Կշիռ

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Դադարի վիճակում գտնվող մարմնի վրա ազդող ուժերը: Հենարանի կողմից մարմնի վրա ազդող հակազդեցության ուժը (N վեկտորը) մեծությամբ հավասար է մարմնի կշռին: Քանի որ այդ ուժերը հավասար են, մարմինը մեխանիկական հավասարակշռության վիճակում է (բոլոր ուժերի համազորը զրո է):

Կշիռ, ձգողականության հետևանքով մարմնի վրա ազդող ուժը։ Կարելի է ձևակերպել նաև որպես մարմնի կողմից ազդող ուժը հենարանի վրա։ Մի քանի հենարանների դեպքում կշիռ ասելով հասկանում ենք բոլոր հենարանների վրա ազդող գումարային ուժը։ Չափման միավորը Միավորների միջազգային համակարգում նյուտոնն է։ ՍԳՎ համակարգում կիրառվում է դինը:

Իներցիալ հաշվարկման համակարգում դադարի վիճակում գտնվող մարմնի P կշիռը նույնական է մարմնի վրա ազդող ձգողական ուժին և ուղիղ համեմատական է նրա \! m զանգվածին և տվյալ կետում \! \mathbf g ազատ անկման արագացմանը՝

\! \mathbf P = m \mathbf g :

Ի տարբերություն զանգվածի, կշիռը վեկտորական մեծություն է։

Եթե մարմին-հենարան համակարգը շարժման մեջ է հաշվարկման իներցիալ համակարգի նկատմամբ, կշիռը և ձգողականության ուժը այլևս նույնը չեն՝

\! \mathbf P = m ( \mathbf g - \mathbf a),

որտեղ \! \mathbf a-ն մարմին-հենարան համակարգի արագացումն է։

Չափումը[խմբագրել]

Զսպանակավոր կշեռք

Կշիռը կարելի է չափել զսպանակային կշեռքի միջոցով։ Համապատասխան ձևով աստիճանավորելու դեպքում այդպիսի կշեռքով կարելի է չափել նաև զանգվածը։ Լծակավոր կշեռքները նման աստիճանավորման կարիք չունեն, քանի որ այդ դեպքում համամատվում են զանգվածները, որոնց վրա ազդում են միևնույն ազատ անկման արագացումներ (կամ արագացումների գումարներ հաշվարկման ոչ իներցիալ համակարգերում)։ Տեխնիկական զսպանակավոր կշեռքով կշռելիս սովորաբար անտեսում են ազատ անկման արագացման վարիացիաները, քանի որ այդ վարիացիաների ազդեցությունը փոքր է կշռման համար գործնականում պահանջվող ճշտությունից։

Հեղուկ կամ գազային միջավայրում մարմնի կշռի վրա ազդում է նաև Արքիմեդի ուժը. միջավայրի մեջ ընկղմված մարմնի կշիռը փոքրանում է այդ միջավայրից արտամղված ծավալի չափով։ Եթե մարմնի խտությունը փոքր է միջավայրի խտությունից, կշիռը դառնում է բացասական, այսինքն՝ մարմնի վրա դուրս մղող ուժ է ազդում։

Կշռի բացակայության վիճակը՝ անկշռությունը առաջանում է ձգող օբյեկտները մարմնից հեռացնելու դեպքում, կամ էլ այն ժամանակ, երբ մարմինը գտնվում է ազատ անկման մեջ, այսինքն՝ \mathbf g - \mathbf a = 0:

Զանգված և կշիռ[խմբագրել]

Ժամանակակից ֆիզիկայում զանգվածը և կշիռը հիմնովին տարբեր հասկացություններ են։ Կշիռը ուժ է, որն ի հայտ է գալիս նյութի վրա ձգողականության ազդեցության հետևանքով, մինչդեռ զանգվածը էքստենսիվ մեծություն է և ցույց է տալիս մարմնի իներտության չափը։ Օրինակ, անկշռության պայմաններում բոլոր մարմինների կշիռը զրո է, մինչդեռ յուրաքանչյուր մարմնի զանգվածը տարբեր է։ Եթե մարմնի դադարի վիճակում կշեռքների ցուցումները լինեն զրոյական, ապա նույն արագությամբ մարմիններով կշեռքներին հարվածելիս ազդեցությունները տարբեր կլինեն (տե՛ս էներգիայի և իմպուլսի պահպանման օրենքները)։ Այնուհանդերձ, չնայած ֆիզիկայում պահպանվում է զանգված և կշիռ հասկացությունների տարբերակումը, առօրյա կյանքի բազմաթիվ իրավիճակներում «կշիռ» բառը հաճախ կիրառվում է «զանգվածի» փոխարեն։ Օրինակ, ասում ենք, որ ինչ-որ մարմին կշռում է այսքան կիլոգրամ, չնայած կիլոգրամը զանգվածի չափման միավոր է։

Ձգողական շեղումները[խմբագրել]

Կշիռի նվազումը ըստ Երկրագնդի լայնությունների:

Կշիռի արժեքը (եթե մարմնի զանգվածը անփոփոխ է) ուղիղ համեմատական է ազատ անկման արագացմանը, որը կախված է երկրի մակերևույթից ունեցած բարձրությունից (կամ այլ մոլորակի մակերևույթից ունեցած բարձրությունից, զանգվածից և չափերից եթե մարմինը դրա մոտ է գտնվում)։ Քանի որ Երկիր մոլորակը կատարյալ գնդաձև չէ, կշիռը կախված է նաև այն կետի աշխարհագրական կոօրդինատներից, որտեղ իրականացվում է չափումը։ Ազատ անկման արագացման, հետևաբար մարմնի կշռի վրա ազդող մյուս գործոնը չափման կետի շրջակայքի գրավիտացիոն անոմալիաններն են, որոնք պայմանավորված են Երկրի մակերևույթի և ընդերքի կազմության առանձնահատկություններով։ Երկրի ձգողական դաշտի տատանումները կարող են կազմել մինչև 0,5%[1]: Աղյուսակում բերված են որոշ տվյալներ Երկրի մակերևույթի տարբեր կետերում արված չափումներից։ Քանի որ նշված վայրերում տարբեր արժեքներ են գրանցվել g գրավիտացիոն հաստատունի համար, ապա տարբեր կլինի նաև մարմնի կշիռը այդ կետերում[2]:

Վայր Լայնություն մ/վ2
Հասարակած 9.7803
Սիդնեյ 33°52′ S 9.7968
Աբերդին 57°9′ N 9.8168
Հյուսիսային բևեռ 90° N 9.8322

Երկնային մարմինների գրավիտացիոն հաստատունը[խմբագրել]

Երկրագնդի գրավիտացիոն շեղումները

Մարմնի կշիռը տարբեր է տարբեր ձգողական դաշտերում։ Օրինակ, 1 կիլոգրամ զանգված ունեցող մարմնի կշիռը Լուսնի վրա կկազմի Երկրի վրա ունեցած կշռի 1/6 մասը, քանի որ Լուսնի ձգողական դաշտը մոտ 6 անգամ փոքր է Երկրի ձգողական դաշտից, մինչդեռ զանգվածը անփոփոխ կլինի՝ 1 կգ։

Աղյուսակում բերված են որոշ երկնային մարմինների մակերևույթների ազատ անկման արագացումների համեմատական արժեքները։ Արեգակի համար որպես մակերևույթ ընդունվել է լուսոլորտը։

Մարմին g/gԵրկիր g
մ/վ2
Արեգակ 27.90 274.1
Մերկուրի 0.3770 3.703
Վեներա 0.9032 8.872
Երկրագունդ 1 (ըստ սահմանման) 9.8226
Լուսին 0.1655 1.625
Մարս 0.3895 3.728
Յուպիտեր 2.640 25.93
Սատուրն 1.139 11.19
Ուրան 0.917 9.01
Նեպտուն 1.148 11.28

Տես նաև[խմբագրել]

Հղումներ[խմբագրել]

  1. Hodgeman, Charles, Ed. (1961)։ Handbook of Chemistry and Physics, 44th Ed.։ Cleveland, USA: Chemical Rubber Publishing Co.։  p.3480-3485
  2. Clark, John B (1964)։ Physical and Mathematical Tables։ Oliver and Boyd։