Gravitácia a váha sú dva pojmy zapojené do teórie gravitačného poľa z fyziky. Tieto dva pojmy sa často nesprávne interpretujú a používajú v nesprávnom kontexte. Túto situáciu zhoršuje skutočnosť, že na bežnej úrovni sa pojmy hmota (vlastnosť hmoty) a hmotnosti tiež vnímajú ako niečo zhodné. Preto je pre vedu dôležité správne pochopiť gravitáciu a váhu. Tieto dva takmer podobné pojmy sa často používajú vzájomne zameniteľné. Tento článok poskytuje prehľad základných pojmov, ich prejavov, špeciálnych prípadov, podobností a nakoniec ich rozdielov.
Analýza základných pojmov:
gravitácie
Sila namierená na objekt zo strany planéty Zem alebo zo strany inej planéty vo vesmíre (akékoľvek astronomické teleso v širšom slova zmysle) je gravitácia. Sila je pozorovateľným prejavom gravitácie. Numericky vyjadrené rovnicou Vlákno = mg (g = 9,8 m / s2).
Táto sila pôsobí na každú mikročasticu telesa, na makroúrovni to znamená, že je aplikovaná na ťažisko telesa, pretože sily pôsobiace na každú časticu môžu byť nahradené výsledkom týchto síl. Táto sila je vektorová a je vždy zameraná na ťažisko planéty. Na druhej strane F-ťah môže byť vyjadrený gravitačnou silou medzi dvoma telesami, ktoré sa zvyčajne odlišujú hmotnosťou. Bude existovať nepriamo úmerný vzťah s intervalom medzi hranicami interagujúcich objektov (podľa Newtonovho vzorca).
V prípade telesa v rovine bude jeho polomer (R) medzera medzi telom a ťažiskom planéty. V závislosti od výšky telesa nad povrchom F sa napätie ag mení, pretože medzera medzi pripojenými predmetmi sa primerane zvyšuje (R + h), kde h predstavuje výšku nad povrchom. Závisí to od toho, že čím vyšší je objekt nad úrovňou Zeme, tým nižšia je gravitácia a menej g.
Telesná hmotnosť, vlastnosti, porovnanie s gravitáciou
Sila, s ktorou telo pôsobí na podperu alebo vertikálne zavesenie, sa nazýva hmotnosť tela. (W). Toto je smerové množstvo vektora. Atómy (alebo molekuly) tela sú odpudzované zo základných častíc, čo vedie k čiastočnej deformácii podpery a predmetu, vznikajú elastické sily a v niektorých prípadoch sa tvar tela a podpery mení na makro úrovni nevýznamne. Existuje reakčná sila podpery, ktorá je súbežne s povrchom tela tiež pružná, ako reakcia na podperu - to je hmotnosť. Vektor telesnej hmotnosti (W) opačne nasmerovaný podporuje reakčnú silu.
Osobitné prípady, pri všetkých je zachovaná rovnosť W = m (g-a):
Stojan je nehybný v prípade objektu na stole alebo sa pohybuje rovnomerne konštantnou rýchlosťou (a = 0). V tomto prípade W = F.
Ak podpera zrýchli nadol, potom telo zrýchli nadol, potom W je nižšia ako F vlastná váha a hmotnosť je úplne nula, ak je zrýchlenie rovnaké ako gravitačné zrýchlenie. (pre g = a, W = 0) V tomto prípade je prejavom beztiaže, nosič sa pohybuje so zrýchlením g, a preto nedôjde k žiadnemu odlišnému namáhaniu a deformáciám od vonkajšej sily pôsobiacej na kontaktnú mechanickú silu. Nulovú gravitáciu je možné dosiahnuť umiestnením tela do neutrálneho bodu medzi dvoma identickými gravitačnými hmotami alebo premiestnením predmetu od zdroja gravitácie..
Homogénne gravitačné pole vo svojej podstate nemôže spôsobiť „stres“ v tele, rovnako ako telo pohybujúce sa pod vplyvom F nebude pociťovať gravitačné zrýchlenie a zostane beztiažovým „stresovým“ telesom. Blízko nejednotného poľa (masívne astronomické objekty) bude voľne padajúce telo pociťovať rôzne prílivové sily a jav beztiaže bude chýbať, pretože rôzne časti tela nerovnomerne zrýchľujú a menia svoj tvar..Stojan s telom pohybujúcim sa hore. Ekvivalent všetkých síl bude nasmerovaný smerom nahor, preto bude reakcia podpery väčšia ako F napätie a W väčšie ako F napätie a tento stav sa nazýva preťaženie. Násobnosť preťaženia (K) - koľkokrát je váha väčšia ako F ťah. Táto hodnota sa berie do úvahy napríklad pri letoch do vesmíru a vojenského letectva, pretože najmä v týchto oblastiach možno dosiahnuť významné rýchlosti..
Preťaženie zvyšuje záťaž na ľudské orgány, najmä na pohybový aparát a srdce, ktoré sú najviac zaťažené v dôsledku zvýšenia hmotnosti krvi a vnútorných orgánov. Preťaženie je tiež smerované množstvo a jeho koncentrácia v určitom smere pre telo sa musí brať do úvahy (krvné vyrážky na nohy alebo hlavu atď.) Prípustné preťaženia do hodnoty K nie viac ako desať.
Kľúčové rozdiely
- Tieto sily pôsobia na nerovnaké „oblasti“. Závažie sa aplikuje na ťažisko predmetu a závažie sa aplikuje na podperu alebo zavesenie.
- Rozdiel tiež spočíva vo fyzickej podstate: gravitácia je gravitačná sila, zatiaľ čo hmotnosť má elektromagnetickú povahu. V skutočnosti je telo, ktoré nie je vystavené deformácii z vonkajších síl, v nulovej gravitácii.
- Ťah a W sa môžu líšiť v kvantitatívnej hodnote aj v smere, ak zrýchlenie tela nie je rovné nule, potom je telo buď väčšie alebo menšie ako gravitácia, ako vo vyššie uvedených prípadoch (ak je zrýchlenie nasmerované pod uhlom, potom W je nasmerované na zrýchlenie)..
- Telesná hmotnosť a gravitácia na póloch planéty a rovníku. Na póle sa objekt ležiaci na povrchu pohybuje so zrýchlením a = 0, pretože je umiestnený na osi otáčania, preto sa napätie F a W zhodujú. Na rovníku, berúc do úvahy rotáciu zo západu na východ, sa v tele objaví centripetálne zrýchlenie a podľa Newtonovho zákona bude zameranie všetkých síl nasmerované smerom do stredu planéty smerom k zrýchleniu. Na rozdiel od gravitačnej sily bude reakčná sila nosiča smerovaná aj do stredu Zeme, ale bude nižšia ako F hmotnosť a podľa toho bude telesná hmotnosť nižšia ako F hmotnosť.
záver
V 20. storočí boli koncepty absolútneho priestoru a času spochybňované. Relativistický prístup postavil nielen všetkých pozorovateľov, ale aj posunutie alebo zrýchlenie na rovnaký relatívny základ. To viedlo k nejasnostiam, čo sa myslí gravitáciou a váhou. Napríklad stupnica v urýchľujúcom výťahu sa nedá odlíšiť od stupnice v gravitačnom poli.
Gravitačná sila a váha sa tak stali v podstate závislé od aktu pozorovania a pozorovateľa. To spôsobilo odmietnutie koncepcie ako zbytočnej v základných disciplínach, ako sú fyzika a chémia. Vo výučbe fyziky je však výkon dôležitý. Nejednoznačnosť zavedených relativít, ktorá sa začala v šesťdesiatych rokoch, viedla k diskusiám o tom, ako určiť váhu výberom medzi nominálnou definíciou: silou v dôsledku pôsobenia gravitácie alebo operačnou definíciou určenou priamo na základe vážiaceho aktu..
