Масс вс. Тежина: Која је разлика и зашто је то важно

Људи који пазе на тежини могу тврдити да вага не лаже, али оно што кажу особи је, у најмању руку, погрешан назив. Тежина, у физичком смислу, заправо јесила: Сила гравитације која делује на масу. Јединица снаге СИ је Њутни (Н). Маса је, пак, мера количине материје у предмету. СИ јединица масе је килограм (кг).

Дакле, оно што би вага заиста требало да прикаже особи која тражи своју тежину је вредност уЊутни. За проницљиве студенте физике који то желе сами да приближе; међутим, следеће делује: Само помножите килограме које вага даје са 10 (или килограме са 4,5).

Укратко, главна разлика између масе и тежине је та што је маса аосновно својствопредмета и тежина није. Маса се не мења без обзира где се објект налази док се материја од њега не дода или одузме. Слон од 2.300 кг је 2.300 кг на планети Земљи, Месецу и усред свемира.

Тежина, с друге стране, зависи од локације, јер је гравитациона сила која делује на масу различита на различитим локацијама. Слон од 2.300 кг има

Друга важна разлика између масе и тежине која следи из њихових дефиниција је да је маса аскаларвредност, јер не постоји правац повезан са вредношћу у килограмима, док је тежина силавектор.Тежина предмета је увек усмерена на исти начин на који га гравитација вуче.

Маса је технички квантитативна мера инерције објекта или његовог отпора кретању. Што је објект масивнији, то на њега мање делују силе које делују на њега.

Као и свака сила, тежина се може израчунати помоћу једначине гравитационе силе:

Гдегје убрзање услед гравитације у близини Земљине површине:г =9,8 м / с². Било који предмет који падне било где на планети пада према центру Земље све већом брзином: 9,8 м / с брже сваке секунде него претходне секунде.

Ова формула објашњава зашто множење масе у кг са 10 (или у фунти са 4,5, да би се прво претворило у СИ јединицу кг) даје брзу апроксимацију „стварне“ тежине особе.

Другде у универзуму, вредностгје различит, јер је убрзање услед гравитације резултат локалног гравитационог поља великог тела. На мајушној планети Меркур, на пример,гизноси само 3,7 м / с². Јер то је само око 38 постогна Земљи било шта на Меркуру тежи само око 38 процената онога што ради на Земљи.

Као строга дефиниција, тежина објекта у истом гравитационом пољу се не мења. Без обзира да ли се особа пење горе или доле лифтом, истогубрзава истом, такоФ_грав, или тежина, биће иста.

У стварности постоје мале разлике у вредностигна различитим локацијама око великог тела, попут северног пола насупрот екватора на Земљи или у унутрашњости насупрот површини Сунца. Али приближавање константне вредности за било где у гравитационом пољу обично је довољно за студенте физике.

То су рекли, пажљиви возачи лифта можда су понекад приметилиосетититежи или лакши од нормалног у различитим тачкама вожње. Њиховапривидан​ ​теговасе мењају јер њихова тела имају инерцију или се опиру променама у њиховом кретању.

Када лифт почне да се подиже, њихова тела су мирна и опиру се кретању према горе, чинећи их на тренутак тежим док се не прилагоде кретању. Обрнуто је тренутак када лифт почне да се спушта. Међутим, ни у једном тренутку то није учинила особастварна тежинапромена.

Шта је са очитавањем скале за исте људе који се пењу и спуштају лифтом? И овде се чини да скала лаже, али овај пут не само погрешним називом.

Скала делује мерењеммрежна силаделујући по њему. Када је још увек на поду купатила, целокупна нето сила на ваги је од силе гравитације која вуче тело које стоји на ваги надоле. Али наубрзани лифт,када лифт почне да убрзава или успорава, укупно убрзање масе на ваги није само одгали и од кретања лифта.

Ако се лифт убрзава нагоре у супротном смеру одг, нето убрзање биће нешто мање одг, што резултира нешто мањом нето силом (одФ_нето = маа под претпоставком да је убрзање лифта мање величине одг). Скала ће стога приказати амањи бројнего кад је још увек. Супротно томе, када се убрзава надоледодатно убрзањеу правцуг,што резултира већом нето силом на скали и она ће приказати авећи број​.

Имајте на уму да је овотачно само када се лифт убрзава. Сталном брзином нагоре или надоле (чему би се већина путника могла надати!), Нето убрзање и самим тим нето сила се не разликује од скале која се не помера на поду купатила.

Још један једноставан начин за тренутно „мршављење“ је постављање ваге под нагиб, а не равно на под. Цртање слободног тела дијаграма сила на скали и разумевање како скала делује открива зашто је то истина.

Опет, скала делује тако што региструје силу гравитације која делује на њу надоле у ​​вагу. Сила гравитације је увек усмерена ка центру Земље. Када је вага равна на поду купатила, то је директно надоле за 90 степени.

Када се вага нагне, на пример седећи на рампи на 20 степени, сила гравитације јевише не окомито на скалу. Решавање силе гравитације у њене компоненте открива тоокомита компонента,онај који иде право у скалу и на тај начин служи као извор очитавања скале јемања од укупне силе гравитације. Дакле, скала приказује амањи бројкада је нагнут него када је раван на поду.

Маса и тежинанису заменљиви у физици! Многе једначине и концепти зависе од масе објекта или од масе више објеката. Тежина је само користан концепт у ситуацијама Њутнове физике, попут анализирања сила у овде описаним ситуацијама.