Сила веса
Что такое сила веса
Вес тела является силой влияния этого тела на опору в виде подвеса или иной разновидности крепления, которая препятствует падению, и возникает в области воздействия силы тяжести.
Вес тела в единицах СИ измеряется в Ньютонах (Н).
Термин «вес» обычно не применяется в законах в физике. Чаще всего используют понятия «масса» и «сила». Более содержательная величина — это сила воздействия на опору. Если ее рассчитать, то можно, к примеру, оценить абсолютную способность опоры стабилизировать положение рассматриваемого тела в определенных условиях.
Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.
История понятия
Еще древнегреческие философы оперировали определениями тяжести и легкости тел, как неотъемлемыми их физическими свойствами.
- Согласно Платону, вес является естественной тенденцией объектов искать себе подобные.
- Аристотель понимал легкость, как свойство в восстановлении порядка ключевых компонентов, включая воду, воздух, землю и огонь.
- Это качество Архимедом определялось, как противоположное плавучести.
- Евклид впервые представил контактное определение веса. Оно заключалось в том, что данная величина является легкостью одной вещи в сравнении с другой, измеряемой балансом.
В 1901 году была проведена третья Генеральная конференция по мерам и весам. В рамках мероприятия было подчеркнуто, что понятие «вес» соответствует величине аналогичной природы, что и определение «сила». На конференции было отмечено понятие веса тела, как произведение массы тела на ускорение, вызванное гравитацией. Стандартным весом тела было принято называть произведение массы тела и стандартного ускорения, которое составляет 980,665 см/с2.
Способы измерения
Прибором, позволяющим измерить вес тела, являются пружинные весы. Если они градуированы, то с их помощью можно определить массу тела.
Принцип действия рычажных весов заключается в сравнении масс объектов, которые подвержены воздействию равного ускорения свободного падения, либо суммы ускорений в случае неинерциальных систем отсчета.
Если используют технические пружинные весы, то ускорение свободного падения, как правило, не учитывают. Это связано с минимальным влиянием этой величины на измерения, которая меньше, чем практически необходимая точность взвешивания.
Для газообразной и жидкой среды характерно действие силы Архимеда, что объясняет разницу измерений веса по сравнению с взвешиванием аналогичного тела в вакууме.
Важные формулы для расчета веса тела
В том случае, когда тело находится в состоянии покоя в условиях инерциальной системы отсчета, его вес Р будет равен силе тяжести, которая воздействует на тело, пропорционален массе m и ускорению свободного падения g в рассматриваемой точке.
Формула для расчета веса имеет вид:
P = m * g
Ускорение свободного падения является зависимой величиной. Оно определяется высотой над поверхностью Земли, а также географическими координатами точки измерения.
В результате вращения Земли в течение суток наблюдается широтное уменьшение веса. Таким образом, данная величина на экваторе будет меньше, чем на полюсах. Значение g также меняется в связи с гравитационными аномалиями. Они объясняются неодинаковым строением поверхности планеты. Если объект находится не на Земле, а близко к поверхности другой планеты, то величина ускорения свободного падения будет определяться массой и габаритами этой планеты.
Невесомость — отсутствие веса. Данное состояние возможно при удалении тела от объекта, который его притягивал, либо в том случае, когда тело пребывает в свободном падении, то есть:
g – w = 0
Тело, масса которого m, может быть подвержено воздействию других сил. Такие силы обусловлены гравитационным полем. Примерами являются сила Архимеда и сила трения.
Отличие силы веса тела от силы тяжести
Термины силы тяжести и веса отличаются. Оба понятия применимы для теории гравитационного поля в физике. Нередко их неверно используют в разном контексте. Это связано с тем, что в стандартном понимании такие определения, как масса в виде свойства материи и вес, воспринимаются в качестве тождественных. По этой причине важно правильно понимать тяжесть и вес тела при рассмотрении научных вопросов. Часто эти две концепции применяются, как взаимозаменяемые.
Сила, направленная на тело со стороны Земли или другого астрономического объекта, является силой тяжести:
F (тяж) = m * g
Сила воздействия тела на опору или вертикальный подвес является весом тела, которая обозначена буквой W и представляет собой векторную величину.
При этом наблюдают процесс отталкивания атомов или молекул объекта от частиц основания. В результате:
- появляется частичная деформация опоры и объекта;
- возникают силы упругости;
- незначительно изменяется форма тела и опоры;
- возникает сила реакции опоры и сила упругости на поверхности тела.
Примеры задач для расчета веса тела
Требуется определить массу шара из свинца, если его вес составляет 600 Н.
Решение:
P = m * g
m = P / g
m = 600 / 10 = 60
Ответ: масса шара равна 60 килограмм.
Имеется футбольный мяч, который весит 400 грамм. Требуется вычислить его вес и силу тяжести, оказывающую на него воздействие.
Решение:
P = F (тяж) = m * g
P = F (тяж) = 0,4 * 10 = 4
Ответ: вес мяча и сила тяжести равны 4 Н.
Необходимо определить вес воды, объем которой составляет 3 кубических дециметра.
Решение:
P = m * g
m = p * V
m = 1000 * 0.003 = 3
Р = 3 * 9.8 = 29.4
Ответ: вес воды равен 29,4 Н.
К потолку подвешена люстра. Она действует на подвес с силой 49 Н. Требуется определить массу люстры.
Решение:
P = m * g
m = P / g
m = 49 / 9.8 = 5
Ответ: масса люстры составляет 5 килограмм.
Вес на других планетах
Вес тела зависит от гравитационного ускорения. Притяжение на других планетах определяется их массой и удалением поверхности от центра тяжести. Сравнить гравитационные ускорения можно с помощью таблицы:
Заметили ошибку?
Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»
Нашли ошибку?
Текст с ошибкой:
Расскажите, что не так
