Berat badan dalam fizik definition️ definisi, formula, bagaimana ia diukur, bagaimana ia berbeza dengan jisim, apa yang menentukan dan apa yang menyebabkan kekuatan berat

Berat dan jisim adalah kekeliruan abadi

Konsep dan definisi

Massa (dilambangkan dengan huruf m) adalah salah satu kuantiti fizikal, seperti isipadu, yang menentukan jumlah jirim dalam suatu objek. Terdapat beberapa fenomena yang memungkinkan untuk menilai. Terdapat pendapat di kalangan ahli teori bahawa beberapa fenomena ini mungkin saling bergantung antara satu sama lain, tetapi semasa eksperimen, tidak terdapat perbezaan dalam hasil dari kaedah pengukuran massa:

  • Inersia. Ia ditentukan oleh daya tahan tubuh terhadap pecutan secara paksa.
  • Graviti aktif dan pasif. Ia diukur dengan daya interaksi medan graviti objek.
Картинка

Seseorang merasakan jisim mereka bersentuhan dengan permukaan lain ... Ini boleh menjadi kerusi, cakrawala, kerusi angkasawan sambil memecut di roket. Dalam contoh-contoh ini, kita membincangkan kuantiti yang disebut oleh ahli fizik sebagai berat badan, dan secara subyektif dianggap sebagai berat yang jelas.

Ia sama dengan jisim yang diukur dalam hampir semua kes domestik, dengan pengecualian berikut:

  • Badan menerima pecutan dengan komponen menegak sehubungan dengan tanah. Contohnya, di lif atau kapal terbang.
  • Sebagai tambahan kepada graviti Bumi, daya lain bertindak pada badan - sentrifugal, graviti yang lain dari badan, Archimedean.

Pendekatan graviti

Dalam kebanyakan kes, ketika menentukan konsep berat (sebutan yang diterima adalah P, dalam bahasa Latin ditulis sebagai pondus), definisi graviti yang disebut digunakan. Dalam buku teks fizik, formula berat badan menggambarkan kuantiti sebagai daya yang bertindak pada objek akibat graviti. Dalam bahasa matematik, ini ditentukan oleh ungkapan P = mg di mana:

Картинка 1
  • m adalah jisim;
  • g - pecutan graviti.

Rumus menunjukkan berat yang diukur: secara kuantitatif ia dikira dalam unit yang sama dengan daya. Oleh itu, menurut Sistem Antarabangsa Unit (SI), P diukur dalam Newton.

Medan graviti Bumi tidak seragam dan bervariasi dalam lingkungan 0.5% di permukaan planet. Oleh itu, nilai g juga tidak tetap. Nilai yang diterima umum disebut standard dan sama dengan 9,80665 m / s2. Di pelbagai tempat di permukaan Bumi, pecutan jatuh bebas sebenarnya adalah (m / s2):

Экватор
  • khatulistiwa - 9.7803;
  • Sydney - 9.7968;
  • Moscow - 9.8155;
  • Kutub Utara - 9.8322.

Pada tahun 1901, Persidangan Umum Ketiga dan Berat yang ditubuhkan: berat bermaksud kuantiti yang sama dengan kekuatan, Maksudnya, ia menentukannya sebagai vektor, kerana daya adalah kuantiti vektor. Walaupun begitu, sebilangan buku teks fizik sekolah masih menggunakan P untuk mendapatkan skalar.

Takrif kenalan

Pendekatan lain menerangkan fenomena itu dari sudut memahami kekuatan yang disebut berat badan. Dalam kes ini, P ditentukan oleh prosedur penimbangan dan bermaksud daya yang dengannya objek bertindak pada penyangga. Pendekatan ini mengambil keputusan yang berbeza bergantung pada perinciannya.

Картинка 2

Sebagai contoh, objek pada musim luruh bebas mempunyai sedikit kesan pada sokongan, namun, dalam graviti sifar tidak mengubah beratnya sesuai dengan definisi graviti. Oleh itu, pendekatan sedemikian memerlukan mencari badan yang disiasat dalam keadaan rehat, di bawah tindakan graviti standard tanpa pengaruh daya sentrifugal putaran Bumi.

Di samping itu, pengesanan hubungan tidak termasuk distorsi daya apung, yang mengurangkan berat objek yang diukur. Di udara, badan juga dipengaruhi oleh kekuatan yang serupa dengan yang mempengaruhi mereka yang terbenam di dalam air. Untuk objek dengan ketumpatan rendah, kesan pengaruh menjadi lebih ketara. Contohnya ialah belon berisi helium dengan berat negatif. Secara umum, apa-apa tindakan mempunyai kesan memutarbelitkan pada berat kenalan, misalnya:

Гравитация
  • Daya empar. Semasa Bumi berputar, objek di permukaan dikenakan daya sentrifugal yang lebih jelas ke arah khatulistiwa.
  • Pengaruh graviti badan astronomi lain. Matahari dan bulan menarik objek di permukaan bumi ke pelbagai tahap bergantung pada jarak. Pengaruh ini tidak signifikan di tingkat rumah tangga, tetapi dapat dilihat dalam fenomena seperti pasang surut dan arus laut.
  • Kemagnetan. Medan magnet yang kuat boleh menyebabkan beberapa objek yang terkena terangkat.

Sejarah konsep

Древнегреческие философы

Konsep graviti dan ringan sebagai sifat semula jadi badan fizikal disebut oleh ahli falsafah Yunani kuno ... Plato menggambarkan berat badan sebagai kecenderungan semula jadi objek untuk mencari jenisnya sendiri. Bagi Aristoteles, ringan adalah harta benda dalam memulihkan susunan unsur-unsur asas: udara, bumi, api dan air. Archimedes memandang berat badan sebagai kebalikan dari daya apung. Definisi hubungan pertama diberikan oleh Euclid, menggambarkan kuantiti sebagai ringan satu perkara berbanding perkara lain, diukur dengan keseimbangan.

Ketika para saintis abad pertengahan mendapati bahawa dalam praktiknya, kelajuan objek jatuh meningkat dari masa ke masa. Mereka mengubah konsep berat untuk memelihara hubungan kausal antara fenomena. Konsep ini dibahagi untuk badan yang sedang berehat dan mereka yang jatuh secara graviti.

Hasil yang signifikan dalam teori dicapai oleh Galileo, yang sampai pada kesimpulan bahawa kuantitasnya sebanding dengan jumlah materi dalam objek, dan bukan dengan kecepatan pergerakannya, seperti yang disarankan oleh fisika Aristoteles. Penemuan Newton mengenai hukum graviti sejagat menyebabkan pemisahan berat asas dari sifat asas objek yang berkaitan dengan inersia. Saintis itu menganggap faktor persekitaran dan daya apung sebagai penyimpangan keadaan pengukuran. Untuk keadaan seperti itu, dia mencipta istilah berat yang jelas.

Эйнштейн

Pada abad ke-20, konsep Newton tentang masa dan ruang mutlak dicabar oleh karya Einstein. Teori relativiti meletakkan semua pemerhati, bergerak dan memecut, dalam keadaan yang berbeza. Ini menyebabkan kekaburan mengenai apa sebenarnya yang dimaksudkan dengan massa, yang, bersama dengan gaya gravitasi, telah menjadi kuantitas yang bergantung pada bingkai.

Kekaburan yang dihasilkan oleh relativiti telah menyebabkan perdebatan serius dalam komuniti pengajaran mengenai bagaimana menentukan bobot untuk pelajar dan apa yang harus disebut mereka. Pilihan mulai terletak antara memahaminya sebagai kekuatan yang disebabkan oleh graviti Bumi, dan definisi hubungan yang timbul dari tindakan penimbangan.

Perbezaan dengan jisim

Kekeliruan dalam memahami bagaimana jisim berbeza dengan berat badan adalah wujud bagi orang yang tidak mempelajari fizik secara terperinci. Terdapat penjelasan sederhana untuk ini - sebagai peraturan, istilah ini digunakan secara bergantian dalam kehidupan seharian. Secara amnya, jika badan berada di permukaan bumi dan tidak bergerak, nilai jisimnya akan sama dengan skalar berat dalam kilogram. Jadual yang menjelaskan perbezaan antara konsep seperti ini:

Berat Berat
Ia adalah harta benda. Sentiasa berterusan. Bergantung pada tindakan graviti.
Objek material tidak pernah sifar. Boleh menjadi sifar dalam keadaan tertentu.
Tidak berubah bergantung pada lokasi. Penurunan atau kenaikan di tempat yang berlainan di Bumi atau bergantung pada ketinggian di atas permukaannya.
Ia adalah skalar. Vektor yang menunjuk ke arah pusat bumi atau pusat graviti lain.
Boleh diukur dengan imbangan Diukur dengan keseimbangan musim bunga.
Biasanya diukur dalam gram dan kilogram. Satuan daya dan berat adalah satu - Newton (dilambangkan sebagai N)

Sifat pembezaan utama jisim adalah bahawa untuk dinamika klasik ia adalah kuantiti invarian tertentu bagi setiap badan. Relativiti umum menerangkan peralihan jisim ke tenaga dan sebaliknya.

Biasanya, nilai berangka antara m dan P di Bumi adalah berkadar ketat. Pada peringkat sehari-hari, untuk mengetahui berat badan dengan jisim yang diketahui, cukup untuk diingat bahawa objek biasanya beratnya dalam ton lebih kurang 10 kali nilai m dalam kilogram.

Kaedah pengukuran

Sebenarnya, berat badan dapat diukur sebagai kekuatan tindak balas sokongan terhadap jisim, yang muncul pada titik aplikasi. Besarnya berlakunya daya ini sama nilainya dengan P. yang diingini dapat ditentukan dengan menggunakan keseimbangan pegas. Oleh kerana daya graviti yang menyebabkan pesongan yang dilaporkan pada skala dapat berbeza dari satu tempat ke tempat yang lain, nilainya juga akan berbeza. Untuk standardisasi, jenis meter ini selalu dikalibrasi dari kilang ke 9,80665 m / s2 dan kemudian dikalibrasi semula di mana ia akan digunakan.

Mekanisme tuas digunakan untuk mengukur jisim. ... Oleh kerana sebarang perubahan dalam graviti akan memberi kesan yang sama pada jisim yang diketahui dan tidak diketahui, kaedah keseimbangan membolehkan hasilnya sama di mana sahaja di Bumi. Faktor pemberat dalam kes ini dikalibrasi dan dilabel dalam unit jisim, jadi tuas pengimbang membolehkan anda mencari jisim dengan membandingkan kesan tarikan pada objek sasaran dengan kesan pada standard.

Весы

Sekiranya tiada medan graviti yang jauh dari badan astronomi yang besar, keseimbangan tuas tidak akan berfungsi, tetapi, sebagai contoh, di Bulan ia akan menunjukkan nilai yang sama seperti di Bumi. Sebilangan instrumen ini mungkin dilabel dalam satuan berat, tetapi kerana mereka dikalibrasi di kilang untuk graviti standard, mereka akan menunjukkan P untuk keadaan yang ditetapkan.

Ini bermaksud bahawa keseimbangan balok tidak dirancang untuk mengukur graviti tempatan yang bertindak pada suatu objek. Berat tepat dapat ditentukan dengan pengiraan dengan mengalikan jisim dengan nilai graviti tempatan dari jadual yang sesuai.

Di planet lain

Планеты

Tidak seperti jisim, berat badan di tempat yang berbeza-beza bergantung pada perubahan nilai pecutan graviti. Besarnya daya graviti pada planet lain, dan juga di Bumi, tidak hanya bergantung pada jisimnya, tetapi juga sejauh mana permukaannya dari pusat graviti.

Jadual di bawah menunjukkan pecutan graviti perbandingan pada planet lain, Matahari dan Bulan. Permukaan untuk gergasi gas (Musytari, Saturnus, Uranus dan Neptunus) bermaksud lapisan awan luar mereka, untuk Matahari - fotosfera. Nilai dalam jadual tidak termasuk putaran sentrifugal dan mencerminkan graviti sebenar yang diperhatikan di dekat kutub.

Objek astronomi Berapa banyak graviti melebihi Bumi Pecutan permukaan m / s2
Matahari 27.9 274.1
Merkuri 0.377 3.703
Venus 0.9032 8,872
Bumi 1 9.8226
Bulan 0.1655 1,625
Marikh 0.3895 3.728
Musytari 2.64 25.93
Zuhal 1.139 11.19
Uranus 0.917 9.01
Neptun 1.148 11.28

Untuk mendapatkan berat badan anda di planet lain, anda hanya perlu mengalikannya dengan nombor darab dari lajur yang sesuai. Semakin dekat dengan pusat planet pengukuran dibuat, semakin tinggi nilainya, dan sebaliknya. Oleh itu, walaupun kekuatan gravitasi Musytari kerana jisimnya yang besar adalah 316 kali lebih tinggi daripada Bumi, berat pada tahap awan, kerana jaraknya yang jauh dari pusat jisim, tidak kelihatan seperti mengagumkan seperti yang diharapkan.

Невесомость

Kesan menarik lain, yang disebut tanpa berat badan, adalah ciri bukan hanya ruang. Ia dapat diperhatikan dalam pelbagai keadaan dan di Bumi. Sebagai contoh, pada musim gugur bebas, tidak ada penopang kekuatan yang akan digunakan, yang berarti bahawa beratnya akan sama dengan sifar, walaupun terdapat percepatan graviti dan jisim.

Fenomena serupa berlaku dengan angkasawan Stesen Angkasa Antarabangsa di orbit Bumi. Sebenarnya, ia selalu jatuh bersama penghuninya ke permukaan planet ini, sehingga penghuninya sentiasa dalam keadaan tanpa berat.

Oleh itu, peraturan utama yang menjelaskan fenomena yang diperhatikan dan mengelakkan kekeliruan dengan jisim adalah seperti berikut: nilai P selalu diukur menggunakan berat kontak yang diletakkan di antara objek dan permukaan rujukan. Itulah sebabnya badan yang diletakkan di atas timbangan dan jatuh bersama mereka tidak akan menekan peranti, dan skala, dengan demikian, akan menunjukkan nilai sifar.

Terdapat ahli astronomi Jerman dengan nama keluarga Bayer. Dia mengembangkan sistem untuk menentukan kecerahan bintang dan menyusunnya sesuai dengan abjad Yunani yang lain. Yang paling terang dimulakan dengan huruf "alpha", kemudian "beta" dan seterusnya. Kemudian, para saintis tidak mengubah prinsip ketika menyempurnakan sistemnya, mereka hanya menyebarkan bintang terang: "alpha1", 2,3, dll.

текст при наведении

bintang langit yang terang dengan sebutan "alpha1" "Regulus"

Dalam fizik, ketebalan, serta jarak (jarak) dan diameter, dilambangkan dengan huruf d.

Dalam dokumentasi reka bentuk, sebutan digunakan mengikut GOST 2.321.

Ketebalan ditunjukkan oleh huruf s.

Ukuran keseluruhan atau keseluruhan menurut GOST ditunjukkan dengan huruf besar, yang bermaksud bahawa ketebalan total (keseluruhan) harus ditunjukkan dengan huruf S.

Perimeter adalah jumlah panjang semua sisi (atau panjang keseluruhan semua sempadan bentuk). Hampir setiap bentuk mempunyai formula yang berbeza untuk perimeter, seperti halnya dengan luas.

Dalam matematik, sebagai peraturan, adalah kebiasaan untuk menetapkan perimeter angka dengan huruf Latin "P".

Contohnya, formula perimeter kelihatan seperti ini: P = 2 * (a + b).

Anda juga dapat memperhatikan fakta bahawa panjang bulatan, yang merupakan perimeternya (kerana dalam bulatan, panjangnya adalah batas angka), dilambangkan bukan dengan huruf "P", tetapi dengan huruf "C" atau bahkan l. Tetapi ini adalah pengecualian dari aturan, dalam semua kasus lain ditandai dengan huruf "P".

Kepantasan dalam fizik adalah ciri kuantitatif pergerakan badan, ia dilambangkan dengan huruf V. Kelajuan secara numerik sama dengan jalan (jalur dilambangkan oleh S) yang dilalui oleh badan per unit waktu masa dilambangkan dengan t).

Unit ukuran untuk kelajuan adalah meter sesaat (m / s).

Samira Gadzhieva adalah pelakon dan penyanyi Dagestan yang terkenal, dilahirkan di Derbent pada 27 Jun 1991, kini tinggal dan bekerja di Makhachkala, adalah bangsa Lezginka.

Pertumbuhan Samira Hajiyeva adalah sekitar 172 sentimeter, artis itu mempunyai halaman peribadi di rangkaian sosial Instagram dan VKontakte.

Sungguh mengagumkan betapa ramai orang, ketika menggunakan kata-kata "massa" dan "berat", tidak memahami perbezaan mereka dari sudut pandang fizik dan bermaksud perkara yang sama. Sementara itu, perbezaan ini adalah asas dan besar ...

Berat

Mari mulakan dengan jisim. Jisim menentukan sifat inersia badan. Apakah maksud ini? Inersia adalah keupayaan tubuh untuk menahan perubahan keadaan pergerakannya di bawah pengaruh daya. Cuba hentikan bola bola yang dilancarkan oleh inersia. Dan kemudian - sebuah kereta bergerak dengan kelajuan yang sama dengan inersia. Dalam kes terakhir, jauh lebih sukar untuk melakukan ini, kerana kereta mempunyai banyak masalah. Dan kita boleh mengatakan bahawa kereta itu mempunyai berat badan lebih banyak. Jisim diukur dalam kilogram, dan dilambangkan dengan huruf m... Berat badan sentiasa tetap.

Berat

Apabila berat badan, itu adalah kekuatan. Seperti kekuatan lain, ia adalah kuantiti vektor (mempunyai arah tindakan) dan diukur dalam newton ... Secara definisi, berat badan adalah kekuatan yang digunakan badan untuk menyokong atau menggantung:

Вес и масса – вечная путаница

Sekiranya seseorang yang beratnya 70 kg berdiri tidak bergerak di lantai, kekuatan apa yang bertindak terhadapnya dari sudut mekanik klasik? Hanya dua. Salah satunya ialah graviti yang diarahkan secara menegak ke bawah. Ini adalah kekuatan dengan mana Bumi menarik seseorang, dan ia sama dengan hasil jisim orang itu mpecutan jatuh percuma g(untuk Bumi - 9,81 m / s2, mari bulatkan nilai ini hingga 10). Oleh itu, daya ini akan sama dengan mg = 70 * 10 = 700H. Daya ini sering juga diukur dalam kekuatan kilogram, kgf ... Nilainya sama dengan berat badan dengan berat 1 kg, oleh itu, orang biasa sering mengukur berat dalam kilogram dan itulah sebabnya kekeliruan sering timbul dengan berat dan jisim.

Daya kedua ialah daya tindak balas sokongan N... Seseorang menekan di lantai, dan lantai menolaknya - dengan kekuatan yang sama dengan kekuatan graviti. Daya ini diarahkan ke arah yang bertentangan dan sama besarnya dengan daya graviti. Jumlah daya adalah F = mg-N = 0 .

Anda mungkin bertanya - mengapa semua ini jika graviti dan berat badan adalah sama dan sama? Tidak ada yang serupa, ini adalah perkara yang sama sekali berbeza, hanya bertepatan dalam contoh ini. Pertimbangkan angkasawan di roket lepas landas. Ia juga dipengaruhi oleh gaya graviti dan daya tindak balas sokongan, tetapi di samping ini ditambahkan kekuatan yang mendorong angkasawan ke atas bersama dengan roket. Dalam kes ini, daya tindak balas sokongan Nakan melebihi graviti mg , dan berat angkasawan akan meningkat, dia akan mengalami kelebihan beban, walaupun gaya gravitasi dan jisim angkasawan tidak berubah.

Вес и масса – вечная путаница

Sebenarnya, berat badan adalah istilah yang tidak signifikan bagi ahli fizik. Dari sudut pandang fizik, lebih tepat menyebutnya secara paksa, dan kata "berat" hanyalah penghormatan kepada tradisi linguistik.

Dalam keadaan duniawi, manusia biasanya menyamakan berat dan jisim, dan skala untuk semua skala dikalibrasi untuk graviti bumi. Walau bagaimanapun, interaksi berat dan jisim sangat menarik untuk diperhatikan dalam keadaan selain Bumi. Jadi, di Bulan, daya graviti adalah 6 kali lebih sedikit daripada Bumi, masing-masing, berat angkasawan juga akan 6 kali lebih sedikit. Dalam kes ini, jisimnya tidak akan berubah. Sekiranya kita cuba memukul paku ke papan di bulan, tukul itu akan mempunyai berat 6 kali kurang. Tetapi ketika memukul kepala, ia akan bertindak pada kuku dengan kekuatan yang sama seperti di Bumi, kerana jisim tukul tidak berubah.

Garisan bawah. Misa adalah harta yang tidak dapat dipisahkan dari mana-mana badan. Sekiranya teras sukan jisim 7 kg sukar dilemparkan ke Bumi, sama sukar untuk membuangnya dalam graviti sifar, walaupun sebenarnya beratnya akan menjadi sifar.

Sekiranya anda menyukai artikel tersebut, langgan saluran, beritahu tentangnya di rangkaian sosial, dan kami akan berusaha untuk tidak kehilangan muka)

Добавить комментарий