Peso corporal na definição física, fórmula, como é medido, como ele difere da massa, de que depende a força do peso e o que o causa

Peso e massa são confusão eterna

Conceito e definições

Massa (denotada pela letra m) é uma das grandezas físicas, como o volume, que determinam a quantidade de matéria em um objeto. Vários são os fenômenos que permitem avaliá-lo. Há uma opinião entre os teóricos de que alguns desses fenômenos podem ser independentes uns dos outros, mas no decorrer dos experimentos, não foram encontradas diferenças nos resultados do método de medição de massa:

  • Inercial. É determinado pela resistência do corpo à aceleração da força.
  • Gravidade ativa e passiva. É medido pela força de interação dos campos gravitacionais dos objetos.
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Uma pessoa sente sua massa em contato com outra superfície ... Pode ser uma cadeira, o firmamento, a cadeira de um astronauta enquanto acelera em um foguete. Nestes exemplos, estamos falando de uma quantidade que os físicos chamam de peso, e subjetivamente percebida como um peso aparente.

É igual à massa real medida em quase todos os casos domésticos, com as seguintes exceções:

  • O corpo recebe aceleração com componente vertical em relação ao solo. Por exemplo, em um elevador ou avião.
  • Além da gravidade da Terra, outras forças agem sobre o corpo - centrífuga, gravitacional de outra do corpo, Arquimediana.

Abordagem gravitacional

Na maioria dos casos, ao definir o conceito de peso (a designação aceita é P, em latim é escrito como pondus), a chamada definição gravitacional é usada. Nos livros de física, a fórmula do peso corporal descreve uma quantidade como uma força que atua sobre um objeto como resultado da gravidade. Na linguagem da matemática, isso é definido pela expressão P = mg Onde:

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  • m é a massa;
  • g - aceleração gravitacional.

A fórmula indica em que o peso é medido: quantitativamente, ele é calculado nas mesmas unidades da força. Portanto, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), P é medido em Newtons.

O campo gravitacional da Terra não é uniforme e varia em 0,5% sobre a superfície do planeta. Consequentemente, o valor de g também não é constante. O valor geralmente aceito é denominado padrão e igual a 9,80665 m / s2. Em vários locais da superfície da Terra, a aceleração real da queda livre é (m / s2):

Экватор
  • equador - 9,7803;
  • Sydney - 9,7968;
  • Moscou - 9,8155;
  • Pólo Norte - 9.8322.

Em 1901, a Terceira Conferência Geral de Pesos e Medidas estabeleceu: peso significa quantidade da mesma natureza que força, ou seja, definiu-o como um vetor, já que força é uma quantidade vetorial. No entanto, alguns livros escolares de física ainda consideram P como um escalar.

Definição de contato

Outra abordagem descreve o fenômeno do ponto de vista da compreensão de qual força é chamada de peso corporal. Neste caso, P é determinado pelo procedimento de pesagem e significa a força com que o objeto atua sobre o suporte. Esta abordagem assume resultados diferentes dependendo dos detalhes.

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Por exemplo, um objeto em queda livre tem pouco efeito sobre o suporte, porém, estar em gravidade zero não altera seu peso de acordo com a definição gravitacional. Conseqüentemente, tal abordagem requer encontrar o corpo investigado em repouso, sob a ação da gravidade padrão, sem a influência da força centrífuga de rotação da Terra.

Além disso, a detecção de contato não exclui a distorção de flutuabilidade, o que reduz o peso medido do objeto. No ar, os corpos também são afetados por uma força semelhante à que é imersa na água. Para objetos com baixa densidade, o efeito da influência torna-se mais perceptível. Um exemplo disso é um balão cheio de hélio de peso negativo. Em um sentido geral, qualquer ação tem um efeito de distorção no peso do contato, por exemplo:

Гравитация
  • Força centrífuga. À medida que a Terra gira, os objetos na superfície estão sujeitos a forças centrífugas mais pronunciadas em direção ao equador.
  • A influência gravitacional de outros corpos astronômicos. O sol e a lua atraem objetos na superfície da Terra em vários graus, dependendo da distância. Essa influência é insignificante no nível familiar, mas se reflete visivelmente em fenômenos como a vazante e a vazante do mar.
  • Magnetismo. Campos magnéticos fortes podem fazer com que alguns objetos afetados levitem.

História do conceito

Древнегреческие философы

Os conceitos de gravidade e leveza como propriedades inerentes aos corpos físicos mencionado por antigos filósofos gregos ... Platão descreveu o peso como a tendência natural dos objetos de encontrar sua própria espécie. Para Aristóteles, a leveza era uma propriedade na restauração da ordem dos elementos básicos: ar, terra, fogo e água. Arquimedes via o peso como o oposto de flutuabilidade. A primeira definição de contato foi dada por Euclides, descrevendo a quantidade como a leveza de uma coisa comparada a outra, medida pelo equilíbrio.

Quando cientistas medievais descobriram isso, na prática, a velocidade de um objeto em queda aumentou com o tempo. Eles mudaram o conceito de peso para preservar as relações causais entre os fenômenos. O conceito foi dividido para corpos em repouso e em queda gravitacional.

Resultados significativos em teoria foram alcançados por Galileu, que chegou à conclusão de que a quantidade é proporcional à quantidade de matéria no objeto, e não à velocidade de seu movimento, como sugere a física de Aristóteles. A descoberta de Newton da lei da gravitação universal levou à separação fundamental do peso da propriedade fundamental dos objetos associados à inércia. O cientista considerou os fatores ambientais e a flutuabilidade como uma distorção das condições de medição. Para tais circunstâncias, ele cunhou o termo peso aparente.

Эйнштейн

No século 20, os conceitos newtonianos de tempo e espaço absolutos foram desafiados pela obra de Einstein. Teoria da relatividade colocar todos os observadores, em movimento e aceleração, em condições diferentes. Isso gerou ambigüidade quanto ao que exatamente se entende por massa, que, junto com a força gravitacional, tornou-se uma quantidade essencialmente dependente do quadro.

As ambigüidades geradas pela relatividade levaram a um sério debate na comunidade de ensino sobre como definir pesos para os alunos e como devem ser chamados. A escolha passou a residir entre a compreensão dela como uma força causada pela gravidade da Terra e a definição de contato decorrente do ato de pesar.

Diferenças com massa

A confusão em entender como a massa difere do peso é inerente às pessoas que não estudam física em detalhes. Há uma explicação simples para isso - como regra, esses termos são usados ​​alternadamente na vida cotidiana. No caso geral, se o corpo está na superfície da terra e está imóvel, o valor da massa será igual ao escalar do peso em quilogramas. Uma tabela que esclarece a diferença entre os conceitos fica assim:

Peso O peso
É uma propriedade da matéria. Sempre constante. Depende da ação da gravidade.
Um objeto material nunca é zero. Pode ser zero sob certas condições.
Não muda dependendo da localização. Diminui ou aumenta em diferentes lugares da Terra ou dependendo da altura acima de sua superfície.
É um escalar. Um vetor apontando para o centro da Terra ou outro centro gravitacional.
Pode ser medido com equilíbrio Medido com uma balança de mola.
Normalmente medido em gramas e quilogramas. A unidade de força e peso é um - Newton (denotado como N)

A principal propriedade distintiva da massa é que, para a dinâmica clássica, ela é uma quantidade invariante específica para cada corpo. A relatividade geral descreve a transição de massa para energia e vice-versa.

Normalmente, o valor numérico entre m e P na Terra é estritamente proporcional. No dia-a-dia, para sabermos o peso de um corpo com massa conhecida, basta lembrar que os objetos costumam pesar em newtons cerca de 10 vezes o valor de m em quilogramas.

Métodos de medição

Na verdade, o peso pode ser medido como a força de reação do suporte à massa, aparecendo no ponto de aplicação. A magnitude da ocorrência desta força é igual em valor ao P. desejado. Ela pode ser determinada usando uma balança de mola. Uma vez que a força da gravidade que causa a deflexão relatada na escala pode variar de um lugar para outro, os valores também serão diferentes. Para padronização, este tipo de medidor é sempre calibrado de fábrica para 9,80665 m / s2 e então recalibrado onde será usado.

Um mecanismo de alavanca é usado para medir a massa. ... Uma vez que quaisquer mudanças na gravidade terão o mesmo efeito em massas conhecidas e desconhecidas, o método de equilíbrio permite que o resultado seja o mesmo em qualquer lugar da Terra. Os fatores de ponderação neste caso são calibrados e rotulados em unidades de massa, então a alavanca de balanceamento permite que você encontre a massa comparando o efeito da atração no objeto alvo com o efeito no padrão.

Весы

Na ausência de um campo gravitacional distante de grandes corpos astronômicos, o equilíbrio da alavanca não funcionará, mas, por exemplo, na Lua ela apresentará os mesmos valores que na Terra. Alguns desses instrumentos podem ser rotulados em unidades de peso, mas como são calibrados na fábrica para a gravidade padrão, eles mostrarão P para as condições para as quais foram ajustados.

Isso significa que o equilíbrio do feixe não foi projetado para medir a gravidade local agindo sobre um objeto. O peso exato pode ser determinado por cálculo, multiplicando a massa pelo valor da gravidade local das tabelas correspondentes.

Em outros planetas

Планеты

Ao contrário da massa, o peso corporal em locais diferentes varia dependendo da mudança no valor da aceleração gravitacional. A magnitude da força da gravidade em outros planetas, assim como na Terra, depende não apenas de sua massa, mas também de quão longe a superfície está do centro de gravidade.

A tabela abaixo mostra as acelerações gravitacionais comparativas em outros planetas, o Sol e a Lua. A superfície para os gigantes gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) significa suas camadas externas de nuvens, para o Sol - a fotosfera. Os valores na tabela não incluem a rotação centrífuga e refletem a gravidade real observada perto dos pólos.

Objeto astronômico Quanta gravidade excede a Terra Aceleração de superfície m / s2
O sol 27,9 274,1
Mercúrio 0,377 3,703
Vênus 0,9032 8.872
terra 1 9,8226
Lua 0,1655 1.625
Marte 0,3895 3,728
Júpiter 2,64 25,93
Saturno 1,139 11,19
Urano 0,917 9,01
Netuno 1,148 11,28

Para obter seu próprio peso em outro planeta, você só precisa multiplicá-lo pelo número de multiplicidade da coluna correspondente. Quanto mais próximo do centro do planeta a medição for feita, maior será o valor e vice-versa. Portanto, apesar de a força gravitacional de Júpiter devido à sua enorme massa ser 316 vezes maior que a da Terra, o peso ao nível das nuvens, devido à sua grande distância do centro de massa, não parece tão impressionante como se poderia esperar.

Невесомость

Outro efeito interessante, denominado leveza, é característico não apenas do espaço. Pode ser observado em várias circunstâncias e na Terra. Por exemplo, em queda livre, não há suporte ao qual seria aplicada uma força, o que significa que o peso será igual a zero, apesar da presença da aceleração da gravidade e da massa.

Um fenômeno semelhante ocorre com os astronautas da Estação Espacial Internacional em órbita da Terra. Na verdade, ele sempre cai com seus habitantes na superfície do planeta, então seus habitantes estão constantemente em um estado de leveza.

Assim, a principal regra que explica os fenômenos observados e evita confusão com a massa é a seguinte: o valor de P é sempre medido usando pesos de contato colocados entre o objeto e a superfície de referência. É por isso que um corpo colocado na balança e caindo com eles não pressionará o aparelho, e a balança, portanto, apresentará um valor zero.

Havia um astrônomo alemão com o sobrenome Bayer. Ele desenvolveu um sistema para determinar o brilho das estrelas e as organizou de acordo com o outro alfabeto grego. As mais brilhantes começavam com a letra "alfa", depois "beta" e assim por diante. Mais tarde, os cientistas não mudaram o princípio ao refinar seu sistema, eles apenas distribuíram as estrelas brilhantes: "alpha1", 2,3, etc.

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estrela brilhante do céu com a designação "alpha1" "Regulus"

Em física, espessura, bem como distância (distância) e diâmetro, são denotados pela letra d.

Na documentação do projeto, as designações são usadas de acordo com GOST 2.321.

A espessura é indicada pela letra s.

O tamanho total ou geral de acordo com GOST é indicado por uma letra maiúscula, o que significa que a espessura total (geral) deve ser indicada pela letra S.

O perímetro é a soma dos comprimentos de todos os lados (ou o comprimento total de todos os limites da forma). Quase todas as formas têm uma fórmula diferente para o perímetro, como é o caso da área.

Em matemática, via de regra, costuma-se designar o perímetro de uma figura pela letra latina "P".

Por exemplo, a fórmula do perímetro é semelhante a esta: P = 2 * (a + b).

Você também pode notar o fato de que o comprimento de um círculo, que é seu perímetro (já que no caso de um círculo, seu comprimento é a borda da figura), é denotado não pela letra "P", mas pela letra "C" ou mesmo l. Mas esta é antes uma exceção à regra, em todos os outros casos é indicada com a letra "P".

A velocidade em física é uma característica quantitativa do movimento de um corpo, é denotada pela letra V. A velocidade é numericamente igual ao caminho (o caminho é denotado por S) percorrido pelo corpo por unidade de tempo ( o tempo é denotado por t).

A unidade de medida da velocidade é metro por segundo (m / s).

Samira Gadzhieva é uma famosa atriz e cantora do Daguestão, nasceu em Derbent em 27 de junho de 1991, atualmente vive e trabalha em Makhachkala, é lezginka por nacionalidade.

O crescimento de Samira Hajiyeva é de cerca de 172 centímetros, a artista tem páginas pessoais nas redes sociais Instagram e VKontakte.

É incrível como muitas pessoas, ao usar as palavras "massa" e "peso", não entendem a diferença do ponto de vista da física e significam a mesma coisa. Enquanto isso, essa diferença é fundamental e enorme ...

Peso

Vamos começar com a missa. A massa determina as propriedades inerciais de um corpo. O que isto significa? A inércia é a capacidade do corpo de resistir a uma mudança em seu estado de movimento sob a influência da força. Tente impedir uma bola de futebol de rolar por inércia. E então - um carro rodando na mesma velocidade por inércia. Neste último caso, é muito mais difícil fazer isso, porque o carro tem muita matéria. E podemos dizer que o carro tem mais peso. A massa é medida em quilogramas e denotada pela letra m... O peso corporal é sempre constante.

O peso

No que diz respeito ao peso, é a força. Como qualquer outra força, é uma quantidade vetorial (tendo uma direção de ação) e é medida em newtons ... Por definição, o peso é a força com a qual um corpo atua sobre um suporte ou suspensão:

Вес и масса – вечная путаница

Se uma pessoa de 70 kg fica imóvel no chão, que forças atuam sobre ela do ponto de vista da mecânica clássica? Só dois. Um deles é a força da gravidade dirigida verticalmente para baixo. Esta é a força com a qual a Terra atrai uma pessoa, e é igual ao produto da massa da pessoa mna aceleração da gravidade g(para a Terra - 9,81 m / s2, vamos arredondar esse valor para 10). Assim, esta força será igual a mg = 70 * 10 = 700H. Freqüentemente, essa força também é medida em quilograma-força, kgf ... Seu valor é igual ao peso de um corpo de 1 kg, portanto, as pessoas comuns geralmente medem o peso em quilogramas e é por isso que muitas vezes surge a confusão com o peso e a massa.

A segunda força é a força de reação do suporte N... A pessoa pressiona o chão, e o chão resiste - exatamente com a mesma força da gravidade. Essa força é direcionada na direção oposta e é igual em magnitude à força da gravidade. A força total é igual a F = mg-N = 0 .

Você pode perguntar - por que tudo isso se a gravidade e o peso são a mesma coisa? Nada disso, são coisas completamente diferentes, apenas coincidem neste exemplo. Considere um astronauta em um foguete decolando. Também é afetado pela força da gravidade e pela força de reação do suporte, mas além disso é adicionada a força que empurra o astronauta para cima junto com o foguete. Neste caso, a força de reação do suporte Nvai exceder a gravidade mg , e o peso do astronauta aumentará, ele experimentará uma sobrecarga, embora a força da gravidade e a massa do astronauta não tenham mudado.

Вес и масса – вечная путаница

Na verdade, peso é um termo insignificante para físicos. Do ponto de vista da física, é mais correto chamá-la simplesmente de força, e a palavra "peso" é apenas uma homenagem à tradição linguística.

Sob condições terrestres, as pessoas geralmente igualam peso e massa, e a escala para todas as escalas é calibrada para a gravidade terrestre. No entanto, a interação de peso e massa é muito interessante de observar em outras condições além da Terra. Então, na Lua a força da gravidade é 6 vezes menor que a da Terra, respectivamente, o peso do astronauta também será 6 vezes menor. Nesse caso, sua massa permanecerá inalterada. Se tentarmos pregar um prego em uma placa na lua, o martelo pesará 6 vezes menos. Mas ao bater na cabeça, ele agirá no prego com a mesma força que na Terra, pois a massa do martelo não mudou.

Resultado final. A massa é uma propriedade inseparável de qualquer corpo. Se o núcleo esportivo massa 7 kg é difícil de jogar na Terra, será igualmente difícil jogá-lo em gravidade zero, apesar de O peso será zero.

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