체중을 관찰하는 사람들은 체중계가 거짓말을하지 않는다고 주장 할 수 있지만, 그들이 한 사람에게 말하는 것은 적어도 잘못된 이름입니다. 물리학 적 측면에서 무게는 실제로힘: 질량에 작용하는 중력의 힘. 힘의 SI 단위는 뉴턴 (N)입니다. 반면에 질량은 물체에있는 물질의 양을 측정 한 것입니다. 질량의 SI 단위는 킬로그램 (kg)입니다.
따라서 체중을 찾는 사람에게 체중계가 실제로 표시해야하는 것은뉴턴. 이것을 스스로 근사화하려는 안목있는 물리학 학생들을 위해; 그러나 다음과 같이 작동합니다. 저울이주는 킬로그램에 10 (또는 파운드에 4.5)을 곱하면됩니다.
질량과 무게의 차이점은 무엇입니까?
간단히 말해서 질량과 무게의 주요 차이점은 질량이기본 속성물체의 무게는 그렇지 않습니다. 물질이 더해 지거나 뺄 때까지 물체의 위치에 관계없이 질량은 변하지 않습니다. 2,300kg의 코끼리는 지구, 달 및 우주의 한가운데에 2,300kg입니다.
반면에 무게는 질량에 작용하는 중력이 위치에 따라 다르기 때문에 위치에 따라 다릅니다. 2,300kg의 코끼리는무게지구 표면에는 약 23,000 N이지만 달의 무게는 약 6 분의 1에 불과합니다. 코끼리는 중력장의 영향에서 멀리 떨어진 깊은 우주에 퇴적되었습니다. 조금도.
정의에서 따르는 질량과 무게의 또 다른 중요한 차이점은 질량은스칼라값은 킬로그램 단위의 값과 관련된 방향이없는 반면 무게는 힘입니다.벡터.물체의 무게는 항상 중력이 당기는 것과 같은 방향으로 향합니다.
질량은 기술적으로 물체의 관성 또는 움직임에 대한 저항을 정량적으로 측정 한 것입니다. 물체가 클수록 물체에 작용하는 힘의 영향을 덜받습니다.
무게: 중력의 힘
다른 힘과 마찬가지로 무게는 중력 방정식을 사용하여 계산할 수 있습니다.
F_ {grav} = mg
어디지지구 표면 근처의 중력으로 인한 가속도입니다.g =9.8m / s2. 행성 어디든 떨어 뜨린 물체는 계속해서 증가하는 속도로 지구 중심을 향해 떨어집니다. 이전 1 초보다 초당 9.8m 더 빠릅니다.
이 공식은 kg 단위의 질량에 10을 곱하면 (또는 처음에 kg 단위의 SI 단위로 변환하는 것을 설명하기 위해 lbs에 4.5를 곱하여) 사람의 "실제"체중에 대한 빠른 근사치를 제공하는 이유를 설명합니다.
우주의 다른 곳에서는지중력에 의한 가속도는 큰 물체의 국부 중력장의 결과이기 때문에 다릅니다. 예를 들어 작은 행성 수성에서는지3.7m / s에 불과합니다.2. 그것은 단지 약 38 %이기 때문에지지구상에서 수성에있는 모든 것의 무게는 지구상에서하는 것의 약 38 %에 불과합니다.
겉보기 무게
엄격한 정의에 따라 동일한 중력장에서 물체의 무게는 변하지 않습니다. 사람이 엘리베이터를 타고 올라 가든 내려 가든지동일하게 가속하고 있습니다미디엄, 그래서에프중력또는 무게는 동일합니다.
실제로 가치에는 약간의 차이가 있습니다.지지구상의 북극 대 적도, 또는 내부 대 태양 표면과 같이 큰 물체 주변의 다른 위치에서. 그러나 중력장의 모든 곳에 대한 상수 값을 근사하는 것은 일반적으로 물리학 학생에게 충분합니다.
즉, 관찰력이있는 엘리베이터 탑승자는 때때로느낌라이딩의 다른 지점에서 평소보다 무겁거나 가볍습니다. 그들의명백한 무게몸에 관성이 있기 때문에 변화하고 있거나 움직임의 변화에 저항합니다.
엘리베이터가 올라 가기 시작하면 몸이 움직이지 않고 위로 올라가는 움직임에 저항하여 움직일 때까지 잠시 무겁게 느껴집니다. 엘리베이터가 하강하기 시작하는 순간은 그 반대입니다. 그러나 어떤 시점에서도 그 사람의실제 무게변화.
가속 엘리베이터의 저울
같은 사람들이 엘리베이터를 오르 내리기 위해 저울을 읽는 것은 어떻습니까? 여기서도 규모가 거짓말처럼 보일 수 있지만 이번에는 단순히 잘못된 이름이 아닙니다.
저울은순 힘그것에 행동. 그것이 아직 욕실 바닥에있을 때, 저울의 전체 순 힘은 저울에 서있는 몸을 아래쪽으로 당기는 중력에서 비롯됩니다. 하지만가속 엘리베이터,엘리베이터가 속도를 높이거나 낮추기 시작하면 저울에있는 질량의 총 가속도는지엘리베이터의 움직임에서도
엘리베이터가 반대 방향으로 위로 가속하는 경우지, 순 가속도는지, 그 결과 순 힘이 약간 작아집니다 (에프그물 = ma엘리베이터의 가속도가 다음보다 작다고 가정하면지). 따라서 저울은더 작은 수가만히있을 때보 다. 반대로 아래로 가속 할 때추가 가속방향으로지,결과적으로 스케일에 더 큰 순 힘이 생기고더 큰 수.
이것은엘리베이터가 가속 할 때만 해당됩니다.. 일정한 속도의 상승 또는 하강 (대부분의 승객이 기대할 수 있습니다!)에서 순 가속도 및 순 힘은 욕실 바닥에서 움직이지 않는 척도와 다르지 않습니다.
경사면의 비늘
즉시 "무게를 잃는"또 다른 쉬운 방법은 저울을 바닥에 평평하지 않고 기울여 놓는 것입니다. 스케일의 힘에 대한 자유 물체 다이어그램을 그리고 스케일이 어떻게 작동하는지 이해하면 이것이 사실 인 이유를 알 수 있습니다.
다시 말하지만, 스케일은 아래로 작용하는 중력을 스케일에 등록함으로써 작동합니다. 중력은 항상 지구의 중심을 향합니다. 저울이 욕실 바닥에 평평 할 때 이것은 바로 아래로 90 도입니다.
예를 들어 20도 경사로에 앉아 저울을 기울이면 중력은더 이상 스케일에 수직하지 않음. 중력의 힘을 구성 요소로 해석하면수직 구성 요소,저울로 곧바로 들어가서 저울 판독의 소스 역할을하는 것은총 중력보다 작음. 따라서 저울은더 작은 수바닥에 평평 할 때보 다 기울일 때.
질량과 질량의 차이를 아는 이유 무게 문제
질량과 무게아니다 물리학에서 상호 교환 가능! 많은 방정식과 개념은 물체의 질량 또는 여러 물체의 질량에 의존합니다. 가중치는 여기에 설명 된 상황에서 힘을 분석하는 것과 같이 뉴턴 물리학 상황에서 유용한 개념 일뿐입니다.