Конвертер величин
Перевести единицы: килограмм кв. сантиметр [кг·см²] в килограмм кв. метр [кг·м²]
Передача данных
Подробнее о моменте инерции
Общие сведения
Момент инерции — это свойство тела противостоять изменению скорости вращения. Чем момент инерции выше — тем больше это противостояние. Момент инерции часто сравнивают с понятием массы для прямолинейного движения, так как масса определяет, насколько тело сопротивляется такому движению. Распределение массы по объему тела не влияет на прямолинейное движение, но имеет большое значение при вращении, так как от него зависит момент инерции.
Определить момент инерции для тел простой геометрической формы и с постоянной плотностью можно, используя общепринятые формулы. Для тел более сложных форм используют математический анализ. В зависимости от того, как вес распределен внутри тел, два тела с одинаковой массой могут иметь разный момент инерции. Например, момент инерции I для однородного шара, с одинаковой по всему объему плотностью, находят по формуле:
I = 2mr²/5
Тут m — это масса шара, а r — его радиус. Если взять два шара одинаковой массы, с радиусом первого вдвое больше радиуса второго, то момент инерции большего шара будет в 2²=4 раза больше первого. В этой формуле радиус — это расстояние от центра вращения до наиболее удаленной от этого центра точки на теле, для которого измеряется момент инерции. Если взять цилиндр с массой m, которая равна массе одного из шаров выше, и с расстоянием L от центра вращения до самой удаленной точки, так что эта величина равна радиусу этого шара, то момент инерции цилиндра I будет равен:
I = mr²/3
в случае, если цилиндр вращается вокруг его основания. Момент инерции будет равен:
I = mr²/12
если цилиндр вращается вокруг оси, проходящей через его центр по длине. При таком вращении цилиндр становится похожим на пропеллер. Вторую формулу легко получить из первой: радиус от центра вращения до наиболее удаленной точки равен половине длины цилиндра, но так как этот радиус возведен в квадрат, то 1/2 L (или r) становится 1/4 L² (или r²). В любом случае, глядя на эти формулы, легко заметить, что форма тела и даже просто смещение центра вращения существенно влияют на момент инерции. Момент инерции играет важную роль в спорте и в механике, и его регулируют, изменяя массу или форму предметов и даже тела спортсмена.
В спорте
Часто, уменьшив или увеличив момент инерции, можно улучшить показатели в спорте. Высокий момент инерции поддерживает постоянную скорость вращения или помогает сохранить равновесие, даже если скорость равна нулю. Если скорость равна нулю, то человек или предмет просто не вращается. Малый момент инерции, наоборот, позволяет легко изменить скорость вращения. То есть, уменьшение момента инерции уменьшает количество энергии, необходимой для того, чтобы увеличить или уменьшить скорость вращения. Момент инерции настолько важен в спорте, что некоторые исследователи считают, что для упражнений, в которых используется несколько снарядов или спортивного инвентаря одинакового веса, но разных конфигураций, следует подбирать снаряды и инвентарь с близким моментом инерции. Это практикуется, например, в гольфе: некоторые считают, что если использовать клюшки с одинаковым моментом инерции, то это поможет спортсмену улучшить свинг, то есть основной удар по мячу. В других видах спорта спортсмены иногда, наоборот, выбирают инвентарь с разным моментом инерции, в зависимости от того, какого эффекта они хотят добиться, например как быстро им необходимо ударить мяч клюшкой, или битой. Некоторые используют спортивный инвентарь с высоким моментом инерции, чтобы увеличить силу и выносливость мышц, не добавляя веса к снаряду. Так, например, момент инерции бейсбольной биты влияет на то, какую скорость она придаст мячу.
Высокой момент инерции
В некоторых случаях, необходимо чтобы вращательное движение продолжалось и не останавливалось, несмотря на то, что силы, действующие на тело, противостоят этому движению. К примеру, гимнастам, танцорам, ныряльщикам или фигуристам, которые крутятся или переворачиваются на льду или в воздухе, необходимо продолжать это движение в течение определенного времени. Для этого они могут увеличить момент инерции, увеличив вес тела. Можно добиться этого, держа во время вращения грузы, которые потом отпускают или отбрасывают, когда такой большой момент инерции уже не нужен. Это не всегда целесообразно и может быть даже опасно, если груз отлетит не в ту сторону и нанесет повреждения или травмы. Два человека могут также взяться за руки во время вращения, соединив свой вес, а потом отпустить друг друга, когда им не нужно больше крутиться. Этот прием нередко используется в фигурном катании.
Вместо массы можно также увеличить радиус от центра вращения до точки, наиболее от него удаленной. Для этого можно вытянуть руки или ноги в стороны от туловища, или взять в руки длинный шест.
Спортсмену, например ныряльщику, может понадобиться увеличить момент инерции перед тем, как он входит в воду. Когда он крутится в воздухе и принимает правильное направление, он распрямляется, чтобы остановить вращение, и в то же время увеличить радиус и, соответственно, момент инерции. Таким образом, его нулевую скорость вращения труднее изменить, и спортсмен входит в воду под правильным углом. Такой прием используют также танцоры, гимнасты и фигуристы в время танцев и упражнений, чтобы после вращения в воздухе аккуратно приземлиться.
Как мы только что увидели, чем выше момент инерции — тем легче поддерживать постоянную скорость вращения, даже если она равна нулю, то есть тело находится в состоянии покоя. Это бывает нужно как для того, чтобы поддержать вращение, как и для поддержания равновесия в отсутствии вращения. Например, чтобы не упасть, акробаты, которые ходят по канату, часто держат в руках длинный шест, увеличивая тем самым радиус от центра вращения до самой отдаленной от него точки.
Момент инерции часто используют и в тяжелой атлетике. Вес дисков распределяется по штанге, чтобы обеспечить безопасность во время упражнений по поднятию штанги. Если вместо штанги поднимать предмет меньшего размера, но одинакового со штангой веса, например мешок с песком или гирю, то даже совсем небольшое смещение угла подъема может быть опасным. Если спортсмен толкает гирю вверх, но под углом, то она может начать вращаться вокруг своей оси. Большой вес и маленький радиус гири означает, что, по сравнению со штангой того же веса, ее намного легче начать вращать. Поэтому если она начнет вращаться вокруг своей оси, ее очень трудно остановить. Спортсмену легко потерять контроль над гирей и уронить ее. Это особенно опасно, если спортсмен поднимает гирю над головой стоя, или над грудью лежа. Даже если гиря не упадет, спортсмен может повредить кисти рук, пытаясь предотвратить вращение и падение. То же самое может произойти при упражнениях с особо тяжелой штангой, поэтому крепление дисков у штанг, предназначенных для упражнений с очень большим весом — подвижно. Диски прокручиваются вокруг своей оси во время подъема штанги, а сама штанга остается неподвижной. Штанги, предназначенные для Олимпийских игр, которые так и называются, олимпийскими штангами, имеют именно такую конструкцию.
Для обеспечения безопасности во время тренировок с гирями обычно смещают центр вращения как можно дальше от центра гири. Чаще всего новый центр вращения — на теле спортсмена, например в районе плеча. То есть, обычно гирю не вращают с помощью кисти руки или вокруг локтевого сустава. Ее, наоборот, качают из стороны в сторону или вверх и вниз вокруг туловища, иначе работа с ней опасна.
Низкий момент инерции
В спорте нередко бывает нужно увеличить или уменьшить скорость вращения, используя как можно меньше энергии. Для этого спортсмены выбирают снаряды и инвентарь с малым моментом инерции, или уменьшают момент инерции своего тела.
В некоторых случаях важен общий момент инерции тела спортсмена. В этой ситуации спортсмены прижимают руки и ноги к туловищу, чтобы уменьшить момент инерции во время вращения. Это позволяет им ускорить движение и вращаться быстрее. Такой прием используют в фигурном катании, нырянии, гимнастике и в танцах. Чтобы испытать на себе этот эффект не обязательно заниматься одним из этих видов спорта, достаточно просто сесть в офисное кресло, раскрутить сидение, выставив руки и ноги, а потом прижать руки и ноги к корпусу. При этом скорость вращения увеличится.
В других видах спорта вращается не все тело спортсмена, а только его часть, например рука битой или клюшкой для гольфа. В этом случае вес распределен по бите или клюшке так, чтобы увеличить момент инерции. Это важно также для мечей, как настоящих, так и деревянных мечей для тренировок в восточных единоборствах, да и для любых других снарядов, которые спортсмены крутят или вращают, включая мячи для боулинга. Момент инерции влияет также на то, каким тяжелым кажется инвентарь во время его использования и насколько много затрачивается энергии на изменение его скорости вращения. Чем меньше момент инерции — тем обычно легче кажется инвентарь, и тем быстрее его можно вращать. Это позволяет спортсмену больше времени наблюдать за противником перед тем, как начать движение. Иногда это дополнительное время дает преимущество в спортивных играх, так как спортсмен может быстрее реагировать на движения противника. За эти дополнительные секунды становится проще предсказать траекторию движения противника, или мяча, например в теннисе и бейсболе, и сделать более точный удар.
Следует помнить, что при одинаковой скорости вращения биты, та, у которой более высокий момент инерции передаст при ударе большую скорость мячу, хоть и вращать эту биту нужно с затратой большего количества энергии. Поэтому снаряд с низким моментом инерции не обязательно лучше — в некоторых случаях спортсмены, наоборот, отдают предпочтение снарядам с высоким моментом инерции. Такие снаряды развивают мышцы, что помогает, в свою очередь, ускорить реакцию.
На клюшках для гольфа и теннисных ракетках обычно указана информация об их моменте инерции, а на бейсбольных битах ее чаще всего не пишут. Почему это так — неизвестно, хотя вероятно это связано с маркетингом в спорте. В любом случае, если информации о моменте инерции спортивного снаряда нет, то стоит перед покупкой хорошо испробовать этот снаряд, и сравнить с несколькими другими, чтобы определить, подходит ли он вам для ваших целей.
кгс/см² в кгс/м²
Конвертировать из кгс/см² в кгс/м². Введите сумму, которую вы хотите конвертировать и нажмите кнопку конвертировать (↻) .
Входит в категории
Давление
| 1 кгс/см² = 10000 кгс/м² | 10 кгс/см² = 100000 кгс/м² | 2500 кгс/см² = 25000000 кгс/м² |
| 2 кгс/см² = 20000 кгс/м² | 20 кгс/см² = 200000 кгс/м² | 5000 кгс/см² = 50000000 кгс/м² |
| 3 кгс/см² = 30000 кгс/м² | 30 кгс/см² = 300000 кгс/м² | 10000 кгс/см² = 100000000 кгс/м² |
| 4 кгс/см² = 40000 кгс/м² | 40 кгс/см² = 400000 кгс/м² | 25000 кгс/см² = 250000000 кгс/м² |
| 5 кгс/см² = 50000 кгс/м² | 50 кгс/см² = 500000 кгс/м² | 50000 кгс/см² = 500000000 кгс/м² |
| 6 кгс/см² = 60000 кгс/м² | 100 кгс/см² = 1000000 кгс/м² | 100000 кгс/см² = 1000000000 кгс/м² |
| 7 кгс/см² = 70000 кгс/м² | 250 кгс/см² = 2500000 кгс/м² | 250000 кгс/см² = 2500000000 кгс/м² |
| 8 кгс/см² = 80000 кгс/м² | 500 кгс/см² = 5000000 кгс/м² | 500000 кгс/см² = 5000000000 кгс/м² |
| 9 кгс/см² = 90000 кгс/м² | 1000 кгс/см² = 10000000 кгс/м² | 1000000 кгс/см² = 10000000000 кгс/м² |
Встроить этот конвертер вашу страницу или в блог, скопировав следующий код HTML:
Как перевести единицу кГ∙сек2/см в кг?
С помощью кГ∙сек2/см измеряется M – масса подвешенной части вагона, а как эти единицы измерения перевести в систему СИ: кг?
кГ (или, что то же самое, 1 кГс) — это "килограмм силы", то есть сила, с которой масса в 1 кг притягивается к земле (на уровне моря). С единицах СИ 1 кГс = 9,81 Н. О том, что это сила, а не масса, говорит заглавная Г, это общепринятое разделение единиц силы и массы.
С другой стороны, 1 Н — это сила, которая заставляет массу в 1 кг двигаться с ускорением в 1 м/с². Запомним это.
Откуда следует, что 1 кГс можно записать как 1 кг * 9,81 м/с² — это банально второй закон Ньютона. Или, перенося члены из одной части в другую, 1 кг = 1/9,81 кГс*с²/м.
А теперь просто заменим метры на сантиметры, коль скоро именно эта единицв фигурирует в вопросе: 1 м = 100 см. Откуда 1 кг = 1/9,81 кГс*с²/100см = 1/981 кГс*с²/см.
Онлайн калькулятор перевод кгс/см2 в МПа и обратно
Наш online калькулятор конвертер позволяет быстро перевести такие физические единицы как МПа (мегапаскали) в кгс/см2 (килограмм сил на квадратный сантиметр) и обратно.
Соотношение кгс/см2 и МПа
1 МПа = 10.197162 кгс/см2
1 кгс/см2 = 0.09806 МПа
Немного истории
Паскаль
(русское обозначение: Па, международное: Pa) — единица измерения давления (механического напряжения) в Международной системе единиц (СИ).
Паскаль равен давлению, вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности площадью один квадратный метр: 1 Па = 1 Н·м−2 (т. е. 1 Па = 1 Н/м2).
С основными единицами СИ паскаль связан следующим образом: 1 Па = 1 кг·м−1·с−2 (т. е. 1 кг/(м·с2) ).
В СИ паскаль также является единицей измерения механического напряжения, модулей упругости, модуля Юнга, объёмного модуля упругости, предела текучести, предела пропорциональности, сопротивления разрыву, сопротивления срезу, звукового давления, осмотического давления, летучести (фугитивности).
В соответствии с общими правилами СИ, касающимися производных единиц, названных по имени учёных, наименование единицы паскаль пишется со строчной буквы, а её обозначение — с заглавной. Такое написание обозначения сохраняется и в обозначениях других производных единиц, образованных с использованием паскаля. Например, обозначение единицы динамической вязкости записывается как Па·с.
Единица названа в честь французского физика и математика Блеза Паскаля. Впервые наименование было введено во Франции декретом о единицах в 1961 году.
| Паскаль (Pa, Па) |
Бар (bar, бар) |
Техническая атмосфера (at, ат) |
Физическая атмосфера (atm, атм) |
Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст., mm Hg, Torr, торр) |
Метр водяного столба (м вод. ст., m H2O) |
Фунт-сила на квадратный дюйм (psi) |
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 Па | 1 Н/м² | 10 −5 | 10,197⋅10 −6 | 9,8692⋅10 −6 | 7,5006⋅10 −3 | 1,0197⋅10 −4 | 145,04⋅10 −6 |
| 1 бар | 10 5 | 1⋅10 6 дин/см² | 1,0197 | 0,98692 | 750,06 | 10,197 | 14,504 |
| 1 ат | 98066,5 | 0,980665 | 1 кгс/см² | 0,96784 | 735,56 | 10 | 14,223 |
| 1 атм | 101325 | 1,01325 | 1,033 | 1 атм | 760 | 10,33 | 14,696 |
| 1 мм рт. ст. | 133,322 | 1,3332⋅10 −3 | 1,3595⋅10 −3 | 1,3158⋅10 −3 | 1 мм рт. ст. | 13,595⋅10 −3 | 19,337⋅10 −3 |
| 1 м вод. ст. | 9806,65 | 9,80665⋅10 −2 | 0,1 | 0,096784 | 73,556 | 1 м вод. ст. | 1,4223 |
| 1 psi | 6894,76 | 68,948⋅10 −3 | 70,307⋅10 −3 | 68,046⋅10 −3 | 51,715 | 0,70307 | 1 lbf/in² |
На практике применяют приближённые значения: 1 атм = 0,1 МПа и 1 МПа = 10 атм. 1 мм водяного столба примерно равен 10 Па, 1 мм ртутного столба равен приблизительно 133 Па.
Килограмм-сила
(русское обозначение: кгс или кГ; международное: kgf или kgF) — единица силы в системе единиц МКГСС; наряду с метром и секундой является основной единицей этой системы. III Генеральная конференция по мерам и весам (1901) дала этой единице следующее определение: «килограмм-сила равен силе, которая сообщает покоящейся массе, равной массе международного прототипа килограмма, ускорение, равное нормальному ускорению свободного падения ( 9,80665 м/с 2 )».
Килограмм-сила приблизительно равна силе, с которой тело массой один килограмм давит на весы на поверхности Земли (приблизительно, потому что вес немного зависит от гравитационных аномалий и от географической широты, от которой зависит возникающая из-за вращения Земли центробежная сила).
В ряде европейских государств для килограмм-силы до введения в 1960 г. Международной системы единиц (СИ) было официально принято название килопонд (от лат. pondus — вес, тяжесть; международное обозначение: kp). Сейчас в качестве единицы измерения силы применяется единица СИ ньютон, а понд считается устаревшей единицей измерения (например, в Германии не применяется с 01.01.1978).
Килограмм-сила удобна тем, что её величина с достаточной на практике точностью равна весу тела массой в 1 кг, поэтому человеку легко представить, например, что такое сила 5 кгс.
1 кгс = 9,80665 ньютонов (точно) ≈ 10 Н. 1 Н ≈ 0,10197162 кгс ≈ 0,1 кгс.
Другое удобство использования килограмм-силы состоит в том, что единица давления килограмм-сила на квадратный сантиметр (техническая атмосфера) — хорошее приближение нормального атмосферного давления.
Реже применяются кратная и дольная единицы:
- тонна-сила (русское обозначение: тс; международное: tf): 1 тс = 10 3 кгс = 9806,65 Н;
- грамм-сила (русское обозначение: гс; международное: gf): 1 гс = 10 −3 кгс = 9,80665⋅10 −3 Н.
Раньше килограмм-силу обозначали кГ (kG), в отличие от килограмм-массы — кг (kg); аналогично, грамм-силу обозначали Г (G), а грамм-массу — г (g), тонна-силу обозначали Т (T), а тонна-массу — т (t).
Метрическая лошадиная сила определяется как мощность, развиваемая силой 75 кгс, приложенной в направлении движения к телу, движущемуся со скоростью 1 м/с: 1 л. с. = 75 кгс·м/с.
100 кгс/м 2 ≈ 1 кПа = 1 кН/м 2 — связь с другими единицами измерения давления (такой перевод часто используется в строительстве при расчётах, т. к. раньше кгс использовался в СНиП).