Сила тяжести — в чем измеряется? Чему равна?
Сила: что это за величина
В повседневной жизни мы часто встречаем, как любое тело деформируется (меняет форму или размер), ускоряется или тормозит, падает. В общем, чего только с разными телами в реальной жизни не происходит. Причиной любого действия или взаимодействия является сила.
Сила — это физическая векторная величина, которую воздействует на данное тело со стороны других тел.
Она измеряется в Ньютонах — это единица измерения названа в честь Исаака Ньютона.
Сила — величина векторная. Это значит, что, помимо модуля, у нее есть направление. От того, куда направлена сила, зависит результат.
Вот стоите вы на лонгборде: можете оттолкнуться вправо, а можете влево — в зависимости от того, в какую сторону оттолкнетесь, результат будет разный. В данном случае результат выражается в направлении движения.
Сила тяготения
В 1682 году Исаак Ньютон открыл Закон Всемирного тяготения
Он звучит так: все тела притягиваются друг к другу, сила всемирного тяготения прямо пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.Формула силы тяготения согласно этому закону выглядит так:
Закон Всемирного тяготения F = GMm/R2 F — сила тяготения [Н] M — масса первого тела (часто планеты) [кг] m — масса второго тела [кг] R — расстояние между телами [м] G — гравитационная постоянная G = 6.67 × 10-11 м3 кг-1 с-2 |
Когда мы встаем на весы, стрелка отклоняется. Это происходит потому, что масса Земли очень большая, и сила тяготения буквально придавливает нас к поверхности.
На более легкой Луне человек весит меньше в шесть раз.
Закон всемирного тяготения используют, чтобы вычислить силы взаимодействия между телами любой формы, если размеры тел значительно меньше расстояния между ними.
Если мы возьмем два шара, то для них можно использовать этот закон вне зависимости от расстояния между ними. За расстояние R между телами в этом случае принимается расстояние между центрами шаров.
Приливы и отливы существуют благодаря Закону Всемирного тяготения. В этом видео я рассказываю, что общего у приливов и прыщей
Несколько лет назад ученые открыли такое явление, как гравитационные волны — но это не тоже самое, что гравитация:
Источник: YouTube-канал «Это работает»
Сила тяжести
Сила тяжести — сила, с которой Земля притягивает все тела.
Сила тяжести F = mg F — сила тяжести [Н] m — масса тела [кг] g — ускорение свободного падения [м/с2] |
На первый взгляд сила тяжести очень похожа на вес тела. Действительно, в состоянии покоя на поверхности Земли формулы силы тяжести и веса идентичны. Но разница все-таки есть, давайте разбираться.
Эта формула и правда аналогична силе тяжести. Вес тела в состоянии покоя численно равен массе тела, разница состоит лишь в точке приложения силы.
Сила тяжести — это сила, с которой Земля действует на тело, а вес — сила, с которой тело действует на опору. Это значит, что у них будут разные точки приложения: у силы тяжести к центру масс тела, а у веса — к опоре.
Также, важно понимать, что сила тяжести зависит исключительно от массы и планеты, на которой тело находится. Вес зависит также от ускорения, с которым движутся тело или опора.
Например, в лифте вес тела зависит от того, куда и с каким ускорением движется тело. А силе тяжести все равно, куда и что движется — она не зависит от внешних факторов.
На второй взгляд сила тяжести очень похожа на силу тяготения. В обоих случаях мы имеем дело с притяжением — значит можем сказать, что это одно и то же. Практически.
Мы можем сказать, что это одно и то же, если речь идет о Земле и каком-то предмете, который к этой планете притягивается. Тогда мы можем даже приравнять эти силы и выразить формулу для ускорения свободного падения.
F = mg
F = GMm/R2
Приравниваем правые части:
mg = GMm/R2
Делим на массу левую и правую части:
g = GM/R2
Это и будет формула ускорения свободного падения.
Ускорение свободного падения для каждой планеты уникально, эта формула нужна.
g = GM/R2 F — сила тяготения [Н] M — масса планеты [кг] R — расстояние между телами [м] G — гравитационная постоянная G = 6.67 × 10-11 м3 кг-1 с-2 |
А теперь задачка
Определить силу тяжести, действующую на тело массой 80 кг.
Решение:
Не смотря на кажущуюся простоту, тут есть над чем подумать.Вроде бы просто нужно взять формулу
Да, но есть один нюанс: в значении ускорения свободного падения для Земли очень много знаков после запятой.
В школе обычно дают то же значения, что мы указывали выше: g = 9,8 м/с2.
В экзаменах ОГЭ и ЕГЭ в справочных данных дают g = 10 м/с2.
И кому же верить?
Все просто: для кого решается задача, тот и главный. В экзаменах берем g = 10 , в школе при решении задач (если в условии задачи не написано что-то другое) берем g = 9,8 м/с2.
Итак, F = mg.
F = 80*10 = 800 Н
Ответ: 800 Н.
Учимся летать
В серии книг Дугласа Адамса «Автостопом по Галактике» говорится, что летать — это просто промахиваться мимо Земли. Если ты промахнулся мимо Земли и достиг первой космической скорости 7,9 км/с, то ты стал искусственным спутником Земли.
Искусственный спутник Земли — космический летательный аппарат, который вращается вокруг Земли по геоцентрической орбите. Чтобы у него так получалось, аппарат должен иметь начальную скорость, равную или большую первой космической скорости.
Кстати, есть еще вторая и третья космические скорости. Вторая космическая скорость — это скорость, которая нужна, чтобы корабль стал искусственным спутником Солнца, а третья — чтобы вылетел за пределы солнечной системы.
Подробнее о возможностях полетов и невесомости читайте в нашей статье про вес тела.
Научить летать по-настоящему физика, конечно, не может, но обмануть систему и найти лазейки — это всегда пожалуйста. Запишите ребенка на бесплатный вводный урок в современную школу Skysmart: покажем, как у нас все устроено, определим план развития и влюбим в науку!
В чем измеряют вес
В современной науке вес и масса — разные понятия. Вес — сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес. Масса же — мера инертности тела.
Масса измеряется в килограммах, а вес в ньютонах. Вес — это произведение массы на ускорение свободного падения (P = mg).
Значение веса (при неизменной массе тела) пропорционально ускорению свободного падения, которое зависит от высоты над земной (или другой планеты) поверхностью. А если, еще точнее, то вес — это частное определение 2-го закона Ньютона — сила равна произведению массы на ускорение (F=ma). Поэтому его и вычисляют в Ньютонах, как все силы.
Например, в условиях невесомости у всех тел вес равен нулю, а масса у каждого тела своя. И если в состоянии покоя тела показания весов будут нулевыми, то при ударе по весам тел с одинаковыми скоростями воздействие будет разным.
Интересно, что в результате суточного вращения Земли существует широтное уменьшение веса: на экваторе примерно на 0,3 % меньше, чем на полюсах.
И все же строгое различение понятий веса и массы принято в основном в физике, а во многих повседневных ситуациях слово «вес» продолжает использоваться, когда фактически речь идет о «массе». Кстати видя на товаре надписи: «масса нетто» и «масса брутто» не пугайтесь, НЕТТО — чистая масса продукта, а БРУТТО — масса с упаковкой.
Строго говоря, при походе на рынок, обращаясь к продавцу, следовало бы говорить: «Взвесьте, пожалуйста, килограммчик»…» или «Дайте ка 2 ньютона докторской колбасы». Конечно, термин «вес» уже прижился, как синоним термина «масса», но это не избавляет от необходимости понимать, что это вовсе не одно и то же.
Мы часто употребляем фразы наподобие: «Пачка конфет весит 250 грамм» или «я вешу 52 килограмма». Использование таких предложений происходит автоматический. Но что такое вес? Из чего он складывается и как его посчитать?
Для начала нужно понять, что неправильно говорить: «Этот предмет весит Х килограмм».
В физике существует два разных понятия – масса и вес. Масса измеряется в килограммах, граммах, тонах и так далее, а вес тела рассчитывается в ньютонах. Поэтому, когда мы говорим, например, что мы весим 52 килограмма, мы на самом деле имеем в виду массу, а не вес.
Вес в физике
Масса – это мера инертности тела. Чем тело обладает большей инертностью, тем больше времени понадобится, чтобы придать ему скорость. Грубо говоря, чем выше значение массы, тем тяжелее сдвинуть предмет. В международной системе единиц массу измеряют в килограммах. Но её также измеряют и в других единицах, например;
- унция;
- фунт;
- стоун;
- американская тонна;
- английская тонна;
- грамм;
- миллиграмм и так далее.
Когда мы говорим один, два, три килограмма, мы сравниваем массу с эталонной массой (прообраз которой находится во Франции в МБМВ). Масса обозначается m.
Вес – это сила, которая действует на подвес или опору за счёт предмета, притягиваемого силой тяжести.
Это векторная величина, а значит у него есть направление (как и у всех сил), в отличие от массы (скалярная величина). Направление всегда идёт в центр Земли (из-за силы тяжести). Например, если мы сидим на стуле, сиденье которого располагается параллельно Земле, то вектор силы направлен строго вниз. Вес обозначается P и рассчитывается в ньютонах [Н].
Если тело находится в движении или покое, то сила тяжести (Fтяж), действующая на тело, равна весу. Это справедливо, если движение происходит вдоль прямой линии относительно Земли, и оно имеет постоянную скорость. Вес действует на опору, а сила тяжести на само тело (которое располагается на опоре). Это разные величины, и независимо от того, что они равны в большинстве случаев, не стоит их путать.
Сила тяжести – это результат притяжения тела к земле, вес – воздействие тела на опору. Так как тело изгибает (деформирует) опору своим весом, возникает ещё одна сила, она называется сила упругости (Fупр). Третий закон Ньютона гласит, что тела взаимодействуют друг с другом с одинаковыми по модулю силами, но разными по вектору.
Из этого следует, что для силы упругости должна быть противоположная сила, и эта она называется – сила реакции опоры и обозначается N.
По модулю |N|=|P|. Но так как эти силы разнонаправленные, то, раскрывая модуль, мы получим N= – P. Именно поэтому вес можно измерить динамометром, который состоит из пружинки и шкалы. Если подвесить груз на это устройство, пружинка растянется до определённой отметки на шкале.
Как измерить вес тела
Второй закон Ньютона гласит, что ускорение равно силе, делённой на массу. Таким образом, F=m*a. Так как Fтяж равна P (если тело находится в покое или движется по прямой (относительно Земли) с одинаковой скоростью), то и Р тела будет равняться произведению массы и ускорения (P=m*a).
Мы знаем, как найти массу, и знаем, что такое вес тела, осталось разобраться с ускорением. Ускорение – это физическая векторная величина, которая обозначает изменение скорости тела за единицу времени. Например, объект движется первую секунду со скоростью 4 м/с, а на второй секунде его скорость увеличивается до 8 м/с, значит, его ускорение равняется 2.
По международной системе единиц ускорение рассчитывается в метрах на секунду в квадрате [м/с 2 ].
Если поместить тело в специальную среду, где будет отсутствовать сила сопротивления воздуха – вакуум, и убрать опору, то объект начнёт лететь равноускоренно. Название этого явления — ускорение свободного падения, которое обозначается g и рассчитывается в метрах на секунду в квадрате [м/с 2 ].
Интересно, что ускорение не зависит от массы тела, а значит если мы кинем листок бумажки и гирю на Земле в специальных условиях, при которых отсутствует воздух (вакуум), то эти предметы приземлятся в одно и то же время. Так как листок имеет большую площадь поверхности и относительно маленькую массу, то для того чтобы упасть, ему приходятся сталкиваться с большим сопротивлением воздуха. В вакууме такого не происходит, и поэтому перо, листок бумаги, гиря, пушечное ядро и другие предметы будут лететь с одной и той же скоростью и упадут в одно время (при условии, что они начнут лететь в одно и то же время, и их первоначальная скорость будет равняться нулю).
Так как Земля имеет форму геоида (или по-другому эллипсоида), а не идеального шара, то и ускорение свободного падения в разных участках Земли разное. Например, на экваторе оно равно 9,832 м/с 2 , а на полюсах 9,780 м/с 2 . Это происходит потому, что на некоторых участках Земли расстояние до ядра больше, а на некоторых меньше. Чем ближе объект находится к центру, тем сильнее он притягивается. Чем объект дальше, тем сила тяжести меньше. Обычно, в школе округляют это значение до 10, это делается для удобства расчётов. Если же необходимо измерить более точно (в инженерном или военном деле и так далее), то берут конкретные значения.
Таким образом, формула для расчёта веса телу будет выглядеть следующим образом P=m*g.
Примеры задач для расчёта веса тела
Первая задача. На стол положили груз массой 2 килограмма. Каков вес груза?
Для решения этой задачи нам понадобится формула по расчёту веса P=m*g. Мы знаем массу тела, а ускорение свободного падения примерно составляет 9,8 м/с 2 .
Подставляем эти данные в формулу и получим P=2*9,8=19,6 Н. Ответ: 19,6 Н.
Вторая задача. На стол положили парафиновый шарик, объёмом 0,1 м 3 . Каков вес шарика?
Эту задачу необходимо решать в следующей последовательности;
- Для начала нам надо вспомнить формулу веса P=m*g. Ускорение нам известно – 9,8 м/с 2 . Осталось найти массу.
- Масса рассчитывается по формуле m=p*V, где p – это плотность, а V – объём. Плотность парафина можно посмотреть в таблице, объём нам известен.
- Необходимо подставить значения в формулу, для нахождения массы. m=900*0,1=90 кг.
- Теперь подставляем значения в первую формулу, для нахождения веса. P=90*9,9=882 Н.
Видео
В этом видео уроке разбирается тема – сила тяжести и вес тела.
Вес тела ($overline
$) – это сила, с которой тело действует на опору или подвес в результате притяжения тела к Земле.
Следовательно, как и для всякой силы, ньютон – единица измерения веса.
Основным законом классической динамики можно считать второй закон Ньютона. В состав его математического выражения входят две величины, которые невозможно выразить только при помощи кинематических параметров. Этими величинами являются сила ($overline$) и масса ($m$). Данные величины равно значимы. Любую из них можно считать основной. Выбрав для единицы одной из них эталон, получают единицу для другой, используя основной закон динамики поступательного движения. Так можно получить две разные системы единиц, в одной из них (метрической) основными единицами служат единицы массы, а единицы силы считаются производными. Причиной выбора единиц массы как основным в первую очередь служит то, что для массы проще создать эталон.
Ньютон – единица измерения веса в Международной системе единиц
В настоящее время в физике в большем масштабе, чем остальные, используют Международную систему единиц (СИ) в которой ньютон – единица измерения веса, как разновидности силы.
2>$. Дина в сравнении с ньютоном очень маленькая единица силы. Ньютон и дина соотносятся как:
При технических расчетах можно встретить еще одну единицу измерения веса, которую называют килограмм – сила (кгс). 1 кгс – это сила, с которой Земля действует на эталонную массу в один килограмм, притягивая ее.
[1Нapprox 0,10197162 кгс.]
В России килограмм-силу используют как внесистемную единицу измерения силы.
Получаем, дин, кгс – единицы измерения веса.
Примеры задач с решением
Задание. Каков вес тела массой $m=4$ кг (рис.1), если тело равномерно движется по дуге окружности $R=10 м;; v=2 frac<м><с>$? Используя полученные формулы расчета веса тела, определите в каких единицах, измеряется вес тела.
Решение. Рассмотрим положение тела (рис.1), изобразим силы, действующие на тело, ускорение, с которым тело движется.
Вес тела равен по величине силе реакции опоры ($overline$), но надо помнить, что вес тела приложен к опоре, сила $overline$ к движущемуся телу.
В соответствии с третьим законом Ньютона:
Запишем второй закон Ньютона для сил, действующих на движущееся тело:
В проекции на ось Y уравнение (1.2) примет вид:
Так как по условию тело движется равномерно по дуге окружности, то ускорение тела равно:
Выразим из (1.3) силу реакции опоры:
Выясним, какую размерность дает правая часть полученного выражения для веса тела:
Проведем вычисления веса тела:
Ответ. >$P=239,2 $ Н
Задание. Каков вес тела массой $m=4$ кг (рис.3), если тело равномерно движется по дуге окружности $R=10 м;; v=5 frac<м><с>$?
Решение. Рассмотрим положение тела (рис.3), изобразим силы, действующие на тело, ускорение, с которым тело движется (рис.4).
В соответствии с третьим законом Ньютона:
По второму закону Ньютона для сил, действующих на движущееся тело:
В проекции на ось Y уравнение (2.2) примет вид:
При равномерном движении тела по окружности его ускорение равно:
Сила тяжести, трения, реакции опоры, упругости, Архимеда, сопротивления, вес.
Направление, точка приложения, природа возникновенияТестирование онлайн
Что надо знать о силе
Сила — векторная величина. Необходимо знать точку приложения и направление каждой силы. Важно уметь определить какие именно силы действуют на тело и в каком направлении. Сила обозначается как , измеряется в Ньютонах. Для того, чтобы различать силы, их обозначают следующим образом
Ниже представлены основные силы, действующие в природе. Придумывать не существующие силы при решении задач нельзя!
Сил в природе много. Здесь рассмотрены силы, которые рассматриваются в школьном курсе физики при изучении динамики. А также упомянуты другие силы, которые будут рассмотрены в других разделах.
Сила тяжести
На каждое тело, находящееся на планете, действует гравитация Земли. Сила, с которой Земля притягивает каждое тело, определяется по формуле
Точка приложения находится в центре тяжести тела. Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз.
Сила трения
Познакомимся с силой трения. Эта сила возникает при движении тел и соприкосновении двух поверхностей. Возникает сила в результате того, что поверхности, если рассмотреть под микроскопом, не являются гладкими, как кажутся. Определяется сила трения по формуле:
Сила приложена в точке соприкосновения двух поверхностей. Направлена в сторону противоположную движению.
Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра
Сила реакции опоры
Представим очень тяжелый предмет, лежащий на столе. Стол прогибается под тяжестью предмета. Но согласно третьему закону Ньютона стол воздействует на предмет с точно такой же силой, что и предмет на стол. Сила направлена противоположно силе, с которой предмет давит на стол. То есть вверх. Эта сила называется реакцией опоры. Название силы «говорит» реагирует опора. Эта сила возникает всегда, когда есть воздействие на опору. Природа ее возникновения на молекулярном уровне.
Предмет как бы деформировал привычное положение и связи молекул (внутри стола), они, в свою очередь, стремятся вернуться в свое первоначальное состояние, «сопротивляются».
Абсолютно любое тело, даже очень легкое (например,карандаш, лежащий на столе), на микроуровне деформирует опору. Поэтому возникает реакция опоры.
Специальной формулы для нахождения этой силы нет. Обозначают ее буквой , но эта сила просто отдельный вид силы упругости, поэтому она может быть обозначена и как
Сила приложена в точке соприкосновения предмета с опорой. Направлена перпендикулярно опоре.
Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра
Сила упругости
Это сила возникает в результате деформации (изменения первоначального состояния вещества). Например, когда растягиваем пружину, мы увеличиваем расстояние между молекулами материала пружины. Когда сжимаем пружину — уменьшаем. Когда перекручиваем или сдвигаем. Во всех этих примерах возникает сила, которая препятствует деформации — сила упругости.
Закон Гука
Сила упругости направлена противоположно деформации.
Так как тело представляем в виде материальной точки, силу можно изображать с центра
При последовательном соединении, например, пружин жесткость рассчитывается по формуле
При параллельном соединении жесткость
Жесткость образца. Модуль Юнга.
Модуль Юнга характеризует упругие свойства вещества. Это постоянная величина, зависящая только от материала, его физического состояния. Характеризует способность материала сопротивляться деформации растяжения или сжатия. Значение модуля Юнга табличное.
Подробнее о свойствах твердых тел здесь.
Вес тела
Вес тела — это сила, с которой предмет воздействует на опору. Вы скажете, так это же сила тяжести! Путаница происходит в следующем: действительно часто вес тела равен силе тяжести, но это силы совершенно разные. Сила тяжести — сила, которая возникает в результате взаимодействия с Землей. Вес — результат взаимодействия с опорой.
Сила тяжести приложена в центре тяжести предмета, вес же — сила, которая приложена на опору (не на предмет)!
Формулы определения веса нет. Обозначается эта силы буквой .
Сила реакции опоры или сила упругости возникает в ответ на воздействие предмета на подвес или опору, поэтому вес тела всегда численно одинаков силе упругости, но имеет противоположное направление.
Сила реакции опоры и вес — силы одной природы, согласно 3 закону Ньютона они равны и противоположно направлены. Вес — это сила, которая действует на опору, а не на тело. Сила тяжести действует на тело.
Вес тела может быть не равен силе тяжести. Может быть как больше, так и меньше, а может быть и такое, что вес равен нулю. Это состояние называется невесомостью. Невесомость — состояние, когда предмет не взаимодействует с опорой, например, состояние полета: сила тяжести есть, а вес равен нулю!
Определить направление ускорения возможно, если определить, куда направлена равнодействующая сила
Обратите внимание, вес — сила, измеряется в Ньютонах.
Как верно ответить на вопрос: «Сколько ты весишь»? Мы отвечаем 50 кг, называя не вес, а свою массу! В этом примере, наш вес равен силе тяжести, то есть примерно 500Н!
Перегрузка — отношение веса к силе тяжести
Сила Архимеда
Сила возникает в результате взаимодействия тела с жидкость (газом), при его погружении в жидкость (или газ). Эта сила выталкивает тело из воды (газа). Поэтому направлена вертикально вверх (выталкивает). Определяется по формуле:
В воздухе силой Архимеда пренебрегаем.
Если сила Архимеда равна силе тяжести, тело плавает. Если сила Архимеда больше, то оно поднимается на поверхность жидкости, если меньше — тонет.
Электрические силы
Существуют силы электрического происхождения. Возникают при наличии электрического заряда. Эти силы, такие как сила Кулона, сила Ампера, сила Лоренца, подробно рассмотрены в разделе Электричество.
Схематичное обозначение действующих на тело сил
Часто тело моделируют материальной точкой.
Поэтому на схемах различные точки приложения переносят в одну точку — в центр, а тело изображают схематично кругом или прямоугольником.
Для того, чтобы верно обозначить силы, необходимо перечислить все тела, с которыми исследуемое тело взаимодействует. Определить, что происходит в результате взаимодействия с каждым: трение, деформация, притяжение или может быть отталкивание. Определить вид силы, верно обозначить направление. Внимание! Количество сил будет совпадать с числом тел, с которыми происходит взаимодействие.
Главное запомнить
1) Силы и их природа;
2) Направление сил;
3) Уметь обозначить действующие силы
Рассмотрим взаимное притяжение предмета и Земли. Между ними, согласно закону гравитации возникает сила
А сейчас сравним закон гравитации и силу тяжести
Величина ускорения свободного падения зависит от массы Земли и ее радиуса! Таким образом, можно высчитать, с каким ускорением будут падать предметы на Луне или на любой другой планете, используя массу и радиус той планеты.
Расстояние от центра Земли до полюсов меньше, чем до экватора. Поэтому и ускорение свободного падения на экваторе немного меньше, чем на полюсах. Вместе с тем, следует отметить, что основной причиной зависимости ускорения свободного падения от широты местности, является факт вращения Земли вокруг своей оси.
При удалении от поверхности Земли сила земного тяготения и ускорения свободного падения изменяются обратно пропорционально квадрату расстояния до центра Земли.
Конспекты по физике на тему «Вес тела»
Теоретический помощник по теме: «Вес тела».
В физике весом тела называют силу, с которой тело давит на свою опору или растягивает подвес. Как и любая другая сила, вес измеряется в ньютонах. Например, на рисунке показано, что медведь действует на опору – прогнувшуюся доску. Согласно определению, эта сила называется весом медведя.
Р=Fтяж
Довольно часто вес тел равен действующей на них силе тяжести:
Однако эта формула верна не всегда.
Пример. Возьмите динамометр и гирьку массой 102 г. В состоянии покоя ее вес равен 1 Н. И действительно, если гирька будет неподвижно висеть на крючке динамометра, то он покажет именно 1 Н. Но если же динамометр качать вверх-вниз или влево-вправо, то он покажет, что вес гири стал другим. На рисунке, например, динамометр показывает, что вес гири равен 4 Н.
Итак, вес тела равен действующей на него силе тяжести, когда тело и его опора покоятся (или движутся вместе равномерно и прямолинейно).
Заметим, что в рассмотренном примере изменение веса тел не влияло на силу тяжести. Она оставалась постоянной, так как при качаниях гирьки величины m и g не изменялись (формула Fтяж = mg).
Теоретический помощник по теме «Масса. Плотность вещества».
1. Все тела в мире притягиваются друг к другу. Это явление называют явлением всемирного тяготения 2. Масса – физическая величина, выражающая два свойства тела. Первое – притягиваться к другим телам.
Чем больше масса тела, тем заметнее это притяжение. Второе – свойство тела требовать некоторого времени для изменения своей скорости. Это время тем больше, чем больше масса тела.
3. Масса тела не зависит от его температуры, скорости движения и места проведения измерений.
4. Весы – прибор для измерения массы тел. Действие рычажных весов основано на сравнении притяжения тел и гирь к Земле. Единица измерения – 1 кг.
5. Средняя плотность – физическая величина, равная отношению массы тела к занимаемому им объему. Плотность выражает свойство различных тел равного объема иметь различную массу. Единица измерения – 1 кг/м3.
6. Плотность веществ зависит от их агрегатного состояния. При переходе в газообразное состояние плотность всех веществ уменьшается. При переходе из твердого состояния в жидкое, плотность большинства веществ также уменьшается.
7. Плотность веществ зависит от температуры: при нагревании плотность обычно уменьшается.
Теоретический помощник по теме: «Силы. Виды сил»
1. Сила – термин, являющийся: а) кратким обозначением действия одного тела на другое; б) названием физической величины, характеризующей это действие.
2. О том, что на тело подействовала сила, можно судить по наличию одного или нескольких признаков: меняется скорость, или направление движения тела, меняются размеры или форма тела.
3. На чертежах силу изображают в виде прямой стрелки, называемой вектором этой силы. Длина вектора символизирует числовое значение силы, а направление вектора указывает направление действия силы.
4.Динамометр – прибор для измерения сил. Единица силы – 1 ньютон. Сила в 1 Н, будучи приложенной к покоящемуся телу массой 1 кг, будет ежесекундно увеличивать его скорость на 1 м/с.
5. Если две силы, приложенные к одному и тому же телу, направлены противоположно и имеют одинаковую величину, то их называют уравновешенными силами.
6. Направление или скорость движения тела меняются только тогда, когда на него действуют неуравновешенные силы. Если же на тело действуют только уравновешенные силы, то оно либо покоится, либо движется прямолинейно и равномерно.
7. Силой тяжести называют силу, с которой тело притягивается к какой-либо планете. Сила тяжести всегда направлена к центру этой планеты.
8. Сила тяжести, действующая на тело, прямо пропорциональна его массе и зависит от места наблюдения. По мере удаления в космос сила тяжести уменьшается.
9. Весом тела называют силу, с которой это тело действует на свою опору или подвес.
10. Условие равенства веса силе тяжести: тело и его опора (или подвес) должны покоиться или двигаться вместе прямолинейно и равномерно.
11. Силой трения называют силу, которая возникает при движении (или попытке вызвать движение) одного тела по поверхности другого. Она всегда направлена противоположно направлению скольжения (или направлению возможного скольжения) рассматриваемого тела по поверхности другого тела.
12. Сила трения прямо пропорциональна силе нормального (перпендикулярного) давления на трущиеся поверхности и зависит от свойств этих поверхностей.
13. Силой упругости называют силу, которая возникает при деформации – изменении формы и/или размеров тела. Сила упругости всегда противонаправлена той силе, которая вызвала деформацию тела.
14. Сила упругости прямо пропорциональна модулю изменения длины упруго деформированного тела и зависит от свойств этого тела.
Чем отличается вес от массы
В современной науке вес и масса — разные понятия. Вес — сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес. Масса же — мера инертности тела.
Масса измеряется в килограммах, а вес в ньютонах. Вес — это произведение массы на ускорение свободного падения (P = mg). Значение веса (при неизменной массе тела) пропорционально ускорению свободного падения, которое зависит от высоты над земной (или другой планеты) поверхностью.
А если,еще точнее, то вес — это частное определение 2-го закона Ньютона — сила равна произведению массы на ускорение (F=ma). Поэтому его и вычисляют в Ньютонах, как все силы.
Масса — вещь постоянная, а вес, строго говоря, зависит, например, от высоты, на которой тело находится. Известно, что с увеличением высоты ускорение свободного падения падает, соответственно уменьшается и вес тела, при одних и тех же условиях измерения. Масса его остается постоянной.
Например, в условиях невесомости у всех тел вес равен нулю, а масса у каждого тела своя. И если в состоянии покоя тела показания весов будут нулевыми, то при ударе по весам тел с одинаковыми скоростями воздействие будет разным.
Интересно, что в результате суточного вращения Земли существует широтное уменьшение веса: на экваторе примерно на 0,3 % меньше, чем на полюсах.
И все же строгое различение понятий веса и массы принято в основном в физике, а во многих повседневных ситуациях слово «вес» продолжает использоваться, когда фактически речь идет о «массе».
Кстати видя на товаре надписи: «масса нетто» и «масса брутто» не пугайтесь, НЕТТО — чистая масса продукта, а БРУТТО — масса с упаковкой.
Строго говоря, при походе на рынок, обращаясь к продавцу, следовало бы говорить: «Взмассте, пожалуйста, килограммчик»…» или «Дайте ка 2 ньютона докторской колбасы» :))) Конечно, термин «вес» уже прижился, как синоним термина «масса», но это не избавляет от необходимости понимать, что это вовсе не одно и то же.
Вес — Физическая энциклопедия
ВЕС — сила, с к-рой
любое тело, находящееся в поле сил тяжести (как правило, создаваемое к—л. небесным
телом, напр., Землёй, Солнцем и т. д.), действует на опору или подвес, препятствующие
свободному падению тела. В частном случае, когда опора (подвес) покоится или
равномерно и прямолинейно движется относительно к—л. инерциальной системы отсчёта,
В. тела P по величине и направлению совпадает с силой тяжести mg, P=тg, где т — масса тела, g — ускорение свободного падения.
В. и сила тяжести приложены к разным объектам
(В.- к опоре или подвесу, сила тяжести — к телу) и имеют различную физич. природу
(соответственно, В.- упругую, т. е. по существу электромагнитную, а сила тяжести
— гравитационную). Численное значение В. (при неизменной массе) зависит от значения g, определяемого на поверхности Земли её массой и радиусом;
ввиду отклонения формы Земли от сферической, g зависит от гео-графич.
широты, а также от высоты над земной поверхностью. В общем случае движения опоры
(подвеса) или самого тела с ускорением
относительно инерциальной системы отсчёта, В. перестаёт совпадать с силой тяжести,
. Если
совпадает по направлению с g, численное значение В. становится
меньше величины силы тяжести mg; этим объясняется, в частности,
широтное уменьшение В. за счёт суточного вращения Земли (вес тела на экваторе
примерно на 0,3% меньше, чем на полюсе).
В частности, P=0 при
, т. е. при свободном
падении тела вместе с опорой (подвесом) наступает состояние невесомости. Если имеет
направление, противоположное g, то численное значение В.
превосходит величину силы тяжести, и возникает т. н. явление перегрузки. В.
можно непосредственно измерять с помощью пружинных весов и косвенно на рычажных
весах, где используется пропорциональность В. и массы. Даже при покоящихся пружинных
весах измеренный В. тела может более или менее отличаться от «истинного»
(измеренного при тех же условиях в вакууме) за счёт уменьшения В. в газообразной
или жидкой среде (см. Архимеда закон). Ю. Г. Рудой.
Предметный указатель >>
О массе, силе, весе, рычаге и не только – внеурочная. Вес определить, зная ее. Массу, как известно, можно вычислить по формуле: m ρ V. Объем жидкости, налитой в выбранный. .. Все формулы по физике за 7 9 класс. Физика 7 класс. Еще одна формула для определения Архимедовой силы: Вес тела, погруженного в жидкость или газ, уменьшается на величину. .. Физика 7 класс Работа и мощность. Энергия Викиверситет. Перышкин физика 7 – читайте на Рамблер класс. Формула, по которой определяется вес тела, записывается следующим образом: P mg, где Р. .. Помоггите ответить на вопросы к §28. Перышкин физика 7 класс. определения веса неподвижного тела точно такая же, как и формула силы см. предыдущую тему. Сила тяжести. Однако вес. .. Физика 7 класс. Законы, правила, формулы Задачи по физике. 18 апр 2018 и определения за весь курс Физики 7 класса: Вес Р сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный. .. Физика 7 класс Взаимодействие тел Викиверситет. Физика 7 класс Формула А Fs применима в том случае, когда сила постоянна и совпадает с Вес камня asd gm, F 9. 8 240 кг ≈ 2400 Н.. .. тяжести, вес тела, сила упругости. Примеры решения. 22 окт 2013 Урок физики в классе теме Вес тела разработан по 7. Составьте формулы, используя буквенные обозначения: Fупр, k, ∆l.. .. Невесомость и перегрузки Виртуальная лаборатория ВиртуЛаб. 12 фев 2010 курса физики 7 класса вы также знаете, если тело, Из полученной формулы видно, что вес тела меньше силы тяжести.. .. Воздухоплавание. Видеоурок. Физика 7 Класс. Формулы по физике 7 класс. Вес P сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес, равная произведению. .. Физика 7: все формулы определения. Скачать в PDF и JPEG. Данная формула силы служит выражением закона Гука. Определение К силам упругости относятся сила реакции опоры и веса тела..
|
Сила упругости – формула, определение, таблица по теме. Формула расчета, действующей тело: Элементарные задачи для 7 класса из курса школьной физики на расчет силы тяжести,. .. Физика 7 класс Яндекс.Знатоки. g ⋅ m. P вес тела. .. Вес тела урок. Физика, 7 класс.. Видеоурок: Воздухоплавание предмету Физика за 7 класс. Итак, вес мы можем рассчитать по формуле: Pг mг ∙ g, масса газа, умноженная на. .. Образец проверочной работы по физике. 7 класс. 2019 г.. Вопросы к экзамену по физике 7 класс. 1. Что такое Методы изучения физики. Формула. Равны ли между собой сила тяжести и вес тела?. .. СИЛА ТЯЖЕСТИ масса ВЕС ТЕЛА 7 класс физика Перышкин. Физика 7 класс Формула для нахождения скорости будет иметь такой вид Вес тела это сила, с которой тело вследствие притяжения к Земле. .. Презентация к уроку физике 7 класс по теме: Разработка. 7 классе мы начали изучать физику УМК Перышкина А.В. прямолинейно, то вес тела равен силе тяжести и определяется по той же формуле.. .. Физика 7 класс Давление Викиверситет. . 7 класс. Образец. Инструкция выполнению. На выполнение работы по физике даётся 45 минут. Работа содержит 11 заданий.. .. Вес тела в физике: формула, масса, сила тяжести. Изучаем вес в физике. Формула для подсчета. массы тела. Разница силы тяжести и веса. Физика 7 класс.. .. Физика 7. Сила. Закон Архимеда Класс!ная. Как взаимодействуют между собой молекулы физика класс ответы? количество теплоты, величина которого определяется формулой: Q λ × m, 1.6 и 0.7 Н. Каким должен быть вес груза, которым можно заменить эти. .. Вопросы к экзамену по физике 7 класс 1. Что такое физика. 9 фев 2016 В этом видеоуроке физике для 7 класса объясняется что такое сила тяжести и как ее найти по формуле, решаются задачи из.
|
Определение веса в науке
Повседневное определение веса — это мера того, насколько тяжел человек или предмет. Однако в науке определение немного иное. Вес — это название силы, действующей на объект из-за ускорения свободного падения.
На Земле вес равен массе, умноженной на ускорение свободного падения (9,8 м / сек 2 на Земле).
Ключевые выводы: определение веса в науке
- Вес — это произведение массы на ускорение, действующее на эту массу.Обычно это масса объекта, умноженная на ускорение свободного падения.
- На Земле масса и вес имеют одинаковые значения и единицы измерения. Однако у веса есть величина, как и у массы, плюс направление. Другими словами, масса — это скалярная величина, а вес — это векторная величина.
- В США фунт — это единица массы или веса. Единица веса в системе СИ — ньютон. Единицей веса cgs является дина.
Единицы веса
В США единицы массы и веса совпадают.Самая распространенная единица веса — фунт. Тем не менее, иногда используются фунталь и слизняк. Фунтал — это сила, необходимая для ускорения массы весом 1 фунт со скоростью 1 фут / с 2 . Снаряд — это масса, которая ускоряется со скоростью 1 фут / с 2 , когда на нее действует сила в 1 фунт.
Одна пуля эквивалентна 32,2 фунту.
В метрической системе единицы массы и веса разделены. Единица измерения веса в системе СИ — ньютон (Н), что составляет 1 килограмм-метр на секунду в квадрате. Это сила, необходимая для ускорения 1 кг массы 1 м / с 2 .Единицей веса cgs является дина. Дина — это сила, необходимая для ускорения массы в один грамм со скоростью один сантиметр в секунду в квадрате. Одна дина равна ровно 10 -5 ньютона.
Масса и масса
Масса и вес легко спутать, особенно когда используются фунты! Масса — это мера количества вещества, содержащегося в объекте. Это свойство материи и не меняется. Вес — это мера воздействия силы тяжести (или другого ускорения) на объект.Одна и та же масса может иметь разный вес в зависимости от ускорения. Например, человек имеет одинаковую массу на Земле и на Марсе, но весит лишь около одной трети от массы Марса.
Измерение массы и веса
Масса измеряется на весах путем сравнения известного количества вещества (эталона) с неизвестным количеством вещества.
Для измерения веса можно использовать два метода. Весы можно использовать для измерения веса (в единицах массы), однако весы не будут работать при отсутствии силы тяжести.Обратите внимание, что калиброванные весы на Луне будут давать такие же показания, как и на Земле. Другой метод измерения веса — это пружинные или пневматические весы. Это устройство учитывает местную силу тяжести на объекте, поэтому пружинные весы могут давать немного разный вес для объекта в двух местах. По этой причине весы откалиброваны для определения веса объекта при номинальной стандартной гравитации. Коммерческие пружинные весы необходимо повторно калибровать при перемещении из одного места в другое.
Разница в весе по всей Земле
Два фактора изменяют вес в разных местах на Земле. Увеличение высоты снижает вес, поскольку увеличивает расстояние между телом и массой Земли. Например, человек, который весит 150 фунтов на уровне моря, будет весить около 149,92 фунтов на высоте 10 000 футов над уровнем моря.
Вес также зависит от широты. На полюсах тело весит немного больше, чем на экваторе. Частично это происходит из-за выпуклости Земли около экватора, которая помещает объекты на поверхность немного дальше от центра масс.Разница в центробежной силе на полюсах по сравнению с экватором также играет роль, где центробежная сила действует перпендикулярно оси вращения Земли.
Источники
- Бауэр, Вольфганг и Вестфолл, Гэри Д. (2011). Университетская физика с современной физикой . Нью-Йорк: Макгроу Хилл. п. 103. ISBN 978-0-07-336794-1.
- Галили, Игал (2001). «Вес против силы тяжести: исторические и образовательные перспективы». Международный журнал естественнонаучного образования . 23: 1073. DOI: 10.1080 / 095006 038585
- Гат, Ури (1988). «Вес массы и беспорядок веса». В Ричарде Алане Стрелоу (ред.). Стандартизация технической терминологии: принципы и практика — второй том.
ASTM International. С. 45–48. ISBN 978-0-8031-1183-7. - Найт, Рэндалл Д. (2004). Физика для ученых и инженеров: стратегический подход h.Сан-Франциско, США: Аддисон – Уэсли. С. 100–101. ISBN 0-8053-8960-1.
- Моррисон, Ричард К. (1999). «Вес и тяжесть — необходимость последовательных определений». Учитель физики . 37: 51. DOI: 10.1119 / 1.880152
ASTM International. С. 45–48. ISBN 978-0-8031-1183-7. Определение веса на Dictionary.com
количество или количество тяжести или массы; количество весит вещь.
Физика. сила, которую гравитация оказывает на тело, равная массе тела, умноженной на местное ускорение свободного падения: обычно принимается в области постоянного гравитационного ускорения как мера массы.
система единиц для выражения тяжести или массы: вес энирдупуа.
единица веса или веса: фунт является обычным весом в англоязычных странах.
тело определенной массы, как из металла, для использования на весах или весах при взвешивании предметов, веществ и т.
Д.
конкретное количество вещества, которое определяется путем взвешивания или которое взвешивает фиксированное количество: унция веса золотой пыли.
любой тяжелый груз, масса или предмет: опустите этот груз и положите руки на место.
предмет, используемый или полезный исключительно из-за его веса: вес часов.
умственное или моральное бремя заботы, печали или ответственности: осознание того, что вы в безопасности, снимает с меня тяжесть.
важность, момент, последствия или эффективное влияние: мнение большого веса.
Статистика. мера относительной важности элемента в статистической совокупности.
(одежды, текстиля и т. Д.)- Относительная плотность или толщина, связанная с теплом или сезонным использованием (часто используется в сочетании): зимняя куртка.
- Относительная плотность или толщина в зависимости от использования: полоска шерстяной ткани на вес пальто.
Печать. (шрифта) степень черноты или жирности.
(особенно в боксе) дивизия или класс, к которому участник принадлежит в зависимости от его веса: два брата, которые профессионально сражаются в одном и том же весе.
— общая сумма, которую жокей, седло и поводки должны взвесить на скаковой лошади во время скачек, в соответствии с условиями скачек: Хасинто весит 122 фунта в седьмой гонке.
значение ударения или ударения в звуке, слоге или слове.
Масса
МассаВсе физики согласны с тем, что:
Масса и масса не синоним.
Вес — это сила.
Вес объекта зависит от его местоположения — вещи могут весить по разному в разных местах.
Вес НЕ МАССА
Первое, что нужно понять о весе, — это то, что вес не такой же, как масса, хотя
термины используются в повседневной жизни как синонимы.Меры по инерции —
это свойство объекта. Вес — это сила — что-то
что происходит с объектом.
Вес — это сила, но КАКАЯ сила?
Физики и инженеры сходятся во мнении, что вес — это сила, но существуют значительные разногласия и путаница в отношении того, какая сила вес — в разных учебниках написано разное, а в некоторых учебники говорят о разном в разных местах.В основном мнение делится на два лагеря. Для некоторых людей «вес — это сила гравитация «, а для других» вес — это то, что показывают весы «. Вы можете думаю, что эти два утверждения эквивалентны, но это не так. Там преимущества и (к сожалению) недостатки с любой точки Посмотреть.
Вес как сила тяжести
Наш текст, среди прочего, говорит:
Вес: сила тяжести на тело. 1
Преимущества:
- Вес всегда легко рассчитать. Вес объекта w = mg , где m — масса объект, а g — ускорение свободного падения.
Недостатки:
Это не интуитивное, непрофессиональное определение веса.
Ты
не чувствую силы тяжести. Вы чувствуете, как пол толкает вверх
вы, а не нисходящее притяжение Земли.Тебя не тянет к
Земля, даже когда вы прыгаете в воздух.
Вес по шкале:
Существует стандартное определение веса, Международная организация по стандартизации (ISO), в которой говорится:
Вес тела в указанном эталоне. система — это сила, которая при приложении к телу дает это ускорение, равное локальному ускорению свободного падения в эта справочная система. — ISO 31-3 «Величины и единицы. Часть 3, Механика », 1992 2
Можно ли это упростить без потери точности? Да! Оказывается что это определение веса эквивалентно высказыванию:
Вес — это то, что показывают весы. 3
, что эквивалентно высказыванию:
Вес объекта равен силе, необходимой для поддержите это. 4
Преимущества:
Поначалу кажется, что это гораздо более естественный, практичный и
полезный способ взглянуть на вес, чем напрямую связывать вес с
сила тяжести.
(«Что читает шкала» и «сила
гравитация »не всегда эквивалентны — см.
Проблема с лифтом для подробностей …) Это определение — вес
что читается на шкале — тоже вполне естественно согласуется с идеей
«невесомость».
Недостатки:
Для эффективного использования этого определения в приложениях требует довольно сложного понимания законов Ньютона — в частности, Третий закон Ньютона — самый начинающий физик у студентов обычно нет.(Без обид …)
Что мы будем делать:
В этом курсе мы будем следовать примеру текста и говорить, что вес объекта равен его массе, умноженной на g.
Артикул:
1 Hewitt, Conceptual Physics , p32
2 Вес — официальное определение , Марио Иона, Учитель физики, Том 37, стр.238 (апрель 1999)
3 адаптировано из Вес — точное, актуальное, Определение непрофессионала , Рой Бишоп, Учитель физики, Vol. 37, стр. 238-239 (апрель 1999)
4 Там же.
Другие ссылки:
Вес и гравитация — необходимость в единообразных определениях , Ричард С. Моррисон, Учитель физики, Том 37, стр. 51-52 (январь 1999)
Вес — изображение , Анджей Соколовский, The Physics Учитель, Том 37, стр.340 (апрель 1999)
Вес — вообще не используйте слово , Рональд Браун, Учитель физики, т. 37, стр. 341 (апрель 1999)
последнее обновление 7 апреля 1999 г., автор J L Stanbrough
Вес объекта по физике
Вес объекта легко и часто путают с массой.Однако вес — это не то же самое, что масса.
Когда вы думаете о массе объекта, подумайте о том, сколько материалов у этого объекта.
Когда вы думаете о весе, думайте о силе гравитации или нисходящем притяжении объекта.
Причина различия между массой и весом заключается в том, что сила тяжести не везде одинакова.
Например, гравитация на этой Земле примерно в 6 раз больше силы тяжести на Луне.
Следовательно, вес объекта на Земле будет в 6 раз больше, чем вес объект на Луне, хотя объект имеет ту же массу.
Как показано на рисунке выше, если объект весит 150 фунтов на Земле, он будет весить около 24,9 фунтов на Луне.
Теперь ясно, что объект может иметь одинаковую массу, но разный вес. Если бы вы могли поместить объект где-нибудь в космосе, где нет гравитации, вес объекта будет 0.
Однако если вы попытаетесь встряхнуть тот же невесомый объект в космическом пространстве, где гравитация равна 0, трясти все равно будет так же трудно на этой земле, где гравитация не равна 0.
Хотя объект может весить меньше где-то еще во Вселенной, вы не можете избавиться от массы или способности объекта сопротивляться движению где-либо в этой Вселенной.
Вес объекта по отношению к массе
Хотя вес — это сила тяжести на объекте, мы не можем сформулировать определение веса без массы.
Чтобы прийти к формуле, нам нужны и гравитация, и масса.
Вот как действовать:
1 кг весит 9.8 ньютонов.
Вес 2 кг 19,6 Ньютона.
Имеет смысл использовать 9.8, потому что это ускорение объектов под действием силы тяжести.
1 кг весит 9,8 Ньютона = 9,8 × 12 кг весит 19,6 Ньютона = 9,8 × 2
3 кг весит 29,4 Ньютона = 9,8 × 3
4 кг весит 39,2 Ньютона = 9,8 × 4
1 кг, 2 кг, 3 кг, и 4 кг представляют массу, а 9,8 — ускорение.
Мы видим, что для получения веса, по крайней мере, для объектов на Земле, просто умножьте массу на ускорение.
Вес = масса × 9,8
Вес = масса × 9,8
В общем, вес = масса ×
a — ускорение свободного падения. Когда становится ясно, что мы говорим о гравитации Земли, a = g = 9,8Напомним, что g = 9,8 м / с 2
Не всегда необходимо включать единицу измерения м / с 2 в свои вычисления. вычисление, но знайте, что оно там есть.
Масса и вес — определение, значение и единицы измерения
Что такое масса?
Масса — фундаментальный атрибут любого физического тела.
Все объекты имеют внутри материю, и измерением материи является масса.
Предполагается, что общая масса системы постоянна. Это означает, что на массу не влияет сила гравитационного поля, независимо от того, где находится объект или человек.
Масса имеет величину, которая обычно измеряется в килограммах и граммах. Следовательно, это скалярная величина.
Мы находимся на Земле и измеряем земные предметы земным тяготением.
Если ваш вес 70 кг, это означает, что вы весите 70 кг, и весы покажут 70 кг или 154 фунта.
Определение массы
Масса определяется как мера вещества внутри тела.
В физике масса — это количественное измерение инерции.
Давайте разберемся с концепцией массы, поняв второй закон Ньютона.
Например, тело массы «m» движется с ускорением «a». Сила «F» приложена к телу по формуле
F = m.a
Здесь масса — это мера сопротивления ускорению при приложении силы к телу.
Следовательно, чем больше масса тела, тем меньше изменение, производимое приложенной силой.
Масса Значение
Масса — это количество вещества, содержащегося в теле.
Например, в человеческом теле есть кости, мышцы, ткани, эритроциты, лейкоциты. В совокупности они образуют массу тела.
Человек или объект могут быть невесомыми на Луне из-за отсутствия гравитации, в то время как он сохраняет одинаковую массу во всех местах, не учитывая его местоположение.
Определение веса
По сути, вес — это количество, которое что-то весит.
Определяется как сила, которая постоянно действует на объекты вблизи поверхности земли.
В области науки и техники вес объекта связан с силой, действующей на этот объект, либо из-за силы тяжести, либо из-за силы реакции, удерживающей его на месте.
Проще говоря, это сила, с которой тело притягивается к земле.
Таким образом, вес является мерой тяжести объекта.
Взаимосвязь между массой и весом
Вес определяется как сила тяжести, с которой тело притягивается к Земле или другому небесному телу, и равна произведению массы объекта и ускорения свободного падения, определяемого как
W = F = mg
[Изображение будет загружено в ближайшее время]
Вышеприведенное уравнение применимо всегда, даже если объект не ускоряется.Это означает, что объект находится в состоянии свободного падения и на него не действует никакая внешняя сила, кроме силы тяжести.
Здесь W — вес тела
F = внешняя сила
m = масса тела
g = ускорение свободного падения
Здесь g — мера интенсивности гравитационного поля в Н / кг в любом месте.
Например, если я вешу на Земле 24 кг, то моя масса на Луне будет 1/6 от веса на Земле, то есть 4 кг на Луне.
Масса Луны меньше массы Земли. Однако его сила тяжести меньше, чем у Земли.
[Изображение будет загружено в ближайшее время]
Единицы массы и веса
В физике каждый объект имеет единицу измерения, которая определяет стандартные размеры этого тела.
Следовательно, физическая величина, такая как масса, также имеет единицу измерения. В международных системах SI масса измеряется в килограммах и обозначается символом kg.
Здесь вес — это векторная величина, измеряемая в Ньютонах, обозначенная буквой N.
Масса к весу
Масса | Вес |
Масса — это атрибут, относящийся к количеству материала внутри тела. | Вес — это сила, действующая под действием силы тяжести на объект (сила вызывается силой тяжести, действующей на тело). |
Обозначается «m.» | Обозначается «мг» |
Скалярная величина (имеет только величину). | Векторная величина (имеет величину и направление), которая направлена к центру Земли. |
Постоянная независимо от напряженности гравитационного поля. | Зависит от напряженности гравитационного поля. |
Масса остается постоянной во всех местах. | Масса увеличивается или уменьшается с увеличением или уменьшением силы тяжести. |
Масса никогда не может быть нулевой. | Вес может быть равен нулю, если тело находится в месте без гравитации, например в космосе. |
Обычно измеряется с помощью аналитических весов, балансировочных весов или откалиброванных электронных весов. | Измеряется пружиной или балансиром сжатия. |
Измеряется в кг или г. | Часто измеряется в Ньютонах (так как она определяется как сила тяжести). |
Знаете ли вы?
Масса не остается постоянной.
Ядерная реакция: В этой реакции крошечное количество вещества преобразуется в большое количество энергии, что уменьшает массу вещества.
Различия между массой и весом для детей
Массу и вес легко спутать. Разница не только в том, что изводит студентов, выполняющих домашние задания, — она находится на переднем крае науки. Вы можете помочь детям понять это, перебирая единицы и обсуждая силу тяжести, откуда берется масса и как масса и вес действуют в различных ситуациях.
Масса против веса
Важное различие между массой и весом состоит в том, что вес — это сила, а масса — нет. Простое определение веса для детей: вес относится к силе гравитации, приложенной к объекту. Простое определение массы для детей: масса отражает количество вещества (то есть электронов, протонов и нейтронов), содержащегося в объекте. Мы можем поместить весы на Луну и взвесить там какой-либо предмет. Вес будет другим, потому что сила тяжести другая.Но масса будет такой же.
Некоторые массовые образцы для детей могут включать разное количество глины; по мере удаления кусочков глины масса объекта уменьшается. Массу можно добавлять в другой шар из глины, увеличивая его массу.
В США бытовые и коммерческие весы измеряют вес в фунтах, как меру силы, тогда как почти во всех других странах мира весы измеряются в метрических единицах, таких как граммы или килограммы (1000 граммов). Даже если вы можете сказать, что что-то «весит» 10 килограммов, на самом деле вы говорите о его массе, а не о весе.В науке вес измеряется в Ньютонах, единицах силы, но в повседневной жизни это не используется.
Вес: сила тяжести
Вес — это сила, с которой сила тяжести действует на объект. Чтобы преобразовать массу в вес, вы используете значение ускорения свободного падения g = 9,81 метра в секунду в квадрате. Чтобы вычислить вес W в Ньютонах, нужно умножить массу m в килограммах на g: W = мг. Чтобы получить массу из веса, вы разделите вес на г: m = Вт / г. Метрическая шкала использует это уравнение, чтобы дать вам массу, хотя внутренняя работа шкалы реагирует на силу.
С детьми полезно поговорить о весе на другой планете, на Луне или астероиде. Значение g другое, но принцип тот же. Однако формулы применимы только вблизи поверхности, где ускорение свободного падения не сильно зависит от местоположения. Вдали от поверхности вам нужно использовать формулу Ньютона для силы тяжести между двумя удаленными объектами. Однако мы не называем эту силу весом.
Законы движения Ньютона
Первый закон движения Ньютона гласит, что объекты в состоянии покоя имеют тенденцию оставаться в состоянии покоя, в то время как объекты в движении имеют тенденцию оставаться в движении.Второй закон Ньютона гласит, что ускорение a объекта равно действующей на него действующей силе F, деленной на его массу: a = F / m. Ускорение — это изменение движения, поэтому, чтобы изменить состояние движения объекта, вы прикладываете силу. Инерция или масса объекта сопротивляется изменению.
Поскольку ускорение — это свойство движения, не имеющее значения, вы можете измерить его, не беспокоясь о силе или массе. Предположим, вы применяете известную механическую силу к объекту, измеряете его ускорение и на основе этого рассчитываете его массу.Это инертная масса объекта. Затем вы устраиваете ситуацию, в которой единственная сила, действующая на объект, — это сила тяжести, и снова измеряете его ускорение и вычисляете его массу. Это называется гравитационной массой объекта.
Физики давно задаются вопросом, действительно ли гравитационная и инертная масса идентичны. Идея, что они идентичны, называется принципом эквивалентности и имеет важные последствия для законов физики. На протяжении сотен лет физики проводили чувствительные эксперименты, чтобы проверить принцип эквивалентности.По состоянию на 2008 год лучшие эксперименты подтвердили это с точностью до одной десятой триллиона.
ньютоновских механик — Есть ли разница между весом и силой тяжести?
Понимание этого вопроса уже имеет принятый ответ, я тоже был сбит с толку и провел дополнительное исследование, которым я поделюсь.
Первый — это определение веса. Я впервые понял определение веса из учебника, которое я читал, как гравитационная сила, действующая на тело .Из этого определения нет никакой разницы между $ {F_g} $, гравитационной силой, и $ \ vec w $, силой веса.
Тем не менее, после повторного чтения и поиска по всему Интернету, более точное определение, используемое для веса , это сила тяжести, которую земля оказывает на тело или «Если вы находитесь на другой планете, ваш вес это гравитационная сила, которую планета оказывает на вас ». Янг, Х. и Фридман, Р. (2016). Университетская физика с современной физикой (14-е изд.).Pearson Education, Inc, стр. 114.
Имея это в виду, обычно сила тяжести представляет собой особый тип силы тяжести , которая относится к силе тяжести на теле (например, на Луне, на Марсе, на Земле). Если вы имеете в виду космическую силу, такую как гравитационная сила Земли на Международной космической станции (МКС) или астронавт на МКС, они находятся в постоянном свободном падении, и для ясности, сила, вызывающая это свободное — Падение называется силой тяжести , так как возникает ощущение невесомости.Было бы неправильно говорить, сколько весит астронавт на МКС, и точнее сказать, какая сила тяжести Земля (или МКС) оказывает на астронавта.
То же самое можно сказать и о небесных телах, таких как Луна. Нельзя сказать, сколько луна весит года. Можно сказать, какова сила тяжести , которую Земля имеет на Луне (и так далее для Земли по отношению к Солнцу и Марса по отношению к Солнцу).