы к отбору содержания, разработке структуры работы

Итоговая работа для проведения промежуточной аттестации учащихся представлена 4 вариантами.

Каждый вариант включает 13 заданий.

Часть А содержит 10 заданий с выбором 1 правильного ответа. Необходимо выбрать один правильный ответ.

Часть В содержит 3 задания. Необходимо выполнить подробное решение: оформить задачи, записать формулу, провести вычисления по формуле и записать ответ.

Распределение заданий по темам

п./п

Тема

Количество

Заданий

Уровень сложности

А

(базовый)

В

(повышенный)

1

Законы взаимодействия и движения тел

6

4

2

2

Механические колебания и волны. Звук.

2

2

–

3

Электромагнитное поле

3

2

1

4

Строение атома и атомного ядра

2

2

–

Итого

13

10

3

Таблица распределения заданий по уровням сложности

задания

в тесте

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

№ темы

1

1

1

2

2

3

4

3

4

1

1

1

3

уровень сложности

А

А

А

А

А

А

А

А

А

А

В

В

В

4. Система оценивания результатов выполнения работы.

Всего 19 баллов.

Каждый правильный ответ части А оценивается 1 баллом (всего 10 баллов).

Каждый правильный ответ части В оценивается 3 баллами (всего 9 баллов).

Часть В:

-приведено полное правильное решение, запись физических формул, отражающих физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом, проведены математические преобразования и расчеты, представлен ответ – 3 балла,

– при правильном ходе решения задачи допущены ошибки в математических расчетах – 2 балла,

– при правильной идее решения допущена ошибка (не более одной) в записи физических законов или использованы не все исходные формулы, необходимые для решения – 1 балл;

– отсутствие решения, более одной ошибки в записях физических формул, использование неприменимого в данных условиях закона и т. п. – 0 баллов.

Таблица перевода баллов работы в пятибалльную шкалу оценивания

Оценка

«2»

«3»

«4»

«5»

Число набранных баллов

Менее 7 баллов

8-12 баллов

13-15 баллов

16-19 баллов

5. Время выполнения работы

На выполнение работы отводится 45 минут.

Ответы

задания

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

№

ответа

(1 вариант)

5

2

5

1

2

2

4

2

3

2

39 м

90 Н

0,5 м

№

Ответа

(2 вариант)

3

4

4

2

1

3

4

2

4

4

90 м

20 м/с²

5·10¹⁴ Гц

№

Ответа

(3 вариант)

4

5

1

1

4

4

1

1

2

2

130 м

1 Н

2,950 м

№

Ответа

(4 вариант)

4

1

3

1

3

4

3

1

1

4

420 м

30 м/с²

25·10⁷ м/с

Промежуточная аттестация

Физика 9 класс

Вариант 1

Часть А. Выберите один правильный ответ

1. 1. В каких единицах СИ измеряется ускорение?

1) мин 2) км/ч 3) м/с 4) с 5) м/с²

2. По какой формуле можно определить скорость при равномерном прямолинейном движении?

1) 2) 3)t 4) 5)

3. Импульс тела определяется формулой:

1) 2) F=kx 3) 4) 5)

4. При измерении пульса человека было зафиксировано 75 пульсаций крови за 1 минуту. Определите период сокращений сердечной мышцы.

1) 0,8 с 2) 1,25 с 3) 60 с 4) 75 с

5. Амплитуда свободных колебаний тела равна 3 см. Какой путь прошло это тело за 1/2 периода колебаний?

1) 3 см 2) 6 см 3) 9 см 4) 12 см

6. При увеличении ёмкости конденсатора, включённого в колебательный контур, период электромагнитных колебаний:

1) не изменится 2) увеличится 3) уменьшится 4) может как увеличиться, так и уменьшиться

7. излучение – это

1. вторичное радиоактивное излучение при начале цепной реакции

2. поток нейтронов, образующихся в цепной реакции

3. электромагнитные волны

4. поток электронов

8. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с током 25 А действует сила 0,05 Н? Длина проводника 5 см. Направления линий индукции и тока взаимно перпендикулярны.

1) 0,004 Тл 2) 0,04 Тл 3) 0,4 Тл 4) 4 Тл

9. В ядре элемента содержится

1. 92 протона, 238 нейтронов

2) 146 протонов, 92 нейтрона

3) 92 протона, 146 нейтронов

4) 238 протонов, 92 нейтрона

10. На рисунке представлен график зависимости ускорения от времени для тела, движущегося прямолинейно. Равноуско­ренное движение соответствует участку

1) OA 2) AB 3) BC 4) CD

Часть В. Представьте развернутое решение задачи.

11. Лыжник съехал с горки за 6 с, двигаясь с постоянным ускорением 0,5 м/с². Определите длину горки, если известно, что в начале спуска скорость лыжника была равна 18 км/ч.

12. Спустившись с горки, санки с мальчиком тормозят с ускорением 2 м/с². Определите величину тормозящей силы, если общая масса мальчика и санок равна 45 кг.

13. Радиостанция работает на частоте 60 МГц. Найдите длину электромагнитных волн, излучаемых антенной радиостанции. Скорость распространения электромагнитных волн с = 3·10⁸ м/с.

Промежуточная аттестация

Физика 9 класс

Вариант 2

Часть А. Выберите один правильный ответ

1. 1. В каких единицах СИ измеряется скорость?

1) мин 2) км/ч 3) м/с 4) с 5) м/с²

2. По какой формуле можно определить проекцию ускорения?

1) 2) 3)t 4) 5)

3. Закон всемирного тяготения определяется формулой:

1) 2)F=kx 3) 4) 5)

4. При измерении пульса человека было зафиксировано 75 пульсаций крови за 1 минуту. Определите частоту сокращений сердечной мышцы.

1) 0,8 Гц 2) 1,25 Гц 3) 60 Гц 4) 75 Гц

5. Амплитуда свободных колебаний тела равна 50 см. Какой путь прошло это тело за 1/4 периода колебаний?

1) 0,5 м 2) 1 м 3) 1,5 м 4) 2 м

6. В колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки, происходят электромагнитные колебания. Это подразумевает, что происходит колебание

1) пластин конденсатора

2) витков катушки

3) силы тока в катушке

4) суммарной энергии, запасенной в катушке и конденсаторе

7. – излучение – это

1) поток ядер гелия

2) поток протонов

3) поток электронов

4) электромагнитные волны большой частоты

8. При увеличении частоты колебаний в 2 раза, длина волны:

1) не изменяется 3) увеличивается в 2 раза

2) уменьшается в 2 раза 4) уменьшается в 4 раза

9. В ядре олова содержится

1)110 протонов, 50 нейтронов

2) 60 протонов, 50 нейтронов

3) 50 протонов, 110 нейтронов

4) 50 протонов, 60 нейтронов

10. На рисунке представлен график зависимости модуля скоро­сти v от времени t для тела, движущегося прямолинейно. Рав­номерному движению соответствует участок

1) АВ 2) ВС 3) CD 4) DE

Часть В. Представьте развернутое решение задачи

11. Вагонетка, имеющая скорость 7,2 км/ч, начинает двигаться с ускорением 0,25 м/с². На каком расстоянии окажется вагонетка через 20 с?

12. С каким ускорением будет двигаться тело массой 400 г под действием единственной силы 8 Н?

13. Длина электромагнитной волны в воздухе равна 0,6 мкм. Чему равна частота колебаний вектора напряженности электрического поля в этой волне? Скорость распространения электромагнитных волн с = 3·10⁸ м/с.

Промежуточная аттестация

Физика 9 класс

Вариант 3

Часть А. Выберите один правильный ответ

1. 1. 1. В каких единицах СИ измеряется время?

1) мин 2) км/ч 3) м/с 4) с 5) м/с²

2. По какой формуле можно определить проекцию перемещения при равномерном прямолинейном движении?

1) 2) 3)t 4) 5)

3. Второй закон Ньютона определяется формулой:

1) 2)F = kx 3) 4) 5)

4. Частота колебаний напряжения в электрической цепи России равна 50 Гц. Определите период колебаний.

1) 0,02 с 2)1,25 с 3)50 с 4) 25 с

5. Амплитуда свободных колебаний тела равна 8 см. Какой путь прошло тело за полный период колебаний?

1) 8 см 2) 16 см 3)24 см 4) 32 см

6. Магнитное поле в пространстве может создать

1) только постоянный магнит

2) только кольцо с током

3) только Земля

4) все ответы верны

7. – излучение – это

1) поток ядер гелия

2) поток протонов

3) поток электронов

4) электромагнитные волны большой частоты

8. Выберите устройство, в котором происходит преобразование механической энергии в электрическую:

1) электрогенератор

2) паровая турбина

3) динамик радиоприемника

4) двигатель внутреннего сгорания

9. Сколько протонов и нейтронов содержится в ядре элемента

1) 82 протона, 214 нейтронов

2) 82 протона, 132 нейтрона

3) 132 протона, 82 нейтрона

4) 214 протонов, 82 нейтрона

10. Чему равен КПД двигателя, если от нагревателя он получил 150 МДж, передал холодильнику 75 МДж?

1) 30 % 2) 50 % 3) 20 % 4) 75 %

Часть В. Представьте развернутое решение задачи

11. Велосипедист съехал с горки за 10 с, двигаясь с постоянным ускорением 0,6 м/с². Определите длину горки, если известно, что в начале спуска скорость велосипедиста была равна 36 км/ч.

12. Определите силу, под действием которой тело массой 500 г движется с ускорением 2 м/с².

13. На какую длину волны нужно настроить радиоприемник, чтобы слушать радиостанцию «Наше радио», которая вещает на частоте 101,7 МГц?. Скорость распространения электромагнитных волн

с = 3·10⁸ м/с.

Промежуточная аттестация

Физика 9 класс

Вариант 4

Часть А Выберите один правильный ответ

1. В каких единицах СИ измеряется путь?

1) км 2) км/ч 3) м/с 4) м 5) м/с²

2. По какой формуле можно определить проекцию скорости при равноускоренном прямолинейном движении?

1) 2) 3)t 4) 5)

3. Третий закон Ньютона определяется формулой:

1) 2)F=kx 3) 4) 5)

4. Цикл вдоха-выдоха у ребенка составляет 36 раз в минуту. Определите частоту цикла.

1) 0,6 Гц 2) 1,67 Гц 3) 60 Гц 4) 36 Гц

5. Амплитуда свободных колебаний тела равна 4 см. Какой путь прошло тело за ¾ периода колебаний?

1) 4 см 2) 8 см 3) 12 см 4) 16 см

6. Линии магнитного поля – это

1) линии, совпадающие с формой магнита

2) линии, по которым летит положительный заряд, попадая в магнитное поле

3) линии, по которым летит отрицательный заряд, попадая в магнитное поле

4) воображаемые линии, в каждой точке которых индукция магнитного поля направлена по касательной

7. излучение – это

1) вторичное радиоактивное излучение при начале цепной реакции

2) поток нейтронов, образующихся в цепной реакции

3) поток электронов

4) электромагнитные волны

8. Запасание энергии в конденсаторе после его контакта с клеммами источника тока демонстрирует

1) вспышка фотоаппарата, соединяемая с конденсатором

2) конденсация воды в бутылке, вынутой из холодильника

3) искры при соединении вилки адаптера в бытовую электросеть

4) хранение информации на жестком диске компьютера

9. Сколько протонов и нейтронов содержится в ядре элемента

1) 13 протонов, 14 нейтронов

2) 13 протонов, 27 нейтронов

3) 27 протонов, 13 нейтронов

4) 27 протонов, 40 нейтронов

10. Двигатель мощностью 3кВт работает в течение 5 минут. При этом от совершает работу, равную

1) 10 Дж 2) 600 Дж 3) 15 кДж 4) 900 кДж

Часть В. Представьте подробное решение задачи

11. Вагонетка, имеющая скорость 3,6 км/ч, начинает двигаться с ускорением 2 м/с². На каком расстоянии окажется вагонетка через 20 с?

12. С каким ускорением будет двигаться тело массой 200 г под действием силы 6 Н?

13. В первых экспериментах по изучению распространения электромагнитных волн в воздухе были измерены длина волны 50 см и частота излучения = 500 МГц. На основе этих неточных значений скорость света примерно равна

Сила тяжести – в чем измеряется? Чему равна?

Сила: что это за величина

В повседневной жизни мы часто встречаем, как любое тело деформируется (меняет форму или размер), ускоряется или тормозит, падает. В общем, чего только с разными телами в реальной жизни не происходит. Причиной любого действия или взаимодействия является сила.

Сила — это физическая векторная величина, которую воздействует на данное тело со стороны других тел.

Она измеряется в Ньютонах — это единица измерения названа в честь Исаака Ньютона.

Сила — величина векторная. Это значит, что, помимо модуля, у нее есть направление. От того, куда направлена сила, зависит результат.

Вот стоите вы на лонгборде: можете оттолкнуться вправо, а можете влево — в зависимости от того, в какую сторону оттолкнетесь, результат будет разный. В данном случае результат выражается в направлении движения.

Сила тяготения

В 1682 году Исаак Ньютон открыл Закон Всемирного тяготения. Он звучит так: все тела притягиваются друг к другу, сила всемирного тяготения прямо пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Формула силы тяготения согласно этому закону выглядит так:

Закон Всемирного тяготения F = GMm/R2 F — сила тяготения [Н] M — масса первого тела (часто планеты) [кг] m — масса второго тела [кг] R — расстояние между телами [м] G — гравитационная постоянная G = 6. 67 × 10-11 м3 кг-1 с-2

Когда мы встаем на весы, стрелка отклоняется. Это происходит потому, что масса Земли очень большая, и сила тяготения буквально придавливает нас к поверхности. На более легкой Луне человек весит меньше в шесть раз.

Закон всемирного тяготения используют, чтобы вычислить силы взаимодействия между телами любой формы, если размеры тел значительно меньше расстояния между ними.

Если мы возьмем два шара, то для них можно использовать этот закон вне зависимости от расстояния между ними. За расстояние R между телами в этом случае принимается расстояние между центрами шаров.

Приливы и отливы существуют благодаря Закону Всемирного тяготения. В этом видео я рассказываю, что общего у приливов и прыщей

Несколько лет назад ученые открыли такое явление, как гравитационные волны — но это не тоже самое, что гравитация: