Sử dụng công thức "w = m x g" để tính trọng lượng từ khối lượng. Trọng lượng được định nghĩa là giá trị của trọng lực tác dụng lên vật, khái quát hóa về công thức toán học là w = m x g hay w = mg.
Vì trọng lượng chính là một lực, do đó các nhà khoa học còn viết công thức này theo cách khác là F = mg.
F = kí hiệu trọng lượng, đo bằng Newton, N.
m = kí hiệu khối lượng, tính bằng kilogam, kg.
g = kí hiệu gia tốc trọng trường, có đơn vị là m/s2, tức mét trên giây bình phương.
Khi bạn sử dụng đơn vị là 'mét, gia tốc trọng trường trên bề mặt trái đất sẽ là 9,8 m/s2. Đây là giá trị kèm đơn vị chuẩn quốc tế và bạn nên sử dụng giá trị này.
Nếu bạn bắt buộc phải dùng feet thì giá trị gia tốc trọng trường bạn cần sử dụng là 32,2 f/s2, về bản chất giá trị không thay đổi mà chỉ quy theo feet thay vì mét.
2 Xác định khối lượng của một vật. Vì chúng ta đang cần tìm trọng lượng dựa trên khối lượng, tức là chúng ta đã biết giá trị khối lượng. Khối lượng là lượng chất có trong vật thể đó, được biểu thị dưới dạng kilogam.
3
Xác định gia tốc trọng trường. Nói cách khác là xác định g. Trên bề mặt trái đất, gbằng 9,8 m/s2. Tùy vào vị trí trên trái đất mà gia tốc của trọng lực có thể thay đổi. Tuy nhiên bạn sẽ biết được giá trị này vì trong phần lớn trường hợp giá trị này thường được nhắc đến trong đề bài.
Gia tốc trọng trường trên mặt trăng khác với gia tốc trọng trường trên trái đất. Gia tốc gây ra bởi trọng lực trên mặt trăng có giá trị khoảng 1,622 m/s2, tức là bằng khoảng 1/6 giá trị tương ứng trên trái đất. Đó chính là lí do vì sao trọng lượng trên mặt trăng của bạn chỉ bằng 1/6 trọng lượng trên trái đất.
Gia tốc trọng trường trên mặt trời cũng khác với gia tốc trọng trường trên mặt trăng và trái đất. Trên mặt trời, gia tốc gây ra bởi trọng lực có giá trị vào khoảng 274,0 m/s2, gấp khoảng 28 lần gia tốc gây ra bởi trọng lực trên trái đất. Vì thế, bạn sẽ nặng hơn những 28 lần nếu bạn có thể tồn tại trên mặt trời.
4
Thế các giá trị vào công thức. Khi đã có giá trị của m và g, bạn thế các giá trị này vào công thức F = mg. Kết quả của phép tính này sẽ có đơn vị là Newton, kí hiệu là N.
Phần2Ví dụ
1
Ví dụ 1. "Một vật có khối lượng là 100 kilogam. Hỏi trọng lượng của vật trên trái đất là bao nhiêu?"
Ta đã có giá trị của cả m và g. Vì ta đang tìm trọng lượng của vật trên trái đất, do đó m bằng 100kg và g bằng 9,8 m/s2.
Thay giá trị vào công thức ta được: F = 100 kg x 9,8 m/s2.
Thực hiện phép tính này sẽ được kết quả cuối cùng. Trên bề mặt trái đất, một vật có khối lượng 100 kg sẽ có trọng lượng vào khoảng 980 Newton. F = 980 N.
2
Ví dụ 2. "Một vật có khối lượng 40 kilogam. Hỏi trọng lượng của vật trên mặt trăng là bao nhiêu?"
Ta đã có giá trị của m và g. Trong đó, m bằng 40 kg, g bằng 1,6 m/s2 do ta đang xét vật trên mặt trăng.
Thay hai giá trị này vào công thức, ta có: F = 40 kg x 1,6 m/s2.
Thực hiện phép nhân ta được kết quả cuối cùng. Trên mặt trăng, một vật có khối lượng 40 kg sẽ có trọng lượng khoảng 64 Newton. F = 64 N.
3
Ví dụ 3. "Một vật có trọng lượng 549 Newton trên trái đất. Hỏi khối lượng của vật là bao nhiêu?"
Ví dụ này là một bài toán ngược, trong đó ta có trước giá trị của F và g. Ta cần tính m.
Thay các giá trị đã biết vào công thức ta có: 549 = m x 9,8 m/s2.
Thay vì làm phép nhân, ta sẽ thực hiện phép chia. Cụ thể hơn là ta lấy F chia cho g. Một vật có trọng lượng 549 Newton trên trái đất có khối lượng khoảng 56 kilogam. m = 56 kg.
Phần3Soát lỗi
1
Hạn chế nhầm lẫn giữa khối lượng và trọng lượng. Lỗi thường gặp nhất trong dạng câu hỏi này là nhầm lẫn giữa khối lượng và trọng lượng. Hãy nhớ rằng khối lượng là lượng "chất" của một vật, đây là giá trị không đổi, không phụ thuộc vào vị trí của vật. Trái lại, trọng lượng là lực hấp dẫn tác động lên lượng "chất" của vật và có thể thay đổi ở những nơi khác nhau. Dưới đây là một số mẹo giúp bạn phân biệt hai đại lượng này:
Khối lượng có đơn vị là gam hoặc kilogam. Trong tiếng Anh, cả khối lượng (mass) và gam (gram) đều có chữ m. Khối lượng có đơn vị là Newton. Trong tiếng Anh, cả trọng lượng (weight) và Newton (newton) đều có chữ w.
Đối với những bạn học bằng tiếng Anh hoặc sử dụng tiếng Anh thành thạo, các bạn có thể nhớ theo câu này: You only have weight while you're "wait"ing on Earth, but even "mass"tronauts have mass.
2
Sử dụng hệ đo lường quốc tế. Phần lớn các bài toán vật lý đều sử dụng đơn vị Newton (N) cho trọng lượng, mét trên giây bình phương (m/s2) cho lực trọng trường, và kilogam (kg) cho khối lượng. Nếu bạn sử dụng các đơn vị khác, bạn không thể áp dụng công thức nêu trong bài này nếu bạn chưa chuyển các giá trị đó sang hệ đo lường quốc tế. Dưới đây là một số giá trị quy đổi thường gặp:
1 lực pound = ~4,448 newton
1 foot = ~0,3048 mét
3
Khai triển newton để kiểm tra đơn vị. Nếu bạn đang làm một bài toán phức tạp, hãy kiểm tra lại đơn vị trong khi giải bài. Ghi nhớ rằng 1 newton tương đương với 1 (kg*m)/s2. Nếu cần, bạn có thể dùng đơn vị dạng này để triệt tiêu đơn vị trong quá trình tính.
Ví dụ: Trên mặt đất, An có trọng lượng là 880 newton. Hỏi khối lượng của An là bao nhiêu?
Khối lượng = (880 newtons)/(9,8 m/s2)
Khối lượng = 90 newtons/(m/s2)
Khối lượng = (90 kg*m/s2)/(m/s2)
Sau khi triệt tiêu đơn vị ta có: khối lượng = 90 kg
Kg là đơn vị của khối lượng, như vậy ta đã tính đúng.
Phụ lục: Trọng lượng tính theo kgf
Newton là hệ đo lường quốc tế (SI-unit). Tuy nhiên, trong một số tài liệu và tại một số nước, trọng lượng còn được tính theo kilogam-force (kgf). Đây không phải là đơn vị chuẩn, do đó thường ít được chấp nhận hơn. Tuy nhiên, sử dụng kgf lại rất thuận tiện cho việc so sánh trọng lượng ở nơi khác với trọng lượng trên trái đất.
1 kgf = 9,80665 N.
Chia giá trị tính theo Newton cho 9,80665 hoặc tính cả chữ số sau dấu phẩy cuối cùng khi bạn biết giá trị này.
Trọng lượng của một nhà du hành vũ trụ nặng 101 kg là 101,3 kgf ở điểm Cực Bắc và là 16,5 kgf khi người này ở trên mặt trăng.
Hệ đo lường quốc tế (SI-unit) là gì? SI-unit là chữ viết tắt của Systeme International d'Unites (dịch sang tiếng Việt là Hệ đo lường quốc tế), là một hệ thống quy định về đơn vị đo lường trong khoa học.
Bài viết hay quá!
ReplyDelete5 lý do nên dùng táp đầu giường tân cổ điển