物理学における体重ℹ️定義、式、測定方法、質量との違い、決定するもの、体重の力を引き起こすもの

重量と質量は永遠の混乱です

コンセプトと定義

質量(文字mで示される)は、オブジェクト内の物質の量を決定する、体積などの物理量の1つです。それを評価することを可能にするいくつかの現象があります。これらの現象のいくつかは互いに独立している可能性があるという理論家の間の意見がありますが、実験の過程で、質量測定の方法からの結果に違いは見つかりませんでした:

  • 慣性。それは力による加速に対する体の抵抗によって決定されます。
  • アクティブおよびパッシブ重力。これは、物体の重力場の相互作用の力によって測定されます。
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人は自分の質量が別の表面と接触していると感じます ..。ロケットで加速している間、それは椅子、大空、宇宙飛行士の椅子である可能性があります。これらの例では、物理学者が重量と呼び、主観的に見かけの重量として認識される量について話しています。

これは、次の例外を除いて、ほとんどすべての国内のケースで実際に測定された質量と同じです。

  • 体は地面に対して垂直成分で加速度を受け取ります。たとえば、エレベーターや飛行機の中で。
  • 地球の重力に加えて、他の力が体に作用します-遠心力、体からの別の重力、アルキメデス。

重力アプローチ

ほとんどの場合、重量の概念を定義するとき(受け入れられる指定はPであり、ラテン語ではポンダスと表記されます)、いわゆる重力の定義が使用されます。物理学の教科書では、体重の公式は、重力の結果として物体に作用する力として量を説明しています。 数学の言語では、これは式P = mgで定義されます。 どこ:

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  • mは質量です。
  • g-重力加速度。

この式は、重量が何で測定されるかを示しています。定量的には、力と同じ単位で計算されます。したがって、国際単位系(SI)によれば、Pはニュートンで測定されます。

地球の重力場は均一ではなく、惑星の表面全体で0.5%以内で変化します。したがって、gの値も一定ではありません。一般的に受け入れられている値は標準と呼ばれ、9.80665 m / s2に相当します。地球の表面のさまざまな場所で、実際の自由落下加速度は(m / s2)です。

Экватор
  • 赤道-9.7803;
  • シドニー-9.7968;
  • モスクワ-9.8155;
  • 北極-9.8322。

1901年に、第3回国際度量衡総会が設立されました。力は力と同じ性質の量を意味します。つまり、力はベクトル量であるため、ベクトルとして定義されました。それにもかかわらず、いくつかの学校の物理学の教科書はまだスカラーのためにPを取ります。

連絡先の定義

別のアプローチでは、体重と呼ばれる力を理解するという観点から現象を説明します。この場合、Pは計量手順によって決定され、オブジェクトがサポートに作用する力を意味します。このアプローチは、詳細に応じて異なる結果を想定しています。

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たとえば、自由落下しているオブジェクトはサポートにほとんど影響を与えませんが、無重力状態にある場合、重力の定義に従ってその重量は変化しません。したがって、そのようなアプローチでは、地球の自転の遠心力の影響を受けずに、標準重力の作用下で、静止している調査対象の物体を見つける必要があります。

さらに、接触検出は浮力の歪みを排除しないため、測定された物体の重量が減少します。空気中では、体は水に浸された人に影響を与えるのと同様の力の影響も受けます。密度の低いオブジェクトの場合、影響の影響がより顕著になります。この例は、負の重量のヘリウムを充填した気球です。一般的な意味で、アクションは接触重量に歪みの影響を及ぼします。たとえば、次のようになります。

Гравитация
  • 遠心力。地球が自転すると、表面上の物体は赤道に向かってより顕著な遠心力を受けます。
  • 他の天体の重力の影響。太陽と月は、距離に応じてさまざまな程度で地球の表面上のオブジェクトを引き付けます。この影響は家計レベルでは重要ではありませんが、海の干満などの現象に顕著に反映されています。
  • 磁気。強い磁場により、影響を受けるオブジェクトが浮揚する可能性があります。

コンセプトの歴史

Древнегреческие философы

物体の固有の特性としての重力と軽さの概念 古代ギリシャの哲学者によって言及された ..。プラトンは、重量を、オブジェクトが独自の種類を見つける自然な傾向として説明しました。アリストテレスにとって、軽さは基本的な要素である空気、土、火、水を復元するための特性でした。アルキメデスは、体重を浮力の反対と見なしていました。最初の接触の定義はEuclidによって与えられ、量をバランスによって測定された、あるものと別のものと比較した軽さとして説明しました。

中世の科学者が実際に落下する物体の速度が時間とともに増加することを発見したとき。彼らは、現象間の因果関係を維持するために、重みの概念を変更しました。コンセプトは、静止している体と重力で落下している体に分けられました。

理論上重要な結果が得られたのはガリレオで、アリストテレスの物理学が示唆するように、量は物体の移動速度ではなく、物体内の物質の量に比例するという結論に達しました。ニュートンが万有引力の法則を発見したことで、慣性に関連する物体の基本的な特性から重量が基本的に分離されました。科学者は、環境要因と浮力を測定条件の歪みであると考えました。そのような状況のために、彼は見かけの重量という用語を作り出しました。

Эйнштейн

20世紀、絶対時間と絶対空間のニュートンの概念は、アインシュタインの研究によって挑戦されました。 相対性理論 すべてのオブザーバーを、移動および加速しながら、さまざまな条件に置きます。これは、質量が正確に何を意味するのかについて曖昧さをもたらし、重力とともに、本質的にフレームに依存する量になりました。

相対性理論によって生み出された曖昧さは、学生の重みをどのように定義するか、そしてそれらを何と呼ぶべきかについて、教育コミュニティで深刻な議論を引き起こしました。選択は、地球の重力によって引き起こされる力としてのそれの理解と、計量の行為から生じる接触の定義との間にあり始めました。

質量との違い

質量と重量の違いを理解する上での混乱は、物理学を詳細に研究していない人々に固有のものです。これには簡単な説明があります-原則として、これらの用語は日常生活で同じ意味で使用されます。一般的なケースでは、物体が地球の表面にあり、静止している場合、質量値はキログラム単位の重量のスカラーに等しくなります。概念の違いを明確にする表は次のようになります。

重量 重み
それは物質の特性です。常に一定。 重力の作用に依存します。
マテリアルオブジェクトがゼロになることはありません。 特定の条件下ではゼロになる可能性があります。
場所によって変わりません。 地球のさまざまな場所で、または地球の表面からの高さに応じて、減少または増加します。
スカラーです。 地球の中心または別の重力の中心を指すベクトル。
バランスよく測定できます バネばかりで測定。
通常、グラムとキログラムで測定されます。 力と重量の単位は1です-ニュートン(Nとして示されます)

質量の主な際立った特性は、古典的なダイナミクスの場合、それは各体の特定の不変量であるということです。一般相対性理論は、質量からエネルギーへの遷移、およびその逆の遷移を表します。

通常、地球上のmとPの間の数値は厳密に比例します。日常のレベルでは、既知の質量を持つ物体の重量を調べるには、オブジェクトの重量が通常、キログラムのmの値の約10倍のニュートンであることを覚えておくだけで十分です。

測定方法

実際、重量は、塗布点に現れる、質量に対する支持体の反力として測定することができます。この力の発生の大きさは、値が目的のPに等しくなります。これは、バネばかりを使用して決定できます。スケールで報告されたたわみを引き起こす重力は場所によって異なる可能性があるため、値も異なります。標準化のために、このタイプのメーターは常に9.80665 m / s2に工場で校正されてから、使用される場所で再校正されます。

レバー機構を使用して質量を測定します。 ..。重力の変化は既知の質量と未知の質量に同じ影響を与えるため、バランス法により、結果は地球上のどこでも同じになります。この場合の重み係数は、質量の単位で校正およびラベル付けされているため、バランシングレバーを使用すると、ターゲットオブジェクトへの引力の影響を標準への影響と比較することで質量を見つけることができます。

Весы

大きな天体から遠く離れた重力場がない場合、レバーのバランスは機能しませんが、たとえば、月では地球と同じ値を示します。これらの機器の中には、重量の単位でラベル付けされているものもありますが、工場で標準重力用に校正されているため、設定された条件に対してPが表示されます。

これは、ビームバランスが物体に作用する局所重力を測定するように設計されていないことを意味します。正確な重量は、質量に対応する表の局所重力値を掛けて計算することで決定できます。

他の惑星では

Планеты

質量とは異なり、重力加速度の値の変化によって場所ごとの体重が異なります。他の惑星や地球の重力の大きさは、それらの質量だけでなく、表面が重心からどれだけ離れているかにも依存します。

下の表は、他の惑星、太陽と月での重力加速度の比較を示しています。巨大ガス(木星、土星、天王星、海王星)の表面は、太陽の外側の雲の層、つまり光球を意味します。表の値には遠心回転は含まれておらず、極の近くで観測された実際の重力を反映しています。

天体 どれだけの重力が地球を超えているか 表面加速度m / s2
太陽 27.9 274.1
水星 0.377 3.703
金星 0.9032 8,872
地球 1 9.8226
0.1655 1,625
火星 0.3895 3.728
木星 2.64 25.93
土星 1.139 11.19
天王星 0.917 9.01
ネプチューン 1.148 11.28

別の惑星で自分の体重を取得するには、対応する列の多重度数を掛けるだけです。測定が行われる惑星の中心に近いほど、値は高くなり、逆もまた同様です。したがって、木星の巨大な質量による重力は地球の316倍であるにもかかわらず、重心からの距離が遠いため、雲の高さでの重量は次のようには見えません。予想通り印象的です。

Невесомость

無重力と呼ばれるもう一つの興味深い効果は、空間だけでなく特徴的です。さまざまな状況下や地球上で観測できます。たとえば、自由落下では、力が加えられるサポートがありません。つまり、重力と質量の加速度が存在するにもかかわらず、重量はゼロに等しくなります。

同様の現象は、地球軌道上の国際宇宙ステーションの宇宙飛行士でも発生します。実際、それは常にその住民と共に惑星の表面に落下するので、その住民は常に無重力の状態にあります。

したがって、観測された現象を説明し、質量との混同を避けるための主なルールは次のとおりです。Pの値は、常にオブジェクトと参照面の間に配置された接触重みを使用して測定されます。そのため、はかりの上に置かれて落下する物体はデバイスを押さず、したがって、はかりはゼロ値を示します。

バイエルという名前のドイツの天文学者がいました。彼は星の明るさを決定するシステムを開発し、他のギリシャ文字に従ってそれらを配置しました。最も明るいのは文字「アルファ」で始まり、次に「ベータ」というように続きました。その後、科学者たちは彼のシステムを改良するときに原理を変更せず、「alpha1」、2、3などの明るい星を分配しただけでした。

текст при наведении

「alpha1」「Regulus」と呼ばれる明るい空の星

物理学では、厚さ、距離(距離)、直径は文字dで表されます。

設計ドキュメントでは、GOST2.321に従って指定が使用されています。

厚さは文字sで示されます。

GOSTによる全体または全体のサイズは大文字で示されます。つまり、全体(全体)の厚さは文字Sで示されます。

周囲長は、すべての辺の長さの合計(または形状のすべての境界の全長)です。面積の場合と同様に、ほとんどすべての形状で周囲の式が異なります。

数学では、原則として、図の周囲をラテン文字の「P」で指定するのが通例です。

たとえば、周囲の式は次のようになります。P= 2 *(a + b)。

また、円の周囲である長さ(円の場合、その長さは図の境界であるため)が文字「P」ではなく、文字で示されていることにも注意してください。 「C」またはl。ただし、これはルールの例外であり、他のすべての場合は文字「P」で示されます。

物理学における速度は、体の動きの量的特性であり、文字Vで表されます。速度は、単位時間あたりに体が通過する経路(経路はSで表されます)に数値的に等しくなります(時間はt)で表されます。

速度の測定単位はメートル/秒(m / s)です。

サミラ・ガジエバは有名なダゲスタンの女優兼歌手で、1991年6月27日にデルベントで生まれ、現在マハチカラに住み、働いています。国籍はレズギンカです。

Samira Hajiyevaの成長は約172センチメートルで、アーティストはソーシャルネットワークInstagramとVKontakteに個人ページを持っています。

「質量」と「重さ」という言葉を使うと、物理学の観点から彼らの違いを理解せず、同じことを意味する人がどれほどいるのかは驚くべきことです。一方、この違いは根本的で巨大です...

重量

質量から始めましょう。質量は、物体の慣性特性を決定します。これは何を意味するのでしょうか?慣性は、力の影響下での運動状態の変化に抵抗する身体の能力です。慣性でサッカーボールが転がるのを止めてみてください。そして-慣性によって同じ速度で転がる車。後者の場合、車には多くの問題があるため、これを行うのははるかに困難です。そして、車の方が重量が大きいと言えます。質量はキログラムで測定され、文字で示されます m..。体重は常に一定です。

重み

重量に関して言えば、それは強さです。他の力と同様に、それは(作用方向を持つ)ベクトル量であり、で測定されます。 ニュートン ..。定義上、重量は、身体がサポートまたはサスペンションに作用する力です。

Вес и масса – вечная путаница

体重70kgの人が床に静止している場合、古典力学の観点からどのような力が彼に作用しますか?たった2つ。それらの1つは、垂直下向きの重力です。これは地球が人を引き付ける力であり、人の質量の積に等しい m重力加速度について g(地球の場合-9.81 m / s2、この値を10に丸めましょう)。したがって、この力はに等しくなります mg = 70 * 10 = 700H。多くの場合、この力はキログラム力でも測定されます。 kgf ..。その値は、1kgの体重の体の重量に等しいです。 したがって、一般の人々はしばしばキログラムで体重を測定し、それが体重と質量でしばしば混乱が生じる理由です。

2番目の力はサポートの反力です N..。人が床を押すと、床はそれに抵抗します-重力とまったく同じ力で。この力は反対方向に向けられ、重力と大きさが同じです。総力はに等しい F = mg-N = 0 .

あなたは尋ねるかもしれません-重力と重量が同じであるならば、なぜこれすべて?このようなものはありません。これらは完全に異なるものであり、この例では一致しています。ロケットで離陸する宇宙飛行士を考えてみましょう。重力やサポートの反力の影響も受けますが、それに加えて、ロケットとともに宇宙飛行士を押し上げる力が加わります。この場合、サポートの反力 N重力を超えます mg 、そして宇宙飛行士の体重が増加し、重力と宇宙飛行士の質量は変化していませんが、彼は過負荷を経験します。

Вес и масса – вечная путаница

実際、体重は物理学者にとって重要ではない用語です。物理学の観点からは、単に力と呼ぶ方が正確であり、「重量」という言葉は言語の伝統への賛辞にすぎません。

地上の条件下では、人々は通常、体重と質量を等しくし、すべての体重計の体重計は、地球の重力に対して較正されます。しかし、重量と質量の相互作用は、地球以外の条件で観察するのは非常に興味深いものです。したがって、月では、重力は地球の6分の1であり、宇宙飛行士の体重も6分の1になります。この場合、その質量は変化しません。月の板に釘を打ち込もうとすると、ハンマーの重さは6分の1になります。しかし、頭を打つと、ハンマーの質量が変わらないため、地球と同じ力で釘に作用します。

結論。 質量はどんな体の不可分の性質です。スポーツコアの場合 質量 7 kgは地球に投げるのが難しいですが、無重力状態で投げるのも同じくらい難しいでしょう。 重み ゼロになります。

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