Ο καθημερινός ορισμός του βάρους είναι ένα μέτρο του πόσο βαρύ είναι ένα άτομο ή το αντικείμενό του. Ωστόσο, το ορισμός είναι ελαφρώς διαφορετική στην επιστήμη. Το βάρος είναι το όνομα του δύναμη που ασκείται σε ένα αντικείμενο λόγω του επιτάχυνση του βαρύτητα. Στη Γη, το βάρος είναι ίσο με το μάζα φορές την επιτάχυνση λόγω βαρύτητας (9,8 m / sec2 στη γη).
Βασικά τρόπαια: Ορισμός βάρους στην επιστήμη
- Το βάρος είναι το προϊόν μάζας πολλαπλασιασμένο με επιτάχυνση που επενεργεί σε αυτή τη μάζα. Συνήθως, είναι η μάζα ενός αντικειμένου πολλαπλασιασμένη με την επιτάχυνση λόγω της βαρύτητας.
- Στη Γη, η μάζα και το βάρος έχουν την ίδια αξία και τις ίδιες μονάδες. Ωστόσο, το βάρος έχει ένα μέγεθος, όπως μάζα, συν μια κατεύθυνση. Με άλλα λόγια, η μάζα είναι μια κλιμακωτή ποσότητα ενώ το βάρος είναι μια διανυσματική ποσότητα.
- Στις Ηνωμένες Πολιτείες, η λίβρα είναι μια μονάδα μάζας ή βάρους. Η μονάδα SI του βάρους είναι το newton. Η μονάδα βάρους cgs είναι το dyne.
Μονάδες βάρους
Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το
μονάδες της μάζας και του βάρους είναι οι ίδιες. Η πιο κοινή μονάδα βάρους είναι η λίβρα (lb). Ωστόσο, μερικές φορές χρησιμοποιείται το poundal και το γυμνοσάλιαγκας. Το poundal είναι η δύναμη που απαιτείται για την επιτάχυνση μιας μάζας 1-lb στα 1 ft / s2. Το γυμνοσάλιαγκας είναι η μάζα που επιταχύνεται στα 1 ft / s2 όταν ασκείται πίεση 1 λίβρας. Ένα γυμνοσάλιαγκας ισοδυναμεί με 32,2 λίβρες.Στο μετρικό σύστημα, οι μονάδες μάζας και βάρους είναι ξεχωριστές. Η μονάδα SI του βάρους είναι η μονάδα νεύτο (N), το οποίο είναι 1 χιλιόγραμμο μετρητή ανά δευτερόλεπτο τετράγωνο. Είναι η απαιτούμενη δύναμη για την επιτάχυνση μιας μάζας 1 κιλού 1 m / s2. Η μονάδα βάρους cgs είναι το dyne. Το dyne είναι η δύναμη που απαιτείται για την επιτάχυνση μίας μάζας ενός γραμμαρίου με ρυθμό ενός εκατοστού ανά δευτερόλεπτο τετράγωνο. Ένα dyne ισούται ακριβώς με 10-5 newtons.
Μάζα vs βάρος
Η μάζα και το βάρος μπερδεύονται εύκολα, ειδικά όταν χρησιμοποιούνται λίρες! Η μάζα είναι ένα μέτρο της ποσότητας της ύλης που περιέχεται σε ένα αντικείμενο. Είναι ιδιοκτησία της ύλης και δεν αλλάζει. Το βάρος είναι ένα μέτρο της επίδρασης της βαρύτητας (ή άλλης επιτάχυνσης) σε ένα αντικείμενο. Η ίδια μάζα μπορεί να έχει διαφορετικό βάρος ανάλογα με την επιτάχυνση. Για παράδειγμα, ένα άτομο έχει την ίδια μάζα στη Γη και στον Άρη, όμως ζυγίζει μόνο περίπου το ένα τρίτο στον Άρη.
Μέτρηση της μάζας και του βάρους
Η μάζα μετράται σε ισορροπία συγκρίνοντας μια γνωστή ποσότητα ύλης (ένα πρότυπο) με μια άγνωστη ποσότητα ύλης.
Για τη μέτρηση του βάρους μπορούν να χρησιμοποιηθούν δύο μέθοδοι. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ισορροπία για τη μέτρηση του βάρους (σε μονάδες μάζας), ωστόσο τα υπόλοιπα δεν θα λειτουργούν απουσία βαρύτητας. Σημειώστε α βαθμονόμησης η ισορροπία στη Σελήνη θα έδινε την ίδια ανάγνωση ως μία στη Γη. Η άλλη μέθοδος μέτρησης του βάρους είναι η κλίμακα ελατηρίου ή η κλίμακα πνεύματος. Αυτή η συσκευή υπολογίζει την τοπική δύναμη βαρύτητας σε ένα αντικείμενο, οπότε μια κλίμακα άνοιξη μπορεί να δώσει ένα ελαφρώς διαφορετικό βάρος για ένα αντικείμενο σε δύο θέσεις. Για το λόγο αυτό, οι κλίμακες βαθμονομούνται για να δώσουν το βάρος που θα έχει ένα αντικείμενο σε ονομαστική τυπική βαρύτητα. Οι επαγγελματικές κλίμακες άνοιξης πρέπει να επαναβαθμονούνται όταν μετακινούνται από τη μια θέση στην άλλη.
Βάρος Απόκλιση σε όλη τη Γη
Δύο παράγοντες αλλάζουν το βάρος σε διαφορετικές θέσεις στη Γη. Η αύξηση του υψομέτρου μειώνει το βάρος επειδή αυξάνει την απόσταση μεταξύ ενός σώματος και της μάζας της Γης. Για παράδειγμα, ένα άτομο που ζυγίζει 150 λίβρες σε επίπεδο θάλασσας θα ζυγίζει περίπου 149,92 λίβρες στα 10.000 πόδια πάνω από τη στάθμη της θάλασσας.
Το βάρος επίσης ποικίλλει ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος. Ένα σώμα ζυγίζει λίγο περισσότερο στους πόλους απ 'ό, τι στον ισημερινό. Εν μέρει, αυτό οφείλεται στην διόγκωση της Γης κοντά στον ισημερινό, η οποία τοποθετεί αντικείμενα στην επιφάνεια λίγο πιο μακριά από το κέντρο της μάζας. Η διαφορά στο φυγόκεντρος δύναμη στους πόλους σε σύγκριση με τον ισημερινό διαδραματίζει επίσης ρόλο, όπου η φυγόκεντρη δύναμη ενεργεί κάθετα στον άξονα της περιστροφής της Γης.
Πηγές
- Bauer, Wolfgang και Westfall, Gary D. (2011). Πανεπιστημιακή Φυσική με Σύγχρονη Φυσική. Νέα Υόρκη: McGraw Hill. Π. 103. ISBN978-0-07-336794-1.
- Galili, Igal (2001). "Βαρύτητα έναντι βαρυτικής δύναμης: ιστορικές και εκπαιδευτικές προοπτικές". Διεθνές περιοδικό της Επιστήμης της Επιστήμης. 23: 1073. doi:10.1080/09500690110038585
- Gat, Uri (1988). "Το βάρος της μάζας και το χάος του βάρους". Στο Richard Alan Strehlow (ed.). Τυποποίηση της Τεχνικής Ορολογίας: Αρχές και Πρακτική - δεύτερη ένταση. ASTM International. σ. 45–48. ISBN 978-0-8031-1183-7.
- Knight, Randall D. (2004). Φυσική για επιστήμονες και μηχανικούς: μια στρατηγική προσέγγισηh. Σαν Φρανσίσκο, ΗΠΑ: Addison-Wesley. σ. 100–101. ISBN 0-8053-8960-1.
- Morrison, Richard C. (1999). "Βάρος και βαρύτητα - ανάγκη συνεκτικών ορισμών". Ο Δάσκαλος Φυσικής. 37: 51. doi:10.1119/1.880152