Aký je rozdiel medzi telesnou hmotnosťou a gravitáciou?

Gravitácia a hmotnosť sú dva pojmy zahrnuté v teórii fyziky gravitačného poľa. Tieto dva pojmy sú často nesprávne pochopené a používané v nesprávnom kontexte. Túto situáciu ešte zhoršuje skutočnosť, že na bežnej úrovni sú pojmy hmota (hmota hmoty) a hmotnosť vnímané ako niečo identické. Preto je pre vedu dôležité správne chápanie hmotnosti a hmotnosti. Často sa tieto dva takmer podobné koncepty používajú zameniteľné. Tento článok poskytuje prehľad základných pojmov, ich prejavy, špeciálne prípady, podobnosti a nakoniec ich rozdiely.
Analýza základných pojmov:

Gravitácia

Sila nasmerovaná na objekt zo strany planéty Zem alebo zo strany inej planéty vo vesmíre (akékoľvek astronomické telo v širokom zmysle) je gravitácia. Sila je pozorovateľným prejavom gravitačnej sily. Je numericky vyjadrená rovnicouFth = mg (g = 9,8 m /c2) .

Táto sila je aplikovaná na každú mikročasticu tela, na úrovni makra to znamená, že je aplikovaná na ťažisko tela, pretože sily pôsobiace na každú časticu oddelene môžu byť nahradené výsledkom týchto síl. Táto sila je vektor, ktorý sa vždy snaží dostať do stredu hmoty planéty. Na druhej strane, Ftyazh môže byť vyjadrený gravitačnou silou medzi dvoma telesami, zvyčajne odlišnými hmotnosťou. Bude tu nepriamo úmerná konektivita s intervalom medzi interagujúcimi objektmi na námestí (podľa Newtonovho vzorca).

V prípade telesa v rovine to budeje medzera medzi telom a stredom hmoty planéty, čo je jej polomer (R). V závislosti od výšky tela nad povrchom sa mení Fth a g, pretože sa zväčšuje medzera medzi príslušnými objektmi (R + h), kde h ukazuje výšku nad povrchom. Z toho vyplýva závislosť, že čím vyšší je objekt nad úrovňou Zeme, tým menej je gravitačná sila a menej g.

Telesná hmotnosť, vlastnosti, porovnanie s gravitáciou

Sila, ktorou telo pôsobí na podperu alebo vertikálne zavesenie, sa nazýva telesná hmotnosť(W) . Toto je vektorová smerová hodnota. Atómy (alebo molekuly) telesa sú odpudzované od základných častíc, v dôsledku čoho dochádza k čiastočnej deformácii, a to ako nosiča, tak predmetu, pričom na makroúrovni vznikajú elastické sily a v niektorých prípadoch tvar tela a podpora. Existuje sila reakcie podpery, paralelne na povrchu tela sa objavuje aj sila pružnosti v reakcii na reakciu podpery - to je hmotnosť. Telesná hmotnosť (W) je vektor opačne nasmerovaný na silu podpornej reakcie.

Osobitné prípady, pre všetky z nich, sa dodržiava rovnosťW = m (g-a) :

Stojan je v prípade objektu na stole stacionárny, alebo sa rovnomerne pohybuje konštantnou rýchlosťou (a = 0), v tomto prípade W = Ft.

Ak sa podpera zrýchli smerom nadol, telo sa tiež zrýchli nadol, potom W je menšie ako Fth a hmotnosť je nulová vôbec, ak sa zrýchlenie rovná zrýchleniu voľného pádu(s g = a, W = 0)nulová gravitácia, podpera sa pohybuje s akceleráciou g a preto budenie sú rozdielne namáhania a deformácie od aplikovanej kontaktnej mechanickej sily. Beztiažou, môžete tiež prísť umiestnením tela na neutrálnom mieste medzi dvoma identickými gravitačnými hmotami alebo pohybom objektu od zdroja gravitácie.

Homogénne gravitačné pole vo svojej podstate nemôže spôsobiť „napätie“ v tele, rovnako ako telo pohybujúce sa pod pôsobením Ftyazha nebude pociťovať gravitačné zrýchlenie a zostane beztiažové telo bez stresu. V blízkosti nerovnomerného poľa (masívne astronomické objekty), bude voľne padajúce telo cítiť rôzne prílivové sily a fenomén beztiaže bude chýbať, pretože rôzne časti tela sa nerovnomerne zrýchlia a zmenia svoj tvar.

Podpera so zdvihnutým telom . Ekvivalent všetkých síl bude smerovať nahor, preto bude reakcia F podpory väčšia ako F a W a viac ako F a tento stav sa nazýva preťaženie. Mnohonásobnosť preťaženia (K) - koľkokrát je závažnosť väčšia Ftyazh. Táto hodnota sa berie do úvahy napríklad pri vesmírnych letoch a vojenskom letectve, pretože je možné dosiahnuť významné rýchlosti hlavne v týchto oblastiach.

Preťaženie zvyšuje zaťaženie ľudských orgánov, najmä pohybového aparátu a srdce sa zväčša zaťažuje zvýšením hmotnosti krvi a vnútorných orgánov. Preťaženie je tiež smerová hodnota a jeho koncentrácia v určitom smere pre organizmus musí byť braná do úvahy (krv sa ponáhľa na nohy alebo na hlavu aPrípustné preťaženia do hodnoty K nie viac ako desať.

Kľúčové rozdiely

  1. Tieto sily pôsobia na nerovnaké "plochy". Hmotnosť sa aplikuje na ťažisko predmetu a hmotnosť sa aplikuje na podperu alebo zavesenie.
  2. Rozdiel spočíva vo fyzickej podstate: gravitačná sila je gravitačná sila, hmotnosť je elektromagnetickej povahy. V skutočnosti, telo nie je vystavené deformácii vonkajších síl v beztiažnosti.
  3. Ftyazh a W sa môžu líšiť v kvantitatívnej aj v smerovej rovine, ak zrýchlenie tela nie je nula, potom je telo buď väčšie, alebo menšie ako gravitačná sila, ako vo vyššie uvedených prípadoch (ak je zrýchlenie uhlové, potom W je nasmerované na bočné zrýchlenie).
  4. Telesná hmotnosť a gravitácia na póloch planéty a rovníka. Na stĺpe sa objekt ležiaci na povrchu pohybuje so zrýchlením a = 0, pretože sa nachádza na osi otáčania, preto sa Fth a W zhodujú. Vzhľadom na rotáciu zo západu na východ na rovníku sa telo javí ako dostredivé zrýchlenie a zameranie všetkých síl podľa Newtonovho zákona bude smerované do stredu planéty v smere zrýchlenia. Sila reakcie podkladu proti gravitácii bude tiež smerovaná do stredu zeme, ale bude nižšia ako hmotnosť F a telesná hmotnosť bude zodpovedajúcim spôsobom nižšia ako hmotnosť F.

Záver

V 20. storočí boli spochybnené pojmy absolútny priestor a čas. Relativistický prístup dal na rovnakú relatívnu základňu nielen všetkých pozorovateľov, ale aj vysídlenie alebo zrýchlenie. To viedlo k nejasnostiam o tom, čoznamená to pôsobením gravitácie a hmotnosti. Napríklad meradlo v zrýchľovacom výťahu sa nedá odlíšiť od stupnice v gravitačnom poli.

Gravitačná sila a hmotnosť sa preto stali v podstate závislými od pozorovacieho a pozorovateľského úkonu. Toto spôsobilo odmietnutie koncepcie ako nadbytočné v základných disciplínach, ako je fyzika a chémia. Zastúpenie však zostáva dôležité vo vyučovaní fyziky. Nejednoznačnosť, ktorú zaviedla relativita, viedla v 60-tych rokoch k diskusiám o tom, ako určiť hmotnosť, vybrať si medzi nominálnou definíciou: silou spôsobenou gravitáciou alebo operačnou definíciou určenou priamo činom váženia.