Sự khác biệt về trọng lượng cơ thể là gì. Sự khác biệt giữa trọng lượng và khối lượng

Trong một số trường hợp, trọng lực và trọng lượng của một vật có giá trị bằng nhau. Do đó, có thể nảy sinh ấn tượng sai lầm rằng không có sự khác biệt giữa các giá trị này. Hãy cố gắng xua tan những giả định như vậy và xem xét trọng lực khác với trọng lượng cơ thể như thế nào.

Sự định nghĩa

Trọng lựcđược gọi là giá trị phản ánh tác dụng hấp dẫn của Trái đất lên một vật nằm sát bề mặt của nó.

lực hấp dẫn

Trọng lượng cơ thểđược coi là một lực phát ra từ một vật thể liên quan đến giá đỡ hoặc phần đính kèm phía trên của nó (ví dụ: một sợi chỉ hoặc một lò xo).

Trọng lượng cơ thể

so sánh

Hiểu sự khác biệt giữa trọng lực và trọng lượng cơ thể dễ dàng hơn ví dụ cụ thể. Như vậy, một cuốn sách nằm trên giá chịu tác dụng của trọng lực. Loại thứ hai được áp dụng trực tiếp cho cơ thể. Hiện tượng tương tự bản chất lực hấp dẫn được đặc trưng bởi sự tương tác của vật thể và Trái đất.

Đồng thời, kệ chịu trọng lượng của cuốn sách. Chúng ta đang nói ở đây về lực lượng hướng đến sự hỗ trợ. Trong ví dụ của chúng ta, cuốn sách và cái kệ tương tác với nhau, mặc dù lý do tồn tại của trọng lượng cũng là lực hút của Trái đất. Nếu bỏ điểm tựa thì vật sẽ rơi tự do. Trong trường hợp này, trọng lượng sẽ biến mất và chỉ còn lại lực hấp dẫn, lực này liên tục tác dụng lên cơ thể, nhưng có thể được bù lại bằng các lực khác, chẳng hạn như lực Archimedean.

Điều quan trọng là cả hai đại lượng đều là đại lượng vectơ. Nhưng lực hấp dẫn ở bất kỳ vị trí nào của cơ thể đều hướng xuống dưới. Tuy nhiên, trong trường hợp trọng lượng, vị trí trong không gian của giá đỡ có tầm quan trọng then chốt. Một lực như vậy luôn hướng vuông góc với nó. Các đại lượng được nghiên cứu chỉ trùng khớp với véc tơ trong điều kiện giá đỡ chịu trọng lượng nằm trong mặt phẳng nằm ngang.

Xem xét sự khác biệt giữa trọng lực và trọng lượng cơ thể, điều đáng nhấn mạnh là đại lượng thứ hai phụ thuộc vào việc liệu vật thể có chuyển động hay không và liệu gia tốc có được quan sát hay không. Chỉ khi cơ thể đứng yên hoặc chuyển động đều, trọng lượng không khác về giá trị với lực hấp dẫn. Trong các điều kiện khác, không có sự bằng nhau giữa các đại lượng. Ví dụ: trọng lượng trong thang máy tăng tốc khác với tốc độ trước khi thiết bị được gửi đi và trùng với lực hấp dẫn.

TẠI lối nói thông tục chúng ta đã quen hoạt động tự do với những khái niệm như trọng lượng và khối lượng. Theo quy định, chúng tôi sử dụng thuật ngữ đầu tiên liên quan đến con người hoặc thực phẩm và chúng tôi sử dụng thuật ngữ thứ hai để mô tả phương tiện hạng nặng hoặc thiết bị lớn. Nhưng nói chung, người ta thường chấp nhận rằng những từ này có cùng một nghĩa.

Tuy nhiên, từ quan điểm của khoa học vật lý, có một sai lầm trong cách tiếp cận này. Khối lượng và trọng lượng không bằng nhau, được đo bằng các đơn vị khác nhau và có ý nghĩa hoàn toàn khác nhau.

Hai đặc tính của vật phẩm - không đổi và dễ thay đổi

Bằng ngôn ngữ khoa học khối lượng là một thuộc tính không đổi, không thay đổi và giữ nguyên trong mọi điều kiện. Nếu bạn giải thích bằng những từ đơn giản, đây là một khái niệm định lượng cho biết có bao nhiêu chất chứa trong một vật được lấy - một hòn đá, một khối gỗ, một giọt nước, v.v. Rõ ràng là trên Trái đất, trong không gian mở của không gian hoặc trên bất kỳ hành tinh nào, chỉ số này sẽ giữ nguyên.

Hầu hết mọi thứ tồn tại trong Vũ trụ đều có ít nhất một số khối lượng, ngay cả khi rất nhỏ. Điều này không chỉ áp dụng cho photon và thậm chí cả graviton - những hạt vẫn chưa được ghi nhận chính thức. Trên thực tế, không có khối lượng nào đi “thành âm” - mặc dù ở đây có thể lưu ý rằng sự hiện diện của nó được cho phép bởi các phép tính toán học suy đoán.

trong đó trọng lượng là một giá trị không ổn định, nó có thể thay đổi và phụ thuộc trực tiếp vào các điều kiện xung quanh đối tượng được chụp. Theo cách diễn đạt, đây là lực ép của cơ thể lên giá đỡ hiện có. Do đó, chỉ báo chủ yếu bị ảnh hưởng bởi sự hấp dẫn. Cơ thể được lấy để nghiên cứu sẽ cân nặng không bằng nhau các hành tinh khác nhau bởi vì trọng lực Thiên thể thu hút các đối tượng từ sức mạnh khác nhau. Và trong không gian mở, cách xa tất cả các hành tinh, thuật ngữ này hoàn toàn mất đi ý nghĩa của nó.

Để viết hai khái niệm, áp dụng các hệ thống khác nhau. Vì vậy, đơn vị khối lượng cơ bản là một kilôgam. Nhưng trọng lượng được tính bằng newton theo một công thức đặc biệt - để tìm ra nó, bạn cần tìm sản phẩm rồi khối lượng đã biết và các giá trị trọng lực.

Nói cách khác, sự khác biệt giữa hai khái niệm có thể được giải thích - trái ngược với khối lượng, trọng lượng luôn hướng về một nơi nào đó, nó có một vectơ mà vật thể được lấy tác dụng.

Tất nhiên, trong lời nói thông tục, mọi người hiếm khi chú ý đến những sắc thái như vậy. Nếu bạn mắc lỗi và sử dụng thuật ngữ này thay vì thuật ngữ khác trong một cuộc trò chuyện bình thường, sẽ không có sự hiểu lầm nào phát sinh. Nhưng điều quan trọng là phải hiểu những gì khái niệm vật lý trong thực tế. Trong nhiều trường hợp, khi chúng ta nói từ "trọng lượng", chúng ta nói về khối lượng - cũng như ngược lại.

Trọng lực và trọng lượng là hai khái niệm liên quan đến lý thuyết trường vật lý hấp dẫn. Hai khái niệm này thường bị hiểu sai và sử dụng sai ngữ cảnh. Tình trạng này trở nên trầm trọng hơn bởi thực tế là ở cấp độ thông thường, các khái niệm về khối lượng (thuộc tính của vật chất) và trọng lượng cũng được coi là một cái gì đó giống hệt nhau. Đó là lý do tại sao hiểu đúng về trọng lực và trọng lượng lại quan trọng đối với khoa học. Thường thì hai khái niệm gần như tương tự này được sử dụng thay thế cho nhau. Bài viết này cung cấp một cái nhìn tổng quan về các khái niệm chính, biểu hiện của chúng, các trường hợp đặc biệt, điểm tương đồng và cuối cùng là sự khác biệt của chúng.
Phân tích các khái niệm chính:

Lực hướng vào một vật thể từ hành tinh Trái đất hoặc từ một hành tinh khác trong Vũ trụ (bất kỳ thiên thể nào theo nghĩa rộng nhất) là lực hấp dẫn. Lực là một biểu hiện có thể quan sát được về biểu hiện của lực hấp dẫn. Được biểu thị bằng số bằng phương trình Fth=mg (g=9,8m/s2).

Lực này được tác dụng lên từng vi hạt của cơ thể, ở cấp độ vĩ mô, điều này có nghĩa là nó được tác dụng lên trọng tâm của vật thể này, vì các lực tác dụng lên từng hạt riêng biệt có thể được thay thế bằng tổng của các lực này. Lực này có tính chất vectơ, luôn hướng về tâm khối lượng của hành tinh. Mặt khác, Fstrand có thể được biểu thị dưới dạng lực hấp dẫn giữa hai vật thể, thường khác nhau về khối lượng. Sẽ có một mối quan hệ tỷ lệ nghịch với khoảng thời gian giữa các vật thể tương tác trong hình vuông (theo công thức của Newton).

Trong trường hợp một vật thể trên một mặt phẳng, nó sẽ là khoảng cách giữa vật thể và tâm khối lượng của hành tinh, đó là bán kính của nó (R). Tùy thuộc vào độ cao của vật thể trên bề mặt, Fstrand và g thay đổi, do khoảng cách giữa các vật thể được kết nối tăng lên, tương ứng (R + h) , trong đó h biểu thị độ cao trên bề mặt. Điều này ngụ ý sự phụ thuộc rằng vật thể ở càng cao so với mặt đất thì trọng lực càng nhỏ và g càng nhỏ.

Trọng lượng cơ thể, đặc điểm, so sánh với trọng lực

Lực mà một cơ thể tác dụng lên giá đỡ hoặc hệ thống treo thẳng đứng được gọi là trọng lượng của cơ thể. (W). Đây là một vectơ, đại lượng có hướng. Các nguyên tử (hoặc phân tử) của vật thể bị đẩy ra khỏi các hạt của đế, dẫn đến sự biến dạng một phần của cả giá đỡ và vật thể, lực đàn hồi phát sinh và trong một số trường hợp, hình dạng của vật thể và giá đỡ thay đổi một chút tại cấp độ vĩ mô. Một phản lực hỗ trợ phát sinh, song song, một lực đàn hồi cũng phát sinh trên bề mặt cơ thể để đáp ứng với phản ứng hỗ trợ - đây là trọng lượng. Trọng lượng cơ thể (W) ngược chiều với phản lực hỗ trợ.

Các trường hợp đặc biệt, đối với tất cả chúng đều bình đẳng W=m(g-a):

Giá đỡ đứng yên trong trường hợp vật đặt trên bàn hoặc nó chuyển động thẳng đều với vận tốc không đổi (a=0) Trong trường hợp này, W=Fheavy.

Nếu giá đỡ đang tăng tốc hướng xuống, thì cơ thể cũng đang tăng tốc hướng xuống, khi đó W nhỏ hơn Fstrand và trọng lượng hoàn toàn bằng 0, nếu gia tốc bằng gia tốc rơi tự do (khi g=a, W=0) Trong trường hợp này, có biểu hiện không trọng lượng, giá đỡ chuyển động với gia tốc g và do đó, sẽ không có ứng suất và biến dạng khác nhau do lực cơ học tiếp xúc tác dụng từ bên ngoài. Cũng có thể đạt được trạng thái không trọng lượng bằng cách đặt vật thể ở điểm trung hòa giữa hai khối lượng hấp dẫn giống hệt nhau hoặc di chuyển vật thể ra xa nguồn trọng lực.

Một trường hấp dẫn đồng nhất vốn dĩ không thể gây ra “căng thẳng” trong cơ thể, giống như một cơ thể chuyển động dưới tác động của Fstrand sẽ không cảm thấy gia tốc trọng trường và vẫn là một cơ thể “không căng thẳng” không trọng lượng. Gần đây trường không đồng nhất(các vật thể thiên văn khối lượng lớn), một vật thể rơi tự do sẽ chịu nhiều lực thủy triều khác nhau và hiện tượng không trọng lượng sẽ không có, vì các bộ phận khác nhau của vật thể sẽ tăng tốc không đều và thay đổi hình dạng.

Đứng với cơ thể di chuyển lên. Tương đương của tất cả các lực sẽ hướng lên trên, do đó, phản lực hỗ trợ F sẽ lớn hơn Fstrand và W sẽ lớn hơn Fstrand, và trạng thái này được gọi là quá tải. Hệ số bội số của quá tải (K) - giá trị của trọng số lớn hơn Ft bao nhiêu lần. Giá trị này được tính đến, ví dụ, khi bay vào vũ trụ và hàng không quân sự, vì ở những khu vực này có thể đạt được tốc độ đáng kể.

Tình trạng quá tải làm tăng tải trọng lên các cơ quan của con người, chủ yếu là hệ cơ xương và tim là nơi chịu tải nhiều nhất do tăng trọng lượng máu và cơ quan nội tạng. Quá tải cũng là một giá trị định hướng và phải tính đến sự tập trung của nó theo một hướng nhất định đối với cơ thể (máu dồn xuống chân hoặc lên đầu, v.v.) Quá tải cho phép lên đến giá trị K không quá mười.

Sự khác biệt chính

1. Các lực này được áp dụng cho các "khu vực" không bằng nhau. Fstrand được áp dụng cho trọng tâm của vật thể và trọng lượng được áp dụng cho giá đỡ hoặc hệ thống treo.
2. Sự khác biệt còn nằm ở thực thể vật lý: trọng lực là Lực hấp dẫn, trọng lượng có bản chất điện từ. Trên thực tế, cơ thể không bị biến dạng từ bên các lực lượng bên ngoàiđang trong tình trạng lấp lửng.
3. Fstrand và W có thể khác nhau cả về giá trị định lượng, và theo hướng, nếu gia tốc của vật không bằng 0, thì W của vật lớn hơn hoặc nhỏ hơn trọng lực, như trong các trường hợp trên (nếu gia tốc hướng theo một góc thì W hướng về phía gia tốc).
4. Trọng lượng cơ thể và lực hấp dẫn ở các cực của hành tinh và đường xích đạo. Tại điểm cực, một vật nằm trên mặt phẳng chuyển động với gia tốc a = 0, vì nó nằm trên trục quay nên Fstrand và W sẽ trùng nhau. Ở xích đạo, nếu quay từ tây sang đông, vật thể xuất hiện gia tốc hướng tâm và trọng tâm của mọi lực, theo định luật Newton, sẽ hướng về tâm hành tinh, theo hướng gia tốc. Phản lực hỗ trợ chống lại lực hấp dẫn cũng sẽ hướng vào tâm trái đất, nhưng nó sẽ nhỏ hơn Fgr và trọng lượng của cơ thể, tương ứng, sẽ nhỏ hơn Fgr.

Phần kết luận

Trong thế kỷ 20, các khái niệm về không gian và thời gian tuyệt đối đã bị thách thức. Cách tiếp cận tương đối tính đặt không chỉ tất cả các quan sát viên, mà cả độ dời hoặc gia tốc, trên cùng một cơ sở tương đối. Điều này đã dẫn đến sự nhầm lẫn về ý nghĩa chính xác của trọng lực và trọng lượng. Chẳng hạn, thang đo trong thang máy đang tăng tốc không thể phân biệt được với thang đo trong trường hấp dẫn.

Lực hấp dẫn và trọng lượng do đó về cơ bản trở nên phụ thuộc vào hành động quan sát và người quan sát. Điều này khiến cho khái niệm này bị bỏ rơi vì không cần thiết trong các ngành cơ bản như vật lý và hóa học. Tuy nhiên, biểu diễn vẫn còn quan trọng trong việc giảng dạy vật lý. Sự mơ hồ do thuyết tương đối đưa ra, bắt đầu từ những năm 1960, dẫn đến các cuộc thảo luận về cách xác định trọng lượng, lựa chọn giữa một định nghĩa danh nghĩa: một lực do trọng lực hoặc một định nghĩa vận hành được xác định trực tiếp bởi hành động cân.

phát hành 15

Loạt thứ mười lăm của chương trình dành riêng cho mới đại lượng vật lý- khối lượng cơ thể và trọng lượng. Những khái niệm này thường bị nhầm lẫn và đo trọng lượng bằng kilogam. Nhưng đây là sai lầm lớn và Giáo sư Daniel Edisonovich Quark sẽ giải thích tại sao lại như vậy. Có thể thay đổi trọng lượng cơ thể của bạn hoặc thậm chí làm cho nó hoàn toàn không trọng lượng? Vật lý trả lời trong lời khẳng định. Bạn có muốn biết làm thế nào để làm điều đó? Sau đó xem video bài học vật lý từ Học viện khoa học giải trí về khối lượng cơ thể và trọng lượng.

Khối lượng và trọng lượng cơ thể

Sự khác biệt giữa khối lượng và trọng lượng cơ thể là gì? Nó dường như là một và giống nhau. Nhưng tại sao khi đứng trên bàn cân, chúng ta có thể thay đổi cách đọc của chúng bằng cách thực hiện một số hành động nhất định (giơ tay hoặc uốn cong thân mình)? Một bài học video về vật lý là những gì bạn cần để làm rõ những câu hỏi này. Có một sự khác biệt. Từ quan điểm của vật lý, thật sai lầm khi hỏi người bán sản phẩm này hoặc sản phẩm kia nặng bao nhiêu. Và thật đúng khi hỏi khối lượng của nó là bao nhiêu! Trọng lượng là một đại lượng vectơ, lực. Cô ấy luôn có định hướng. Với trọng lượng cơ thể không đổi, trọng lượng của nó có thể thay đổi được. Ví dụ, đặt một quả chuối lên cân và dùng tay ấn vào, ta tăng thêm trọng lượng, trong khi khối lượng của quả chuối không đổi. Trọng lượng của cơ thể là lực mà cơ thể này, bị hút xuống đất, đè lên giá đỡ hoặc kéo căng hệ thống treo. Nếu khối lượng cơ thể được đo bằng kilogam, thì trọng lượng, giống như bất kỳ lực nào, được đo bằng newton. Bây giờ thì đã rõ tại sao nói trọng lượng của vật bằng bao nhiêu ki-lô-gam là sai? Vì vậy, trọng lượng cơ thể luôn được đo bằng newton, trong khi trọng lượng cơ thể có thể được đo bằng gam, kilôgam, v.v. Không giống như trọng lượng cơ thể, trọng lượng cơ thể không giá trị hiện có. Nó có thể tăng hoặc giảm, trong khi trọng lượng cơ thể vẫn giữ nguyên. trọng lượng cơ thể là số lượng vô hướng. Tại sao, nếu bạn đu mạnh trên xích đu, nó bắt đầu "hụt hơi"? Giáo sư Quark tin rằng đây là cảm giác không trọng lượng, tương tự như cảm giác xảy ra trong không gian. Làm thế nào mà trọng lượng của cơ thể trở nên bằng không, dù chỉ trong một khoảnh khắc? Và hóa ra là như vậy bởi vì tại thời điểm rơi, cơ thể không đè lên bất cứ thứ gì và không trì hoãn bất cứ thứ gì, do đó, nó không có trọng lượng. Đây là một ví dụ khác chứng minh rằng trọng lượng của một vật thể có thể thay đổi với cùng một khối lượng. Tất cả các cơ thể nặng ít hơn trong nước hơn trên đất liền. Nếu không, chúng tôi không biết bơi mà lặn thẳng xuống đáy. Một con voi nặng 1 tấn ở trên cạn nặng hơn ở dưới nước. Cá voi nặng hơn 30 tấn có thể bay lượn dưới nước như chim.