Kroppsvekt i fysikk definition️ definisjon, formel, hvordan den måles, hvordan den skiller seg fra masse, hva vektkraften avhenger av og hva som forårsaker den

Vekt og masse er evig forvirring

Konsept og definisjoner

Masse (betegnet med bokstaven m) er en av de fysiske størrelsene, for eksempel volum, som bestemmer mengden materie i et objekt. Det er flere fenomener som gjør det mulig å evaluere det. Det er en oppfatning blant teoretikere at noen av disse fenomenene kan være uavhengige av hverandre, men under eksperimentene ble det ikke funnet noen forskjell i resultatene fra metoden for massemålinger:

  • Treghet. Det bestemmes av kroppens motstand mot akselerasjon med makt.
  • Aktiv og passiv gravitasjon. Det måles ved interaksjonskraften mellom gjenstanders gravitasjonsfelt.
Картинка

En person føler massen sin i kontakt med en annen overflate. ... Det kan være en stol, jordens himmellegeme, en astronautstol mens den akselererer i en rakett. I disse eksemplene snakker vi om en mengde som fysikere kaller vekt, og subjektivt oppfattes som en tilsynelatende vekt.

Den er lik den faktiske målte massen i nesten alle innenlandske tilfeller, med følgende unntak:

  • Kroppen mottar akselerasjon med en vertikal komponent i forhold til bakken. For eksempel i en heis eller et fly.
  • I tillegg til jordens tyngdekraft, virker andre krefter på kroppen - sentrifugal, gravitasjon av en annen fra kroppen, Archimedean.

Gravitasjonstilnærming

I de fleste tilfeller, når man definerer vektbegrepet (den aksepterte betegnelsen er P, på latin er det skrevet som pondus), brukes den såkalte gravitasjonsdefinisjonen. I fysiske lærebøker beskriver vektformelen for en kropp en mengde som en kraft som virker på et objekt som et resultat av tyngdekraften. På matematikkens språk er dette definert av uttrykket P = mg hvor:

Картинка 1
  • m er massen;
  • g - gravitasjonsakselerasjon.

Formelen antyder hva vekten måles i: den beregnes kvantitativt i de samme enhetene som kraften. Derfor måles i henhold til det internasjonale systemet for enheter (SI) P i Newton.

Jordens gravitasjonsfelt er ikke ensartet og varierer innen 0,5% over planetens overflate. Følgelig er verdien av g også ustabil. Den generelt aksepterte verdien kalles standarden og er lik 9.80665 m / s2. Flere steder på jordoverflaten er den faktiske gravitasjonsakselerasjonen (m / s2):

Экватор
  • ekvator - 9,7803;
  • Sydney - 9.7968;
  • Moskva - 9.8155;
  • Nordpolen - 9.8322.

I 1901 ble den tredje generalkonferansen om vekter og målinger etablert: vekt betyr mengde av samme art som kraft, det vil si at den definerte den som en vektor, siden kraft er en vektormengde. Likevel tar noen skolefysikk lærebøker fortsatt P for en skalar.

Kontaktdefinisjon

En annen tilnærming beskriver fenomenet fra ståsted for å forstå hvilken kraft som kalles kroppsvekt. I dette tilfellet bestemmes P av veiingsprosedyren og betyr kraften som objektet virker på støtten. Denne tilnærmingen forutsetter forskjellige resultater, avhengig av detaljene.

Картинка 2

For eksempel har et objekt i fritt fall liten effekt på bæreren, men å være i null tyngdekraft endrer ikke vekten i samsvar med gravitasjonsdefinisjonen. Følgelig krever en slik tilnærming å finne det undersøkte legemet i ro, under påvirkning av standard tyngdekraft, uten påvirkning av sentrifugalkraften til jordens rotasjon.

I tillegg utelukker ikke kontaktdeteksjon forvrengning av oppdrift, noe som reduserer gjenstandens målte vekt. I luften påvirkes kroppene også av en styrke som ligner den som er nedsenket i vann. For objekter med lav tetthet blir effekten av påvirkningen mer merkbar. Et eksempel på dette er en heliumfylt ballong med negativ vekt. Generelt sett har enhver handling en forvrengende effekt på kontaktvekten, for eksempel:

Гравитация
  • Sentrifugalkraft. Når jorden roterer, er gjenstander på overflaten utsatt for sentrifugalkrefter mer uttalt mot ekvator.
  • Tyngdepåvirkningen fra andre astronomiske legemer. Solen og månen tiltrekker seg gjenstander på jordoverflaten i varierende grad, avhengig av avstanden. Denne innflytelsen er ubetydelig på husholdningsnivå, men gjenspeiles merkbart i slike fenomener som havets ebbe og flyt.
  • Magnetisme. Sterke magnetfelt kan føre til at noen berørte gjenstander svever.

Konseptets historie

Древнегреческие философы

Konseptene tyngdekraft og letthet som fysiske kroppers iboende egenskaper nevnt av gamle greske filosofer ... Platon beskrev vekt som den naturlige tendensen til gjenstander til å finne sin egen slags. For Aristoteles var letthet en egenskap for å gjenopprette rekkefølgen til de grunnleggende elementene: luft, jord, ild og vann. Archimedes så på vekt som det motsatte av oppdrift. Den første kontaktdefinisjonen ble gitt av Euclid, og beskriver mengde som lysheten til en ting sammenlignet med en annen, målt ved balanse.

Da forskere fra middelalderen oppdaget at hastigheten til et fallende objekt i praksis økte over tid. De endret vektbegrepet for å bevare årsaksforhold mellom fenomener. Konseptet ble delt for legemer i hvile og de som er i gravitasjonsfall.

Betydelige resultater i teorien ble oppnådd av Galileo, som kom til at mengden er proporsjonal med mengden materie i objektet, og ikke med hastigheten på bevegelsen, slik Aristoteles fysikk antydet. Newtons oppdagelse av loven om universell gravitasjon førte til den grunnleggende separasjonen av vekt fra den grunnleggende egenskapen til gjenstander assosiert med treghet. Forskeren betraktet miljøfaktorer og oppdrift som en forvrengning av måleforholdene. Under slike omstendigheter skapte han begrepet tilsynelatende vekt.

Эйнштейн

I det 20. århundre ble newtonske begreper om absolutt tid og rom utfordret av Einsteins arbeid. Relativitetsteorien sette alle observatørene, beveger seg og akselererer, i forskjellige forhold. Dette har ført til uklarhet om hva som egentlig menes med masse, som sammen med gravitasjonskraft har blitt en i det vesentlige rammeavhengig størrelse.

Uklarhetene som genereres av relativitetsteori har ført til seriøs debatt i lærersamfunnet om hvordan man skal definere vekter for studenter og hva som skal kalles dem. Valget begynte å ligge mellom forståelsen av den som en kraft forårsaket av jordens tyngdekraft, og kontaktdefinisjonen som skyldes veien.

Forskjeller med masse

Forvirring i å forstå hvordan masse skiller seg ut fra vekt er iboende for mennesker som ikke studerer fysikk i detalj. Det er en enkel forklaring på dette - som regel brukes disse begrepene om hverandre i hverdagen. Generelt sett, hvis kroppen er på jordens overflate og er urørlig, vil masseverdien være lik vektens skalar i kilo. En tabell som tydeliggjør forskjellen mellom konseptene ser slik ut:

Vekt Vekten
Det er en materieegenskap. Alltid konstant. Avhenger av tyngdekraftens virkning.
Et materielt objekt er aldri null. Kan være null under visse forhold.
Endres ikke avhengig av sted. Reduserer eller øker på forskjellige steder på jorden eller avhengig av høyden over overflaten.
Det er en skalar. En vektor som peker mot midten av jorden eller et annet gravitasjonssenter.
Kan måles med balanse Målt med en fjærbalanse.
Vanligvis målt i gram og kilo. Enheten for kraft og vekt er en - Newton (betegnet som N)

Hovedegenskapen til masse er at det for klassisk dynamikk er en spesifikk invariant mengde for hver kropp. Generell relativitetsteori beskriver overgangen av masse til energi og omvendt.

Vanligvis er den numeriske verdien mellom m og P på jorden strengt proporsjonal. På hverdagsnivå, for å finne ut vekten til en kropp med kjent masse, er det nok å huske at gjenstander vanligvis veier i newton omtrent 10 ganger verdien av m i kilo.

Målemetoder

Faktisk kan vekten måles som reaksjonskraften til bæreren til massen, og vises på påføringspunktet. Størrelsen på forekomsten av denne kraften er lik verdi til ønsket P. Den kan bestemmes ved hjelp av en fjærbalanse. Siden tyngdekraften som forårsaker den rapporterte nedbøyningen på skalaen kan variere fra sted til sted, vil også verdiene variere. For standardisering er denne typen målere alltid kalibrert til 9,80665 m / s2 fra fabrikken og deretter kalibrert på nytt der den skal brukes.

En spakmekanisme brukes til å måle massen. ... Siden endringer i tyngdekraften vil ha samme effekt på kjente og ukjente masser, tillater balansemetoden at resultatet blir det samme hvor som helst på jorden. Vektingsfaktorene i dette tilfellet er kalibrert og merket i masseenheter, slik at balanseringsspaken lar deg finne massen ved å sammenligne effekten av tiltrekning på målobjektet med effekten på standarden.

Весы

I fravær av et gravitasjonsfelt langt fra store astronomiske legemer, vil ikke balansen i spaken fungere, men for eksempel på månen vil den vise de samme verdiene som på jorden. Noen av disse instrumentene kan være merket i vektenheter, men siden de er kalibrert fra fabrikken for standardvekt, vil de vise P for forholdene de er satt for.

Dette betyr at strålebalansen ikke er designet for å måle den lokale tyngdekraften som virker på en gjenstand. Den nøyaktige vekten kan bestemmes ved beregning ved å multiplisere massen med den lokale tyngdekraftsverdien fra de tilsvarende tabellene.

På andre planeter

Планеты

I motsetning til masse varierer kroppsvekten forskjellige steder avhengig av endringen i verdien av gravitasjonsakselerasjon. Tyngdekraftens størrelse på andre planeter, så vel som på jorden, avhenger ikke bare av massen, men også av hvor langt overflaten er fra tyngdepunktet.

Tabellen nedenfor viser de komparative gravitasjonsakselerasjonene på andre planeter, Solen og Månen. Overflaten for gassgiganter (Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun) betyr deres ytre skylag, for solen - fotosfæren. Verdiene i tabellen inkluderer ikke sentrifugalrotasjon og gjenspeiler den faktiske tyngdekraften som er observert nær polene.

Astronomisk objekt Hvor mye tyngdekraften overstiger jorden Overflateakselerasjon m / s2
Solen 27.9 274.1
Kvikksølv 0,377 3.703
Venus 0,9032 8,872
Jord 1 9.8226
Måne 0,1665 1.625
Mars 0,3895 3.728
Jupiter 2.64 25,93
Saturn 1.139 11.19
Uranus 0,917 9.01
Neptun 1.148 11.28

For å få din egen vekt på en annen planet, trenger du bare å multiplisere den med antall tall fra den tilsvarende kolonnen. Jo nærmere sentrum av planeten målingen gjøres, jo høyere vil verdien være, og omvendt. Til tross for at gravitasjonskraften til Jupiter på grunn av sin enorme masse er 316 ganger høyere enn jordens, ser ikke vekten på skyenivået på grunn av deres store avstand fra massesenteret ut som imponerende som man kunne forvente.

Невесомость

En annen interessant effekt, kalt vektløshet, er ikke bare karakteristisk for plass. Det kan observeres under forskjellige omstendigheter og på jorden. For eksempel, i fritt fall, er det ingen støtte som en kraft vil bli brukt på, noe som betyr at vekten vil være lik null, til tross for tilstedeværelsen av tyngdekraften og massen.

Et lignende fenomen oppstår med astronautene til den internasjonale romstasjonen i bane rundt jorden. Faktisk faller den alltid sammen med innbyggerne til overflaten av planeten, så dens innbyggere er konstant i vektløshet.

Dermed er hovedregelen som forklarer de observerte fenomenene og unngår forveksling med masse som følger: verdien av P måles alltid ved hjelp av kontaktvekter plassert mellom objektet og referanseflaten. Det er derfor et legeme som er plassert på vekten og faller med dem ikke vil trykke på enheten, og skalaen vil følgelig vise en nullverdi.

Det var en tysk astronom med etternavnet Bayer. Han utviklet et system for å bestemme lysstyrken til stjernene og ordnet dem i samsvar med det andre greske alfabetet. Den lyseste begynte med bokstaven "alfa", deretter "beta" og så videre. Senere endret ikke forskerne prinsippet når de foredlet systemet hans, de distribuerte bare de lyse stjernene: "alpha1", 2,3 osv.

текст при наведении

lys himmelstjerne med betegnelsen "alpha1" "Regulus"

I fysikk er tykkelse, så vel som avstand (avstand) og diameter, betegnet med bokstaven d.

I designdokumentasjonen brukes betegnelser i henhold til GOST 2.321.

Tykkelsen er angitt med bokstaven s.

Den totale eller totale størrelsen i henhold til GOST er angitt med en stor bokstav, noe som betyr at den totale (totale) tykkelsen skal angis med bokstaven S.

Omkretsen er summen av lengden på alle sider (eller den totale lengden på alle formens grenser). Nesten hver form har en annen formel for omkretsen, som det er tilfellet med areal.

I matematikk er det som regel vanlig å betegne omkretsen av en figur med den latinske bokstaven "P".

For eksempel ser omkretsformelen slik ut: P = 2 * (a + b).

Du kan også merke det faktum at lengden på en sirkel, som er dens omkrets (siden når det gjelder en sirkel, er dens lengde grensen til figuren), er ikke betegnet med bokstaven "P", men med bokstaven "C" eller til og med l. Men dette er heller et unntak fra regelen, i alle andre tilfeller er det angitt med bokstaven "P".

Hastighet i fysikk er et kvantitativt kjennetegn ved kroppens bevegelse, det er betegnet med bokstaven V. Hastighet er numerisk lik banen (banen er betegnet med S) som er krysset av kroppen per tidsenhet ( tid er betegnet med t).

Måleenheten for hastighet er meter per sekund (m / s).

Samira Gadzhieva er en kjent dagestansk skuespillerinne og sanger, ble født i Derbent 27. juni 1991, bor og arbeider for tiden i Makhachkala, er en Lezginka av nasjonalitet.

Veksten til Samira Hajiyeva er omtrent 172 centimeter, kunstneren har personlige sider på sosiale nettverk Instagram og VKontakte.

Det er utrolig hvor mange mennesker, når de bruker ordene "masse" og "vekt", ikke forstår forskjellen fra fysikkens synspunkt og betyr det samme. I mellomtiden er denne forskjellen grunnleggende og stor ...

Vekt

La oss starte med messen. Masse bestemmer kroppens treghetsegenskaper. Hva betyr dette? Treghet er kroppens evne til å motstå en endring i bevegelsestilstanden under påvirkning av kraft. Prøv å stoppe en fotball som triller av treghet. Og så - en bil som ruller i samme hastighet av treghet. I sistnevnte tilfelle er det mye vanskeligere å gjøre dette, fordi bilen har mye materie. Og vi kan si at bilen har mer vekt. Massen måles i kilogram, og betegnes med bokstaven m... Kroppsvekten er alltid konstant.

Vekten

Når det gjelder vekt, er det styrke. Som enhver annen kraft er det en vektormengde (som har en handlingsretning) og den måles i newtoner ... Per definisjon er vekt den kraften som et legeme virker på en støtte eller suspensjon:

Вес и масса – вечная путаница

Hvis en person som veier 70 kg, står urørlig på gulvet, hvilke krefter virker på ham sett fra synspunktet til klassisk mekanikk? Bare to. En av dem er tyngdekraften rettet vertikalt nedover. Dette er kraften som jorden tiltrekker seg en person med, og den er lik produktet av personens masse mpå akselerasjonen av tyngdekraften g(for jorden - 9,81 m / s2, la oss runde denne verdien opp til 10). Dermed vil denne kraften være lik mg = 70 * 10 = 700H. Ofte måles denne kraften også i kilokraft, kgf ... Verdien er lik vekten av en kropp som veier 1 kg, Derfor måler vanlige mennesker ofte vekt i kilo, og det er derfor forvirring ofte oppstår med vekt og masse.

Den andre kraften er reaksjonskraften til støtten N... Personen trykker på gulvet, og gulvet motstår det - med nøyaktig samme kraft som tyngdekraften. Denne kraften er rettet i motsatt retning og er like stor som tyngdekraften. Den totale kraften er lik F = mg-N = 0 .

Du kan spørre - hvorfor alt dette hvis tyngdekraften og vekten er den samme? Ingenting av den typen, dette er helt forskjellige ting, de faller bare sammen i dette eksemplet. Tenk på en astronaut i en rakett som tar av. Det påvirkes også av tyngdekraften og reaksjonskraften til støtten, men i tillegg til dette tilføres kraften som skyver astronauten oppover sammen med raketten. I dette tilfellet er reaksjonskraften til støtten Nvil overstige tyngdekraften mg , og astronautens vekt vil øke, vil han oppleve en overbelastning, selv om tyngdekraften og astronautens masse ikke har endret seg.

Вес и масса – вечная путаница

Faktisk er vekt et ubetydelig begrep for fysikere. Fra fysikkens synspunkt er det mer riktig å kalle det bare for kraft, og ordet "vekt" er bare en hyllest til den språklige tradisjonen.

Under terrestriske forhold tilsvarer folk vanligvis vekt og masse, og skalaen for alle skalaer er kalibrert for terrestrisk tyngdekraft. Samspillet mellom vekt og masse er imidlertid veldig interessant å observere under andre forhold enn jorden. Så på månen er tyngdekraften henholdsvis 6 ganger mindre enn på jorden, vekten til astronauten vil også være 6 ganger mindre. I dette tilfellet vil massen forbli uendret. Hvis vi prøver å hamre en spiker i et brett på månen, vil hammeren veie 6 ganger mindre. Men når du treffer hodet, vil det virke på neglen med samme kraft som på jorden, fordi hammerens masse ikke har endret seg.

Bunnlinjen. Masse er en uatskillelig egenskap for ethvert legeme. Hvis sportskjernen masse 7 kg er vanskelig å kaste på jorden, det vil være like vanskelig å kaste den i tyngdekraft, til tross for at den vekten vil være null.

Hvis du likte artikkelen, abonner på kanalen, fortell om den på sosiale nettverk, så prøver vi å ikke miste ansiktet)

Добавить комментарий