Tartalom
- Tömeg / súly
- Tömeg- és súlyegységek
- Súly: Gravitáció hatására kifejtett erő
- Newton mozgás törvényei
- Gravitációs és inerciális tömeg
A tömeget és a súlyt könnyen összetéveszthető. A különbség nem csak valami, ami hátráltatja a hallgatókat - ez a tudomány élvonalában van. Segítheti a gyermekeket ennek megértésében, ha egységeket halad át, és megvitatja a gravitációt, honnan származik a tömeg, és hogyan hat a tömeg és a súly különböző helyzetekben.
Tömeg / súly
A tömeg és a súly közötti fontos különbség az, hogy a súly erő, míg a tömeg nem. A súly kifejezetten az objektumra gyakorolt erő gravitációjára utal. A tömeg tükrözi az anyag mennyiségét (azaz elektronok, protonok és neutronok), amelyet egy tárgy tartalmaz. Helyezzünk egy skálát a Holdra, és ott mérhetünk egy tárgyat. A súly eltérő lesz, mivel a gravitációs erő eltérő. De a tömeg ugyanaz lesz.
Tömeg- és súlyegységek
Az Egyesült Államokban a háztartási és kereskedelmi mérlegek fontot mérnek fontban, ez az erő, míg a világ szinte minden más országában a mérlegek metrikus egységekben vannak megadva, például grammban vagy kilogrammban (1000 gramm). Annak ellenére, hogy mondhatnánk, hogy valami „súlya” 10 kilogramm, valójában a tömegéről és nem a tömegéről beszél. A tudományban a súlyt newtonokban, az erőegységben mérik, de ezt a mindennapi életben nem használják.
Súly: Gravitáció hatására kifejtett erő
A súly az az erő, amellyel a gravitáció egy tárgyra hat. A tömeg és a tömeg közötti átváltáshoz a gravitációs gyorsulás értékét használja, g = 9,81 m / s négyzetben. A tömeg (W) kiszámításához Newton-ban szorozva meg kell tölteni m-t, kilogrammban szorozva, g: W = mg. Ahhoz, hogy tömeg legyen a tömegből, el kell osztani a súlyt g-vel: m = W / g. Egy metrikus skála használja ezt az egyenletet, hogy tömeget kapjon, bár a skála belső működése az erőre reagál.
Gyerekekkel hasznos beszélni egy másik bolygó, a hold vagy egy aszteroida súlyáról. A g értéke más, de az elv ugyanaz. A képletek azonban csak a felület közelében alkalmazandók, ahol a gravitációs gyorsulás nem változtat nagyban a helytől függően. A felülettől távol, Newton képletét kell alkalmaznia két távoli objektum közötti gravitációs erőre. Nem utalunk erre az erőre súlyként.
Newton mozgás törvényei
Newton első mozgási törvénye kimondja, hogy a nyugalomban lévő tárgyak általában nyugalomban maradnak, míg a mozgásban lévő tárgyak általában mozgásban maradnak. Newton második törvénye szerint egy objektum a) gyorsulása egyenlő a rajta levõ nettó erõvel, F, osztva a tömegével: a = F / m. A gyorsulás a mozgás megváltozása, tehát egy tárgy mozgásának állapotának megváltoztatására erőt kell alkalmazni. Egy tárgy tehetetlensége vagy tömege ellenáll a változásnak.
Gravitációs és inerciális tömeg
Mivel a gyorsulás a mozgás tulajdonsága, nem számít, mérheti úgy, hogy az erő vagy a tömeg miatt ne aggódjon. Tegyük fel, hogy ismert mechanikai erőt alkalmaz egy tárgyra, megmérjük annak gyorsulását, és kiszámoljuk a tömegét. Ez az objektum tehetetlenségi tömege. Ezután elrendez egy olyan helyzetet, amelyben az objektumra az egyetlen erő a gravitáció, majd megismétli a gyorsulást és kiszámítja a tömegét. Ezt nevezzük az objektum gravitációs tömegének. A fizikusok már régóta elgondolkodtak azon, hogy a gravitációs és inerciális tömeg valóban azonos-e. Az azon gondolatot, hogy azonosak, ekvivalencia elvének hívják, és fontos következményekkel jár a fizika törvényeire. A fizikusok évszázadok óta érzékeny kísérleteket végeznek az ekvivalencia elvének tesztelésére.2008-tól a legjobb kísérletek megerősítették azt 10 trillió részben.