Masa vs težina: razlika između dva

Težina tela - Zadatak 2 | Fizika za 6. razred (Lipanj 2019).

Anonim

U našem narodnom, "masa" i "težina" su pojmovi koji se često neprimjetno izmjenjuju, ali tehnički, oni su sve osim blizanaca. U znanstvenoj terminologiji, "težina" i "masa" predstavljaju različite i krute definicije. Tako

,

koja je razlika?

" Masa " je definirana kao količina materije koju objekt sadrži. Dok " težina " predstavlja sila koju tijelo koje sadrži masu djeluje na drugom tijelu čisto pod utjecajem gravitacije. Masa je nepropusna za sile gravitacije, težina je utjelovljenje same sile.

Masa

Što je veća masa, to je teže pomicati ili zaustaviti materiju na svojim stazama - veće stijene ne samo da su teže gurati ili podizati, već i zahtijevati više vatrenosti da zadrže svoje gibanje od manjih, lakših stijena. Standardna jedinica mase je kilogram (Kg).

Jedna osebujna karakteristika mase jest da je konstantna, bez obzira na njegov položaj u prostoru . Pravilo gravitacije govori da se dva objekta privlače jedni prema drugima snagom koja je proporcionalna proizvodu njihove mase. Međutim, sama sila nema utjecaja na veličinu njihove mase. Blok 60kg na Zemlji također će biti 60 Kg na Marsu, Saturnu ili bilo kojem udaljenom kutu našeg ravnodušnog Svemira.

(Foto kredit: Pixabay)

Naravno, nisam razmatrao učinke posebne relativnosti, gdje se masa povećava zbog dodavanja viška materije ili energije kada se kreće relativističkim brzinama ili brzinom blizu brzine svjetlosti. Prekidanje tih dubina bi bilo izvan opsega ovog članka.

Težina

Dok je masa nepropusna za sile gravitacije, težina je utjelovljenje ove sile. To je veličina gravitacijske sile kojom se neki predmet vuče prema drugoj. Budući da je težina sila, njegova mjerna jedinica je standardna jedinica sile: Newton (N). Za bolju perspektivu, težina je snaga koju naša masa djeluje na Zemlji.

Gornji rezultat smanjuje zakon o gravitaciji Newtonovom drugom pravu pokreta: F = ma. Svaki objekt mase neprestano pada prema Zemlji pri ubrzanju g. To označava ubrzanje zbog Zemljine gravitacije; ta veličina iznosi 9, 8 metara po sekundi na kvadrat.

Veličina akceleracije je različita za različite nebeske tijela, jer ovisi o masi tijela o kojem je riječ. Na primjer, ubrzanje mjeseca zbog gravitacije je 1.620 metara u sekundi kvadratu. Zbog toga objekti teže 1/6 od onoga što teže na Zemlji.

Dakle, astronaut s masom od 90 kg težine teži 90 x 9.8 = 882 Newton na Zemlji , ali on ili ona teži 90 x 1.620 = 145.8 Newton na Mjesecu. Slično tome, težina objekta bit će mnogo veća ako se oslanja na teže tijelo, kao što su Jupiter ili Saturn.

Imajte na umu da astronautova masa ostaje ista tijekom ovog neobičnog eksperimenta (tj. 90 kilograma). Međutim, aparat koji nosi, stroj za vaganje, ne bi se složio. To će proizvesti vrlo netočne rezultate na Mjesecu

,

ali zašto?

Kako dobivamo masu iz težine?

Strojevi za vaganje mjere normalnu sila koju stvara Zemlja, ali su kalibrirani tako da podijele ovu silu za 9.8 i daju aproksimaciju naše mase ( m = F / g ).

Stoga, noseći mjerilo vage mjerene gravitacijom Zemlje, proizvest će pogrešne rezultate na primjer, Mars ili Mjesec. Taj mehanizam također čini ih beskorisnim u slobodnom padu ili prostoru, budući da slobodni pad snage ljuske vaganja pada istom brzinom kao i mi; nema normalne sile proizvedene i igla ostaje nepokretna.

Slično tome, plutajući u prostoru bez ikakve površine ispod njega uzrokuje da igla bude pozivna i podignuta ispod nultih vrijednosti.

Drugi instrument koji može mjeriti masu je ravnoteža snopa. Izvanredan, ali vrlo jednostavan mehanizam ravnoteže snopa je takav da se može koristiti za mjerenje mase bez obzira na njegov položaj u prostoru. Međutim, masa koju prikazuje ravnoteža svjetlosti još uvijek nije objektivna.

U nekom smislu može se zaključiti da se ravnoteža snopa, slično mjerilu vaganja, nalazi samo nepoznatom masom uspoređujući ga s poznatim - kalibriran je na fiksnu poznatu misu. Zapravo, standardna jedinica mase, jedan kilogram, odgovara objektu koji se nalazi u vrlo sigurnom trezoru u Francuskoj.

(Foto: Japs 88 / Wikimedija)

Nekoliko je znanstvenika nagađalo o mogućnosti određenih novih načina definiranja kilograma i objektivne mjere. Najfascinantnija, iako iznimno izazovna od tih ideja je brojanje pojedinačnih atoma koji tvore masu tijela i aritmetički zbroj njihovih masa!

Dakle, sljedeći put kada se prepustite malom razgovoru i netko progovori "Ja težim 90 kilograma", uživam u vašem znanstvenom znanju, dovedu svojoj svijesti novu stečenu pouku, duboko udahnite i sa nježnim osmijehom, bez obzira na to koliko se spretno to bi moglo zvučati i ispraviti ih. Uostalom, znanje je najveći dar koji čovjek može prenijeti i svjedočiti se da je izbačen iz stranke.