Hmotnosť a telesná hmotnosť. Aký je rozdiel medzi telesnou hmotnosťou a gravitáciou

Vydanie 15

Pätnásta séria programu je venovaná novým fyzikálnym veličinám – hmotnosti tela a jeho hmotnosti. Tieto pojmy sú často zamieňané a merajú hmotnosť v kilogramoch. To je však hrubá chyba a profesor Daniel Edisonovich Quark vysvetlí, prečo je to tak. Je možné zmeniť svoju telesnú hmotnosť alebo dokonca urobiť to úplne bez tiaže? Fyzika odpovedá kladne. Chcete vedieť ako na to? Potom si pozrite video lekciu fyziky z Akadémie zábavné vedy o telesnej hmotnosti a hmotnosti.

Hmotnosť a telesná hmotnosť

Aký je rozdiel medzi hmotnosťou a telesnou hmotnosťou? Zdá sa, že je to jedno a to isté. Ale prečo potom, keď stojíme na váhe, môžeme meniť ich hodnoty vykonaním určitých činností (zdvihnutím rúk alebo ohnutím trupu)? Video lekcia fyziky je to, čo potrebujete na objasnenie týchto otázok. Áno, je v tom rozdiel. Z hľadiska fyziky je nesprávne pýtať sa predajcu, koľko váži ten či onen výrobok. A je správne sa pýtať, aká je jeho hmotnosť! Hmotnosť je vektorová veličina, sila. Vždy má smer. Pri konštantnej telesnej hmotnosti je možné meniť jeho hmotnosť. Napríklad položením banánu na váhu a zatlačením naň rukou získame väčšiu váhu, pričom hmotnosť banánu zostane rovnaká. Hmotnosť tela je sila, ktorou toto teleso priťahované k zemi tlačí na podperu alebo naťahuje záves. Ak sa telesná hmotnosť meria v kilogramoch, potom sa hmotnosť, ako každá sila, meria v newtonoch. Teraz je jasné, prečo je nesprávne povedať, že hmotnosť tela sa rovná toľkým kilogramom? Telesná hmotnosť sa teda vždy meria v newtonoch, zatiaľ čo telesná hmotnosť sa môže merať v gramoch, kilogramoch atď. Na rozdiel od telesnej hmotnosti nie je telesná hmotnosť konštantnou hodnotou. Môže sa zvyšovať alebo znižovať, pričom telesná hmotnosť zostáva rovnaká. Telesná hmotnosť je skalárna veličina. Prečo, ak sa na hojdačke silno hojdáte, začne vám to „vyrážať dych“? Profesor Quark verí, že ide o pocit beztiaže, podobný tomu, ktorý sa deje vo vesmíre. Ako to, že sa telesná hmotnosť stáva nula aj ked len na chvilu? A dopadá to tak, že v momente pádu telo na nič netlačí a nič nezdržuje, teda nemá žiadnu váhu. Tu je ďalší príklad, ktorý dokazuje, že hmotnosť telesa sa môže meniť pri rovnakej hmotnosti. Všetky telá vážia vo vode menej ako na súši. Inak sme nemohli plávať, ale šli sme rovno ku dnu. Slon vážiaci 1 tonu váži viac na súši ako vo vode. Veľryby vážiace viac ako 30 ton sú schopné vznášať sa vo vode ako vtáky.

Hmotnosť a hmotnosť. Hmotnosť a hmotnosť. Asi najčastejšie sú títo dvaja úplne rôzne koncepty sa porovnávajú, inak sa vo všeobecnosti považujú za rovnakú vec. Naozaj hovoríme: „Koľko vážiš?“ Aj keď v skutočnosti máme na mysli iba kvantitatívne vlastnosti nášho tela, v skutočnosti nemyslíme na žiadne ďalšie interakcie, ktoré by takéto nejednoznačné slovné útvary mohli znamenať. Preto, aby sme sa nemýlili v definíciách, je najlepšie pochopiť, prečo hmotnosť nemôže byť hmotnosť.

Veľmi nečakané kilá

Čísla, ktoré sa objavia na stupnici, napríklad keď tam vložíte vrece jahôd alebo sa pokúsite napasovať na veľrybu, pomáhajú nielen určiť, koľko peňazí musíte zaplatiť za chutné bobule, alebo zistiť, či je veľryba skutočne taká veľká. ako sa hovorí, ale odhaľujú aj mnohé ďalšie funkcie.

Ak hovoríte vedeckým jazykom, potom omša je fyzikálne množstvo , čo je miera gravitácie, energie a zotrvačnosti telesa, čo so sebou prirodzene prináša určité vlastnosti z pohľadu klasickej mechaniky:

Hmotnosť (m) je invariantná: nezávisí od výberu referenčného systému (RS), to znamená, že cestujúci vo vlaku alebo lietadle počas pohybu neschudne ani sa nezlepší. vozidlo. Takáto relativita CO je vlastná napríklad definícii rýchlosti, ale nie hmotnosti, ktorá sa tak prudko nemení.
Hmotnosť nezávisí od rýchlosti telesa. Zároveň je zotrvačnosť - vlastnosť stráviť určitý čas na zmenu rýchlosti, presne určená hmotnosťou. Napríklad pre slona je veľmi ťažké okamžite zrýchliť. Urobí pre seba stabilné a pohodlné kroky a len ukáže mačku myši - a až potom ju uvideli. Je menej inertný ako slon, rýchlejšie mení rýchlosť.
Tiež, keď dve telesá interagujú, ich hmotnosti sú nepriamo úmerné pomeru zrýchlení, čo je tiež veľa zotrvačnosti. Tento objav pomohol určiť hmotnosti planét, satelitov a ďalších vesmírne telesá pretože je takmer nemožné to urobiť iným spôsobom.
Hmotnosť je aditívna: celková hmotnosť telesa sa rovná hmotnosti všetkých jeho častí.
Zákon zachovania hmotnosti existuje a je splnený – to znamená, že bez ohľadu na to, aké procesy prebiehajú v akomkoľvek dobre koordinovanom systéme, celková hmotnosť zostáva vždy rovnaká.

Zároveň každé teleso môže gravitačne interagovať s inými telesami. Táto vlastnosť sa nazýva gravitačná hmotnosť, ktorá získala svoju hlavnú formuláciu pri štúdiu sily príťažlivosti. Gravitačná interakcia dvoch telies je priamo úmerná súčinu ich hmotností.

Einstein dokázal, že každé teleso, ktoré má hmotnosť, má aj svoju vlastnú energetickú rezervu (E). Ak sa hmotnosť zníži alebo zvýši, to isté sa stane s energiou - E = ms² kde c je rýchlosť svetla.

A predsa váha

Hmotnosť (P) nie je meradlom nič iné ako sila, ktorou teleso pôsobí na podperu v dôsledku príťažlivosti Zeme. Navyše, ak je práve táto podpera v pokoji alebo sa pohybuje rovnomerne v priamom smere, potom sa hmotnosť rovná príťažlivej sile - P = mg, kde m je hmotnosť telesa, g ≈ 9,81 je zrýchlenie voľného pádu .

Jednoducho povedané, váha meria, ako silno tlačíme na povrch miesta, kde stojíme alebo sedíme.
Ak sa teleso pohybuje zrýchlením, potom sa hmotnosť určí s prihliadnutím na to: P = m (g + a) - pri vertikálnom pohybe nahor, P = m (g-a) - vertikálne nadol.

Nadváha (prírastok hmotnosti) je pomerne zaujímavý fenomén, pretože môže ovplyvniť stav človeka: dochádza k krátkodobému poklesu videnia, ťažkostiam s dýchaním. Nadváha sa u astronautov stáva počas vzletu a pristátia vesmírna loď, pričom piloti robia manévre (mŕtve slučky).

Stav beztiaže je stav tela, v ktorom je hmotnosť nulová, pretože sila príťažlivosti dáva telu a jeho podpore rovnaké zrýchlenie. Astronautovi teda váha „zmizne“ počas pobytu na obežnej dráhe. Aby ste to cítili, môžete len skočiť. Potom nebude mať pod nohami žiadnu oporu.

V čom je rozdiel?

Hmotnosť teda nemôže byť hmotnosť, pretože:

Hmotnosť je kvantitatívna veličina a hmotnosť je sila.
Hmotnosť sa meria v kilogramoch (SI) a hmotnosť sa meria v Newtonoch.
Hmota nemá smer, ale hmotnosť, ako každá aplikovaná sila, áno.
Hmotnosť je konštantná, zatiaľ čo hmotnosť závisí od pohybu.

Hmotnosť a hmotnosť sú synonymá, ale nie absolútne. Hmotnosť je fyzikálna veličina, ktorá určuje zotrvačné a gravitačné vlastnosti telies. Hmotnosť určuje množstvo hmoty v objekte. Hmotnosť je sila, ktorou predmet tlačí na podperu alebo naťahuje záves.

Hmotnosť a hmotnosť. V čom je rozdiel? V čom je rozdiel?

Hmotnosť merané v kilogramoch a hmotnosť v newtonoch.
Hmotnosť je súčin hmotnosti a zrýchlenia voľného pádu (P = mg). Hodnota hmotnosti (pri konštantnej telesnej hmotnosti) je úmerná zrýchleniu voľného pádu, ktoré závisí od výšky nad povrchom zeme (alebo inej planéty). A presnejšie, hmotnosť je konkrétna definícia 2. Newtonovho zákona - sila sa rovná súčinu hmotnosti a zrýchlenia (F=ma). Preto sa počíta v Newtonoch, ako všetky sily.
Hmotnosť- vec je konštantná a hmotnosť je premenná a závisí napríklad od výšky, v ktorej sa telo nachádza. Je známe, že so zvyšujúcou sa výškou klesá zrýchlenie voľného pádu a zodpovedajúcim spôsobom klesá aj hmotnosť tela za rovnakých podmienok merania. Jeho hmotnosť zostáva konštantná.

Odpovedali sme na otázku: "hmotnosť a hmotnosť - aký je rozdiel?". Pre lepšie pochopenie témy sa pozrime na príklad, aký je rozdiel medzi hmotnosťou a hmotnosťou. Aby sme to urobili, pozrime sa bližšie na náš svet, v ktorom zmizla gravitačná sila Zeme.

Hmotnosť a hmotnosť - rozdiely v beztiažovom stave.

Veľké naložené auto nechajte v našom svete stáť na koľajniciach bez gravitácie a trenie v jeho kolesách nech je čo najnižšie - vyrobené sú guľkové ložiská a dokonale hladké koľajnice. Myslíte si, že tu bude ľahké presunúť takéto auto z miesta a zrýchliť ho na vysokú rýchlosť? A ak sa pohne, bude ľahké ho rýchlo zastaviť?

Ukazuje sa, že si to vyžaduje ešte poriadnu dávku sily. Ako, prečo? - pýtaš sa. Auto predsa nič neváži a my sme len videli, že sa dá bez problémov nosiť na pleciach? Áno, ale udržať zdvihnutý objekt nehybný je jedna vec a presunúť ho z miesta, uviesť ho do pohybu a zvýšiť jeho rýchlosť (informovať o zrýchlení) druhá. Prvý závisí od hmotnosti, teda gravitačnej sily Zeme, a druhý závisí od hmotnosti.

Vo svete bez príťažlivosti Zeme hmotnosť zmizne, ale hmotnosť zostane. Toto je rozdiel medzi hmotnosťou a hmotnosťou.

Byť vo svete bez gravitácie by sme si všimli jednu dôležitú okolnosť. My sami a všetky predmety z otrasov lietame sem hore. Ale predmety malej hmotnosti - ceruzky, riad, knihy - vzlietajú zo slabých otrasov as výrazným zrýchlením. A na to, aby sa pohla a rozletela masívna skriňa alebo továrenský stroj, je potrebná oveľa väčšia sila a ich rýchlosť sa bude zvyšovať veľmi pomaly.

Spomeňte si na zámočníka v depe. Tlačením zospodu sa mu podarilo dostať lokomotívu nad podlahu. Ale ako pomaly sa kolesá oddeľovali od koľajníc a akou nízkou rýchlosťou sa mohutný stroj vznášal nahor. Zároveň, aby sa pohyb zrýchlil, bolo potrebné namáhať sa zo všetkých síl. Nie je ľahké zastaviť vrak rútiaceho sa hore a potom ho poslať späť dole. Rovnako ťažké je tu zrýchliť alebo zastaviť auto, ktoré schudlo, no zachovalo si obrovskú hmotnosť.

Vo svete bez gravitácie, ale so zvyšnou hmotou si telesá zotrvačnosťou zachovávajú nielen stav pokoja, ale aj pohyb.

Je dobré, že keď sa odtlačíte od podlahy a vyletíte hore, narazíte na strop a váš pohyb sa zastaví. Ak by sa to stalo na ulici, zotrvačnosťou by ste leteli stále ďalej a ďalej od Zeme do svetového priestoru.

Keď pozorujeme chaos v miestnosti alebo na ulici, všimneme si, že predmety malej hmotnosti, ako sú vaše topánky alebo zelenina zo stánku, sú opotrebované vysokou rýchlosťou. Medzi nimi pomaly plávajú masívne skrine či nákladné autá. Tu v skutočnosti záležalo na väčšom alebo menšom zrýchlení, ktoré udelilo týmto rôznym masám pôsobenie dokonca rovnakých síl. Tá istá dieselová lokomotíva totiž zrýchli o 20 vagónov rýchlejšie a na vyššiu rýchlosť ako vlak zložený z 50 vozňov.

V miestnosti si dávajte pozor na kolíziu s klavírom letiacim smerom k vám: hoci nič neváži, má veľkú hmotnosť a môže vás zasiahnuť značnou silou.

Nezamieňajme si teda dve rôzne veci: hmotnosť a hmotnosť – množstvo hmoty so zotrvačnosťou a silu, ktorou túto hmotu priťahuje Zem. Opäť je to rozdiel medzi hmotnosťou a hmotnosťou, toto je rozdiel medzi hmotnosťou a hmotnosťou.

V prírode neexistujú „svety bez gravitácie“ – mohli sme si len predstaviť Zem, ktorá prestala priťahovať. Ale vo Vesmíre existujú svety „malej a veľkej gravitácie“ – nebeské telesá, ktoré sa priťahujú rôznymi silami.

Hmotnosť osoby na rôznych planétach zostáva rovnaká a hmotnosť sa mení v závislosti od gravitačnej sily. Takže napríklad ak hmotnosť astronaut na zemi má 80 kg, potom bude jeho hmotnosť na obežnej dráhe takmer nulová, na Mesiaci by vážil menej ako 15 kg, ale na Jupiteri - takmer 200 kg. Zároveň jeho hmotnosť zostáva nezmenená vo všetkých prípadoch. Tejto téme sa venujú nasledujúce články.

V živote veľmi často hovoríme: „váha 5 kilogramov“, „váži 200 gramov“ atď. A predsa nevieme, že robíme chybu, keď to hovoríme. Pojem telesná hmotnosť študuje každý na fyzike v siedmej triede, no mylné používanie niektorých definícií sa nám tak zamiešalo, že zabudneme, čo sme sa naučili, a veríme, že telesná hmotnosť a hmotnosť sú jedno. a to isté.

Avšak nie je. Okrem toho je hmotnosť tela konštantná, ale hmotnosť tela sa môže meniť a klesať na nulu. Čo je teda zlé a ako správne hovoriť? Skúsme na to prísť.

Telesná hmotnosť a telesná hmotnosť: vzorec na výpočet

Hmotnosť je mierou zotrvačnosti tela, ide o to, ako telo reaguje na náraz, ktorý naň pôsobí, alebo ako pôsobí na iné telesá. A hmotnosť telesa je sila, ktorou teleso pôsobí na vodorovnú podperu alebo zvislé zavesenie pod vplyvom zemskej gravitácie.

Hmotnosť sa meria v kilogramoch a telesná hmotnosť, ako každá iná sila, v newtonoch. Hmotnosť telesa má smer, ako každá sila, a je vektorovou veličinou. Hmotnosť nemá smer a je skalárnou veličinou.

Šípka, ktorá označuje hmotnosť tela na obrázkoch a grafoch, je vždy nasmerovaná nadol, rovnako ako sila gravitácie.

Vzorec telesnej hmotnosti vo fyzike sa píše takto:

kde m - telesná hmotnosť

g - zrýchlenie voľného pádu = 9,81 m/s^2

Ale napriek zhode so vzorcom a smerom gravitácie existuje vážny rozdiel medzi gravitáciou a telesnou hmotnosťou. Gravitácia je aplikovaná na telo, to znamená, zhruba povedané, je to to, čo tlačí na telo, a hmotnosť tela sa aplikuje na podperu alebo zavesenie, to znamená, že tu telo už tlačí na zavesenie alebo podperu. .

Ale povaha existencie gravitácie a telesnej hmotnosti je rovnaká príťažlivosť Zeme. Presne povedané, hmotnosť tela je dôsledkom gravitačnej sily pôsobiacej na telo. A rovnako ako gravitácia, telesná hmotnosť klesá s výškou.

Telesná hmotnosť v stave beztiaže

V stave beztiaže je hmotnosť tela nulová. Telo nebude vyvíjať tlak na podperu ani naťahovať odpruženie a nebude nič vážiť. Stále však bude mať hmotnosť, pretože na to, aby telo dostalo akúkoľvek rýchlosť, bude potrebné vyvinúť určité úsilie, čím väčšie, tým väčšia je hmotnosť tela.

V podmienkach inej planéty zostane hmotnosť tiež nezmenená a hmotnosť telesa sa bude zvyšovať alebo znižovať v závislosti od gravitačnej sily planéty. Telesnú hmotnosť meriame závažiami v kilogramoch a na meranie telesnej hmotnosti, ktorá sa meria v newtonoch, môžeme použiť dynamometer špeciálne zariadenie na meranie sily.

. (Pri viacerých podperách sa hmotnosťou rozumie celková sila pôsobiaca na všetky podpery, pri kvapalných a plynných podperách však v prípade ponorenia telesa do nich býva často výnimka, t.j. vtedy sily napr. teleso pôsobiace na ne sú vylúčené z hmotnosti a zahrnuté do sily Archimedes). Jednotkou hmotnosti v medzinárodnom systéme jednotiek (SI) je newton, niekedy je jednotkou CGS dyne.

Hmotnosť P tela v pokoji v inerciálnej referenčnej sústave sa zhoduje s gravitačnou silou pôsobiacou na teleso a je úmerná hmotnosti a zrýchleniu voľného pádu v danom bode:

Hodnota hmotnosti (pri konštantnej telesnej hmotnosti) je úmerná zrýchleniu voľného pádu, ktoré závisí od výšky nad zemským povrchom (alebo povrchom inej planéty, ak je v jej blízkosti teleso a nie Zem, a hmotnosť a veľkosť tejto planéty) a v dôsledku neguľovitosti Zeme a tiež v dôsledku jej rotácie (pozri nižšie) z geografických súradníc meraného bodu. Ďalším faktorom ovplyvňujúcim zrýchlenie voľného pádu a tým aj hmotnosť tela sú gravitačné anomálie spôsobené štrukturálnymi vlastnosťami zemského povrchu a podložia v blízkosti meracieho bodu.

Keď sa systém podpory tela (alebo zavesenia) pohybuje vzhľadom na inerciálny referenčný rámec so zrýchlením, hmotnosť sa prestane zhodovať s gravitačnou silou:

Zároveň sa prísne rozlišovanie medzi pojmami hmotnosť a hmotnosť akceptuje hlavne vo fyzike av mnohých každodenných situáciách sa slovo „váha“ naďalej používa, keď v skutočnosti rozprávame sa o „mase“. Hovoríme napríklad, že predmet „váži jeden kilogram“ napriek tomu, že kilogram je jednotka hmotnosti. Okrem toho sa v cykle humanitných vied tradične používa pojem „váha“ vo význame „hmotnosť“ – v kombinácii „hmotnosť ľudského tela“.

Poznámky

pozri tiež

Nadácia Wikimedia. 2010.

Synonymá:

Pozrite si, čo je „hmotnosť“ v iných slovníkoch:

hmotnosť- hmotnosť, a a y, pl. h. a, ov... ruský pravopisný slovník

hmotnosť- hmotnosť/... Morfemický pravopisný slovník

Exist., m., použitie. často Morfológia: (nie) čo? hmotnosť a hmotnosť, čo? hmotnosť, (pozri) čo? hmotnosť čo? hmotnosť, čo? o hmotnosti; pl. Čo? hmotnosť, (nie) čo? váhy, prečo? váhy, (pozri) čo? hmotnosť ako? váhy o čom? o váhe 1. Hmotnosť akéhokoľvek fyzického ... ... Slovník Dmitrieva

A (y); m. 1. fyz. Gravitácia. 2. Rozbaliť. a špeciálne Množstvo, hmotnosť koho, aké l., stanovené vážením. B. tovar, batožina. Ľahký zápasník. Nádoba s hmotnosťou sto kilogramov. Pribrať, schudnúť. Pribrať, schudnúť... encyklopedický slovník

VÁHA, weights (y), pl. hmotnosť (špeciálna), muž 1. Gravitácia tela k zemi, tlak telesa na nejaký druh povrchu (fyzický). 2. Závažnosť tela vyjadrená číselne (určená pomocou váh). Určiť hmotnosť. Taška s hmotnosťou 5 kg. Koľko je v ňom... Vysvetľujúci slovník Ushakov

Vidieť autoritu, dôležitosť, dôstojnosť, hodnotu v hodnote zlata, s váhou ... Slovník ruských synoným a výrazov podobného významu. pod. vyd. N. Abramova, M .: Ruské slovníky, 1999. hmotnosť hmotnosť; prestíž, prestíž, prestíž, vplyv, ... ... Slovník synonym

HMOTNOSŤ, sila GRAVITAČNEJ príťažlivosti tela. Hmotnosť telesa sa rovná súčinu hmotnosti telesa a zrýchlenia voľného pádu. Hmotnosť zostáva konštantná, ale hmotnosť závisí od polohy objektu na povrchu Zeme. S rastúcou výškou klesá hmotnosť... Vedecko-technický encyklopedický slovník

Množstvo tovaru, ktoré sa má dodať alebo ponúknuť na doručenie. Rozlišuje sa aj prepravná hmotnosť uvedená v prepravných dokladoch a hmotnosť bez nákladu uvedená v protokole o kontrole hmotnosti. Slovník obchodných pojmov. Akademik.ru. 2001... Slovník obchodných podmienok

hmotnosť- VÁHA, a, m. Železo. Význam, dôstojnosť niekoho alebo niečoho. Teraz ste šéf, teraz máte váhu tehotnej slonice. Ty ma s tvojou váhou nie je duša. Držať váhu, správať sa pompézne, s nadmernou dôležitosťou, so zdôraznenou dôstojnosťou. Z výšky…… Slovník ruského arga