Gravitace a váha jsou dva pojmy zapojené do teorie gravitačního pole fyziky. Tyto dva pojmy jsou často nesprávně interpretovány a použity v nesprávném kontextu. Tato situace je ještě umocněna skutečností, že na běžné úrovni jsou pojmy hmota (vlastnost hmoty) a hmotnosti také vnímány jako něco identického. Proto je pro vědu důležité správné pochopení gravitace a váhy. Tyto dva téměř podobné pojmy se často používají zaměnitelně. Tento článek poskytuje přehled základních pojmů, jejich projevů, zvláštních případů, podobností a nakonec jejich rozdílů.
Analýza základních pojmů:
Gravitace
Síla namířená na objekt ze strany planety Země nebo ze strany jiné planety ve vesmíru (jakékoli astronomické tělo v širokém smyslu) je gravitace. Síla je pozorovatelným projevem gravitace. Numericky vyjádřeno rovnicí Vlákno = mg (g = 9,8 m / s2).
Tato síla je aplikována na každou mikročástici těla, na makro úrovni to znamená, že je aplikována na těžiště těla, protože síly působící na každou částici samostatně mohou být nahrazeny výsledkem těchto sil. Tato síla je vektorová, vždy směřuje ke středu hmoty planety. Na druhou stranu F-tah může být vyjádřen gravitační silou mezi dvěma těly, která se obvykle liší hmotností. Bude existovat nepřímo úměrný vztah s intervalem mezi interagujícími objekty na druhou (podle Newtonova vzorce).
V případě tělesa v rovině bude jeho poloměr (R) mezera mezi tělem a těžištěm planety. V závislosti na výšce těla nad povrchem F se mění napětí a g, protože mezera mezi připojenými objekty se odpovídajícím způsobem zvyšuje (R + h), kde h ukazuje výšku nad povrchem. Závisí to na tom, že čím vyšší je objekt nad úrovní Země, tím nižší je gravitace a čím méně g.
Tělesná hmotnost, vlastnosti, porovnání s gravitací
Síla, se kterou tělo působí na podpěru nebo vertikální zavěšení, se nazývá hmotnost těla. (W). Toto je vektorové směrové množství. Atomy (nebo molekuly) těla jsou odpuzovány od základních částic, což má za následek částečnou deformaci podpěry i předmětu, vznikají elastické síly a v některých případech se tvar těla a podpěry mění na makro úrovni nevýznamně. Reakční síla podpěry je souběžně s povrchem těla také vyvolávána elastická síla v reakci na reakci podpěry - to je hmotnost. Vektor tělesné hmotnosti (W) opačně směřující podporuje reakční sílu.
Zvláštní případy, pro všechny z nich je dodržována rovnost W = m (g-a):
Stojan stojí v případě objektu na stole nebo se pohybuje rovnoměrně konstantní rychlostí (a = 0). V tomto případě W = F.
Pokud podpora zrychluje směrem dolů, pak tělo zrychluje směrem dolů, pak W je menší než F mrtvá hmotnost a hmotnost je zcela nulová, pokud se zrychlení rovná zrychlení gravitace (pro g = a, W = 0) V tomto případě je přítomen projev beztíže, podpěra se pohybuje se zrychlením g, a proto nedochází k žádným rozdílným napětím a deformacím od externě působící kontaktní mechanicko-síly. Nulové gravitace lze také dosáhnout umístěním těla do neutrálního bodu mezi dvěma identickými gravitačními hmotami nebo přesunutím předmětu od zdroje gravitace..
Homogenní gravitační pole neodmyslitelně nemůže v těle způsobit „stres“, stejně jako tělo pohybující se pod vlivem F necítí gravitační zrychlení a zůstává beztížným „stresovým“ tělesem. V blízkosti nestejnoměrného pole (masivní astronomické objekty) bude volně padající tělo pociťovat různé přílivové síly na sebe a bude se objevovat jev beztíže, protože různé části těla nerovnoměrně zrychlí a změní svůj tvar.Stojan s tělem pohybujícím se nahoru. Ekvivalent všech sil bude směřován vzhůru, proto bude reakce podpěry větší než F napětí a W větší než F napětí a tento stav se nazývá přetížení. Násobnost přetížení (K) - kolikrát je váha větší než Ftyazh. Tato hodnota se bere v úvahu například při letech do vesmíru a vojenského letectví, protože hlavně v těchto oblastech lze dosáhnout významných rychlostí..
Přetížení zvyšuje zatížení lidských orgánů, zejména muskuloskeletální systém a srdce jsou nejvíce zatíženy v důsledku zvýšení hmotnosti krve a vnitřních orgánů. Přetížení je také směrované množství a jeho koncentrace v určitém směru pro tělo musí být brána v úvahu (krev se vrhá na nohy nebo hlavu atd.) Přípustné přetížení až do hodnoty K ne více než deset.
Klíčové rozdíly
- Tyto síly jsou aplikovány na nerovné „oblasti“. Hmotnost se aplikuje na těžiště předmětu a hmotnost se aplikuje na podpěru nebo zavěšení.
- Rozdíl také spočívá ve fyzické podstatě: gravitace je gravitační síla, zatímco hmotnost má elektromagnetickou povahu. Ve skutečnosti je tělo, které není vystaveno deformaci vnějšími silami, v nulové gravitaci.
- Pevnost v tahu a W se mohou lišit jak v kvantitativní hodnotě, tak ve směru, pokud zrychlení těla není rovno nule, pak je tělo buď větší nebo menší než gravitace, jako ve výše uvedených případech (pokud je zrychlení směrováno pod úhlem, pak W směřuje k zrychlení).
- Tělesná hmotnost a gravitace na pólech planety a rovníku. Na pólu se objekt ležící na povrchu pohybuje zrychlením a = 0, protože je umístěn na ose otáčení, proto se F napětí a W shodují. U rovníku, s přihlédnutím k rotaci ze západu na východ, se v těle objeví centripetální zrychlení a podle Newtonova zákona bude zaměření všech sil nasměrováno směrem ke středu planety, ke zrychlení. Na rozdíl od gravitační síly bude reakční síla podpěry také směřována do středu Země, ale bude menší než F hmotnost a podle toho bude tělesná hmotnost nižší než F hmotnost.
Závěr
Ve 20. století byly koncepce absolutního prostoru a času zpochybněny. Relativistický přístup postavil nejen všechny pozorovatele, ale také přemístění nebo zrychlení, na stejný relativní základ. To vedlo k nejasnostem, co se myslí gravitací a váhou. Například měřítko v zrychlujícím výtahu nelze v gravitačním poli odlišit od měřítka.
Gravitační síla a hmotnost se tak staly v podstatě závislé na aktu pozorování a pozorovatele. Toto způsobilo odmítnutí konceptu, jak nadbytečný v základních disciplínách, takový jako fyzika a chemie. Ve výuce fyziky však zůstává výkon důležitý. Nejednoznačnost zavedených relativit, počínaje šedesátými léty, vedla k diskusím o tom, jak určit váhu výběrem mezi nominální definicí: silou v důsledku působení gravitace nebo operační definicí určenou přímo na základě vážení.
