Siła ciężkości

Waga przedmiotu (lub waga pewnej ilości materii) jest miarą intensywności siły, jaką lokalne pole grawitacyjne nakłada na ten przedmiot. Waga nie powinna być mylona z powiązanym, lecz zupełnie innym pojęciem masy. Dla małych obiektów na Ziemi, siła ciężaru jest skierowana w kierunku środka planety. Dla większych obiektów, takich jak Księżyc krążący wokół Ziemi, siła ta jest skierowana w kierunku środka masy połączonego układu.

W potocznym języku, waga czegoś jest zazwyczaj rozumiana jako wartość mierzona na powierzchni Ziemi lub w jej pobliżu. Niestety, powszechnie stosowanymi terminami określającymi wagę przedmiotu są jednostki masy takie jak kilogramy lub funty. Przez niemal całą historię ludzkości, waga była mierzona na powierzchni Ziemi. Tutaj waga ta jest proporcjonalna do masy. Obiekty, które mają taką samą masę, mają taką samą wagę. Obiekt, który ma dwa razy większą masę niż inny, również będzie miał dwa razy większą masę. W konsekwencji powszechną praktyką jest używanie tych dwóch słów, masa i waga, tak jakby oznaczały to samo i używanie kilogramów i funtów jako jednostek zarówno masy jak i wagi. Używanie tych samych terminów do opisu i pomiaru tych dwóch różnych właściwości doprowadziło do pomylenia tych dwóch właściwości, masy i wagi. Masa i waga nie są takie same.

Jednostki wagi

Jednostką masy w międzynarodowym układzie jednostek jest niuton, który jest oznaczony symbolem "N".

Inne jednostki były używane w przeszłości, ale zostały porzucone, takie jak dyna (jednostka siły w starym systemie CGS) lub siła kilograma, która jest siłą wywieraną na kilogram materii przez "standardową" Ziemię: ciało o masie 1 kg ma masę około 9,81 N na poziomie morza.

Masa pomiarowa

Masa przedmiotu lub ilość materii jest zazwyczaj mierzona za pomocą przyrządu takiego jak waga sprężynowa. Waga zawiera sprężynę, która wytwarza siłę przeciwstawiającą się sile grawitacji na ważonym obiekcie. Siła grawitacyjna ciągnie w dół, sprężyna popycha lub ciągnie do góry. Zazwyczaj waga posiada odczyt, który daje nie ciężar (który jest siłą), ale raczej masę obiektu. Wagi sprężynowe wykonywane są z założeniem, że są używane na powierzchni Ziemi. Jeśli waga sprężynowa zostałaby zabrana na Księżyc, dałoby to błędny odczyt.

Waga wagowa jest urządzeniem, które porównuje masy dwóch obiektów w tym samym polu grawitacyjnym: określa, czy jeden obiekt jest cięższy czy lżejszy od drugiego.

Waga jest zmienna

Waga nie jest nieodłączną właściwością materii, ponieważ lokalne pole grawitacyjne, które generuje siłę zwaną wagą, jest zmienne w przestrzeni i czasie:

  • Ponieważ siła przyciągania Ziemi maleje wraz z kwadratem odległości od jej środka, masa obiektu jest nieco mniejsza na dużej wysokości (np. na szczycie góry) niż na poziomie morza, lub na równiku niż na biegunach (ponieważ Ziemia jest lekko wybrzuszona).
  • Arbitralny obiekt na Ziemi jest również przyciągany przez wszystkie inne ciała niebieskie, takie jak na przykład Księżyc. Stąd jego waga będzie mniejsza w przypadku Księżyca nad głową, niż w przypadku Księżyca po drugiej stronie Ziemi.
  • Waga nie jest zdefiniowana wyłącznie dla Ziemi: Astronauta waży 6 razy mniej na powierzchni Księżyca niż na powierzchni Ziemi.
  • Nieważkość jest pozornym stanem, którego doświadczają astronauci lub satelity na orbicie wokół planety. W rzeczywistości ich waga (siła przyciągania grawitacyjnego) jest siłą, która utrzymuje ich na orbicie. Obiekty znajdujące się na orbicie poruszają się z bardzo dużą prędkością. Dla satelitów krążących na orbicie 300 - 500 kilometrów nad Ziemią prędkość ta wynosi około 27 000 km/h. Bez przyciągania grawitacyjnego Ziemi odleciałyby one w linii prostej. Ciąg grawitacyjny sprawia, że spadają one w kierunku planety. Połączenie dużej prędkości na boki i stałego przyciągania w kierunku środka Ziemi zakrzywia ich drogę, dzięki czemu pozostają na orbicie.

Powiązane strony

Pytania i odpowiedzi

P: Jaka jest waga przedmiotu?


O: Masa obiektu jest miarą intensywności siły wywieranej na ten obiekt przez lokalne pole grawitacyjne.

P: Czym różni się waga od masy?


O: Ciężar nie powinien być mylony z masą, ponieważ ciężar jest miarą siły grawitacji działającej na obiekt, podczas gdy masa jest ilością materii obecnej w obiekcie.

P: Gdzie skierowana jest siła ciężkości małych obiektów na Ziemi?


O: W przypadku małych obiektów na Ziemi siła ciężkości skierowana jest w stronę środka planety.

P: Gdzie skierowana jest siła ciężkości w przypadku większych obiektów, takich jak Księżyc krążący wokół Ziemi?


O: W przypadku większych obiektów, takich jak Księżyc krążący wokół Ziemi, siła ciężkości jest skierowana w stronę środka masy połączonego układu.

P: Co doprowadziło do pomylenia masy i ciężaru?


O: Używanie tych samych terminów do opisywania i mierzenia dwóch różnych właściwości doprowadziło do pomylenia masy i ciężaru.

P: Czy masa i ciężar to to samo?


O: Masa i ciężar to nie to samo.

P: Czy obiekty o tej samej masie mają tę samą wagę?


O: Obiekty o tej samej masie mają tę samą wagę. Obiekt o dwukrotnie większej masie od innego będzie miał również dwukrotnie większą masę.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3