Jaký je rozdíl mezi tělesnou hmotností a gravitací?

Gravitace a váha jsou dva pojmy, které se týkají teorie fyziky gravitačního pole. Tyto dva pojmy jsou často špatně chápány a používány ve špatném kontextu. Tuto situaci ještě zhoršuje skutečnost, že na běžné úrovni jsou pojmy hmota (hmota hmoty) a hmotnost vnímány jako něco identického. Proto je pro vědu důležité správné pochopení hmotnosti a hmotnosti. Často se tyto dva téměř podobné pojmy používají zaměnitelně. Článek poskytuje přehled základních pojmů, jejich projevů, zvláštních případů, podobností a nakonec jejich rozdílů.
Analýza základních pojmů:

Gravitace

Síla směřující k předmětu ze strany planety Země nebo ze strany jiné planety ve vesmíru (jakékoliv astronomické tělo v širokém smyslu) je gravitace. Síla je pozorovatelná demonstrace gravitační síly. Je numericky vyjádřen rovnicíFth = mg (g = 9,8m /c2) .

Tato síla je aplikována na každé mikročástice tělesa, na úrovni makra to znamená, že je aplikována na těžiště tělesa, protože síly působící na každou částici odděleně mohou být nahrazeny výsledkem těchto sil. Tato síla je vektor, který vždy usiluje o centrum hmoty planety. Na druhé straně, Ftyazh může být vyjádřen přes sílu gravitace mezi dvěma těly, obvykle různý v hmotě. Bude zde nepřímo úměrná konektivita s intervalem mezi interagujícími objekty na náměstí (podle Newtonova vzorce).

V případě tělesa v rovině to budeje mezera mezi tělem a středem hmoty planety, což je její poloměr (R). V závislosti na výšce tělesa nad povrchem se mění Fth a g, protože se zvětšuje mezera mezi příslušnými objekty (R + h), kde h ukazuje výšku nad povrchem. To znamená, že čím vyšší je objekt nad úrovní Země, tím menší je gravitační síla a méně g.

Tělesná hmotnost, vlastnosti, srovnání s gravitací

Síla, s níž tělo působí na podpěru nebo svislé zavěšení, se nazývá tělesná hmotnost(W) . Toto je vektorová směrová hodnota. Atomy (nebo molekuly) tělesa jsou odpuzovány ze základních částic, v důsledku čehož dochází k částečné deformaci jak nosiče, tak předmětu, vznikají pružné síly a v některých případech tvar tělesa a podpora se mění na makro úrovni. Tam je síla reakce podpory, paralelně na povrchu těla také se objeví síla pružnosti v odezvě na reakci podpory - toto je hmotnost. Tělesná hmotnost (W) je vektor opačně směrovaný k síle podpůrné reakce.

Zvláštní případy pro všechny z nich jsou rovnyW = m (g-a) :

Stojan je v případě objektu na stole nepohyblivý nebo se pohybuje rovnoměrně při konstantní rychlosti (a = 0), v tomto případě W = Ft.

Pokud se podpěra zrychluje směrem dolů, tělo se také zrychluje směrem dolů, pak W je menší než Fth a hmotnost je nulová vůbec, pokud se zrychlení rovná zrychlení volného pádu(s g = a, W = 0)nulová gravitace, podpěra se pohybuje s akcelerací g, a proto budeOd mechanické síly působícího kontaktu nedochází k různým napětím a deformacím. Beztíže, můžete také přijít umístěním těla na neutrální bod mezi dvěma identickými gravitačními hmotami nebo pohybem objektu od zdroje gravitace.

Homogenní gravitační pole ve své podstatě nemůže způsobit „napětí“ v těle, stejně jako tělo pohybující se pod působením Ftyazhu nebude pociťovat gravitační zrychlení a zůstane beztíže, „bez stresu“. V blízkosti nehomogenního pole (masivní astronomické objekty) bude volně padající tělo cítit různé přílivové síly a fenomén beztíže bude chybět, protože různé části těla budou nerovnoměrně zrychlovat a měnit svůj tvar.

Podpěra s tělem pohybujícím se nahoru . Ekvivalent všech sil bude směrován vzhůru, proto bude F reakce podpěry větší než F a W a více než F a tento stav se nazývá přetížení. Mnohonásobnost přetížení (K) - kolikrát je závažnost větší než Ftyazh. Tato hodnota se bere v úvahu například při kosmických letech a vojenském letectví, protože v těchto oblastech lze dosáhnout významných rychlostí.

Přetížení zvyšuje zatížení lidských orgánů, zejména pohybového aparátu a srdce je většinou zatíženo zvýšením hmotnosti krve a vnitřních orgánů. Přetížení je také směrová hodnota a jeho koncentrace v určitém směru pro organismus musí být vzata v úvahu (krev spěchá na nohy nebo na hlavu aPřípustná přetížení až do hodnoty K ne více než deset.

Klíčové rozdíly

1. Tyto síly jsou aplikovány na nerovné „plochy“. Hmotnost se aplikuje na těžiště objektu a hmotnost se aplikuje na podpěru nebo zavěšení.
Rozdíl spočívá ve fyzické podstatě: gravitační síla je gravitační síla, váha je elektromagnetické povahy. Ve skutečnosti tělo není vystaveno deformaci vnějšími silami v beztíže.
2. Ftyazh a W se mohou lišit jak kvantitativní hodnotou, tak směrovostí, pokud zrychlení těla není nula, pak je tělo buď větší nebo menší než gravitační síla, jako ve výše uvedených případech (pokud je zrychlení úhlové, pak W bočního zrychlení).
3. Tělesná hmotnost a gravitace na pólech planety a rovníku. Na pólu se objekt ležící na povrchu pohybuje se zrychlením a = 0, protože se nachází na ose otáčení, proto se Fth a W shodují. Vzhledem k rotaci od západu k východu u rovníku se tělo jeví jako dostředivé zrychlení a zaměření všech sil podle Newtonova zákona bude směřováno do středu planety ve směru zrychlení. Síla reakce podpěry proti gravitaci bude také směřována do středu země, ale bude menší než hmotnost F a tělesná hmotnost bude odpovídajícím způsobem nižší než hmotnost F.

Závěr

V 20. století byly napadeny pojmy absolutní prostor a čas. Relativistický přístup postavil nejen všechny pozorovatele, ale také vysídlení či zrychlení na stejném relativním základě. To vedlo k nejasnostem o tom, coznamená to působením gravitace a hmotnosti. Například měřítko v akceleračním výtahu nelze odlišit od stupnice v gravitačním poli.

Gravitační síla a hmotnost se proto v podstatě staly závislými na pozorování a pozorovateli. Toto způsobilo odmítnutí pojetí jak nadbytečné v základních disciplínách takový jako fyzika a chemie. Reprezentace však zůstává důležitá ve výuce fyziky. Nejednoznačnost zavedená relativitou vedla, v 60. letech, k diskusím o tom, jak určit hmotnost, volit mezi nominální definicí: síla vlivem gravitace nebo provozní definice, určená přímo aktem vážení.