Perbezaan antara berat dan jisim. Apakah perbezaan antara jisim dan berat dan mengapa terdapat penggantian konsep

Graviti dan berat adalah dua konsep yang terlibat dalam teori medan fizik graviti. Kedua-dua konsep ini sering disalahfahamkan dan digunakan dalam konteks yang salah. Keadaan ini diburukkan lagi oleh fakta bahawa pada tahap biasa konsep jisim (sifat jirim) dan berat juga dianggap sebagai sesuatu yang serupa. Itulah sebabnya pemahaman yang betul tentang graviti dan berat adalah penting untuk sains. Selalunya kedua-dua konsep yang hampir serupa ini digunakan secara bergantian. Artikel ini memberikan gambaran keseluruhan konsep utama, manifestasinya, kes khas, persamaan dan, akhirnya, perbezaannya.
Analisis konsep utama:

Daya yang diarahkan kepada objek dari planet Bumi atau dari planet lain di Alam Semesta (mana-mana badan astronomi dalam erti kata yang paling luas) ialah daya graviti. Daya ialah demonstrasi yang boleh diperhatikan tentang manifestasi daya graviti. Dinyatakan secara berangka oleh persamaan Fth=mg (g=9.8m/s2).

Daya ini digunakan pada setiap mikrozarah badan, pada peringkat makro, ini bermakna ia digunakan pada pusat graviti badan ini, kerana daya yang bertindak pada setiap zarah secara berasingan boleh digantikan oleh paduan daya ini. Daya ini adalah vektor, sentiasa diarahkan ke arah pusat jisim planet. Sebaliknya, Fstrand boleh dinyatakan dari segi daya graviti antara dua jasad, biasanya berbeza dalam jisim. Akan ada hubungan berkadar songsang dengan selang antara objek yang berinteraksi dalam segi empat sama (mengikut formula Newton).

Dalam kes jasad di atas satah, ia akan menjadi jurang antara jasad dan pusat jisim planet, iaitu jejarinya (R). Bergantung pada ketinggian badan di atas permukaan, Fstrand dan g berubah, kerana jurang antara objek yang disambungkan meningkat, masing-masing (R + h), di mana h menunjukkan ketinggian di atas permukaan. Ini membayangkan pergantungan bahawa semakin tinggi objek di atas paras Bumi, semakin kurang graviti dan semakin kurang g.

Berat badan, ciri, perbandingan dengan graviti

Daya yang badan bertindak pada sokongan atau ampaian menegak dipanggil berat badan. (W). Ini ialah vektor, kuantiti terarah. Atom (atau molekul) badan ditolak daripada zarah asas, mengakibatkan ubah bentuk separa sokongan dan objek, daya kenyal timbul dan, dalam beberapa kes, bentuk badan dan sokongan berubah sedikit pada peringkat makro. Daya tindak balas sokongan timbul, secara selari, daya kenyal juga timbul pada permukaan badan sebagai tindak balas kepada tindak balas sokongan - ini adalah berat. Berat badan (W) secara vektor bertentangan dengan daya tindak balas sokongan.

Kes-kes khas, untuk kesemuanya kesaksamaan diperhatikan W=m(g-a):

Pendirian adalah pegun dalam kes objek di atas meja, atau ia bergerak secara seragam dengan kelajuan malar (a=0) Dalam kes ini, W=Fheavy.

Jika sokongan sedang memecut ke bawah, maka badan juga memecut ke bawah, maka W adalah kurang daripada Fthand dan beratnya adalah sifar sepenuhnya, jika pecutan adalah sama dengan pecutan jatuh bebas. (apabila g=a, W=0) Dalam kes ini, terdapat manifestasi tanpa berat, sokongan bergerak dengan pecutan g dan, oleh itu, tidak akan ada pelbagai tegasan dan ubah bentuk daripada daya sentuhan-mekanikal yang digunakan dari luar. Ketidakberatan juga boleh dicapai dengan meletakkan badan pada titik neutral antara dua jisim graviti yang sama atau mengalihkan objek dari sumber graviti.

Medan graviti homogen sememangnya tidak boleh menyebabkan "tekanan" dalam badan, sama seperti jasad yang bergerak di bawah tindakan Fstrand tidak akan merasakan pecutan graviti dan kekal sebagai badan tanpa berat, "bebas tekanan". Berhampiran medan tidak homogen (objek astronomi besar), badan yang jatuh bebas akan merasakan pelbagai daya pasang surut dan fenomena tanpa berat akan tiada, kerana pelbagai bahagian badan akan memecut secara tidak sekata dan mengubah bentuknya.

Berdiri dengan badan bergerak ke atas. Setara dengan semua daya akan diarahkan ke atas; oleh itu, tindak balas sokongan F akan lebih besar daripada Fstrand dan W akan lebih besar daripada Fstrand, dan keadaan ini dipanggil beban lampau. Kepelbagaian beban lampau (K) - berapa kali nilai berat lebih besar daripada Ft. Nilai ini diambil kira, sebagai contoh, apabila terbang ke angkasa dan penerbangan ketenteraan, kerana pada dasarnya di kawasan ini adalah mungkin untuk mencapai kelajuan yang ketara.

Beban berlebihan meningkatkan beban pada organ manusia, terutamanya sistem muskuloskeletal dan jantung yang paling banyak dimuatkan, disebabkan oleh peningkatan berat darah dan organ dalaman. Lebihan beban juga merupakan nilai arah dan kepekatannya dalam arah tertentu untuk badan mesti diambil kira (darah mengalir ke kaki atau ke kepala, dll.) Lebihan beban yang dibenarkan sehingga nilai K tidak lebih daripada sepuluh.

Perbezaan utama

1. Daya ini digunakan untuk "kawasan" yang tidak sama rata. Fstrand digunakan pada pusat graviti objek, dan berat dikenakan pada sokongan atau penggantungan.
2. Perbezaannya terletak pada intipati fizikal: graviti adalah daya graviti, manakala berat mempunyai sifat elektromagnet. Malah, badan yang tidak tertakluk kepada ubah bentuk daripada daya luar berada dalam ketandusan berat.
3. Fthand dan W boleh berbeza dalam nilai kuantitatif dan dalam arah, jika pecutan badan tidak sama dengan sifar, maka W badan adalah sama ada lebih besar atau kurang daripada daya graviti, seperti dalam kes di atas (jika pecutan diarahkan pada sudut, maka W diarahkan ke arah pecutan) .
4. Berat badan dan graviti di kutub planet dan khatulistiwa. Di tiang, objek yang terletak di permukaan bergerak dengan pecutan a = 0, kerana ia terletak pada paksi putaran, oleh itu, Fstrand dan W akan bertepatan. Di khatulistiwa, memandangkan putaran dari barat ke timur, jasad itu mempunyai pecutan sentripetal dan tumpuan semua daya, mengikut undang-undang Newton, akan diarahkan ke arah pusat planet, ke arah pecutan. Daya tindak balas sokongan yang menentang daya graviti juga akan diarahkan ke arah pusat bumi, tetapi ia akan kurang daripada Fgr dan berat badan, masing-masing, akan kurang daripada Fgr.

Kesimpulan

Pada abad ke-20, konsep ruang dan masa mutlak telah dicabar. Pendekatan relativistik meletakkan bukan sahaja semua pemerhati, tetapi juga anjakan atau pecutan, pada asas relatif yang sama. Ini telah menyebabkan kekeliruan tentang apa sebenarnya yang dimaksudkan dengan graviti dan berat. Skala dalam lif yang memecut, misalnya, tidak dapat dibezakan daripada skala dalam medan graviti.

Daya dan berat graviti menjadi asasnya bergantung kepada tindakan pemerhatian dan pemerhati. Ini menyebabkan konsep itu ditinggalkan sebagai berlebihan dalam disiplin asas seperti fizik dan kimia. Walau bagaimanapun, perwakilan tetap penting dalam pengajaran fizik. Kekaburan yang diperkenalkan oleh relativiti membawa, bermula pada tahun 1960-an, kepada perbincangan tentang cara mentakrifkan berat, memilih antara definisi nominal: daya akibat graviti atau definisi operasi yang ditentukan secara langsung oleh tindakan menimbang.

Siri kelima belas program ini dikhaskan untuk kuantiti fizikal baru - jisim badan dan beratnya. Konsep ini sering keliru dan mengukur berat dalam kilogram. Tetapi ini adalah kesilapan besar dan Profesor Daniel Edisonovich Quark akan menjelaskan mengapa ini berlaku. Adakah mungkin untuk menukar berat badan anda atau menjadikannya tanpa berat sepenuhnya? Fizik menjawab secara afirmatif. Adakah anda ingin tahu bagaimana untuk melakukannya? Kemudian tonton video pelajaran fizik dari Akademi Sains Penghibur, khusus untuk jisim dan berat badan.

Jisim dan berat badan

Apakah perbezaan antara jisim dan berat badan? Ia seolah-olah satu dan sama. Tetapi mengapa, kemudian, semasa berdiri di atas penimbang, kita boleh mengubah bacaannya dengan melakukan tindakan tertentu (mengangkat tangan atau membengkokkan badan)? Pelajaran video dalam fizik ialah perkara yang anda perlukan untuk menjelaskan soalan-soalan ini. Ya, ada perbezaan. Dari sudut pandangan fizik, adalah salah untuk bertanya kepada penjual berapa berat produk ini atau itu. Dan betul untuk bertanya berapa jisimnya! Berat ialah kuantiti vektor, daya. Dia sentiasa mempunyai hala tuju. Dengan berat badan yang berterusan, beratnya boleh diubah. Sebagai contoh, meletakkan pisang pada penimbang dan menekannya dengan tangan anda, kita mendapat lebih banyak berat, manakala jisim pisang tetap sama. Berat badan ialah daya yang mana badan ini, tertarik ke tanah, menekan pada sokongan atau meregangkan ampaian. Jika jisim badan diukur dalam kilogram, maka berat, seperti mana-mana daya, diukur dalam newton. Sekarang jelas mengapa salah untuk mengatakan bahawa berat badan adalah sama dengan banyak kilogram? Jadi, berat badan sentiasa diukur dalam newton, manakala berat badan boleh diukur dalam gram, kilogram, dll. Tidak seperti berat badan, berat badan bukanlah nilai tetap. Ia boleh bertambah atau berkurangan, manakala berat badan tetap sama. Jisim badan ialah kuantiti skalar. Mengapa, jika anda mengayun dengan kuat pada buaian, adakah ia mula "menarik nafas anda"? Profesor Quark percaya bahawa ini adalah perasaan tanpa berat, sama seperti yang berlaku di angkasa. Bagaimanakah berat badan menjadi sama dengan sifar, walaupun untuk seketika? Dan ternyata begitu kerana pada saat jatuh badan tidak menekan apa-apa dan tidak menangguhkan apa-apa, oleh itu, ia tidak mempunyai berat. Berikut adalah contoh lain yang membuktikan bahawa berat badan boleh berubah dengan jisim yang sama. Semua badan kurang berat di dalam air daripada di darat. Jika tidak, kami tidak boleh berenang, tetapi terus ke bawah. Seekor gajah seberat 1 tan lebih berat di darat daripada di dalam air. Paus seberat lebih 30 tan mampu melayang di dalam air seperti burung.

. (Dalam kes beberapa sokongan, berat difahami sebagai jumlah daya yang bertindak ke atas semua sokongan; namun, untuk sokongan cecair dan gas, dalam kes rendaman jasad di dalamnya, pengecualian sering dibuat, iaitu kuasa-kuasa badan yang bertindak ke atasnya dikecualikan daripada berat dan termasuk dalam daya Archimedes). Unit berat dalam Sistem Unit Antarabangsa (SI) ialah newton, kadangkala unit CGS ialah dyne.

Beratnya P jasad dalam keadaan rehat dalam rangka rujukan inersia , bertepatan dengan daya graviti yang bertindak ke atas jasad itu, dan berkadar dengan jisim dan pecutan jatuh bebas pada titik tertentu:

Nilai berat (pada jisim badan yang tetap) adalah berkadar dengan pecutan jatuh bebas, yang bergantung pada ketinggian di atas permukaan bumi (atau permukaan planet lain, jika jasad itu berdekatan dengannya, dan bukan Bumi, dan jisim dan saiz planet ini), dan, disebabkan oleh bukan sfera Bumi, dan juga disebabkan oleh putarannya (lihat di bawah), dari koordinat geografi titik pengukuran. Faktor lain yang mempengaruhi pecutan jatuh bebas dan, oleh itu, berat badan, adalah anomali graviti disebabkan oleh ciri-ciri struktur permukaan bumi dan tanah bawah di sekitar titik pengukuran.

Apabila sistem sokongan badan (atau penggantungan) bergerak relatif kepada kerangka rujukan inersia dengan pecutan, berat tidak lagi bertepatan dengan daya graviti:

Pada masa yang sama, perbezaan yang ketat antara konsep berat dan jisim diterima terutamanya dalam fizik, dan dalam banyak situasi seharian perkataan "berat" terus digunakan apabila sebenarnya bercakap tentang "jisim". Sebagai contoh, kita mengatakan bahawa objek "berberat satu kilogram" walaupun fakta bahawa kilogram adalah unit jisim. Di samping itu, istilah "berat" dalam makna "jisim" secara tradisinya digunakan dalam kitaran sains manusia - dalam kombinasi "berat badan manusia".

Nota

lihat juga

Yayasan Wikimedia. 2010 .

Lihat apa "Berat" dalam kamus lain:

beratnya- berat, a dan y, pl. h. a, ov ... Kamus ejaan bahasa Rusia

beratnya- berat/… Kamus ejaan morfem

Wujud., m., guna. selalunya Morfologi: (tidak) apa? berat dan berat, apa? berat, (lihat) apa? berat apa? berat, apa? tentang berat; pl. apa? berat, (tidak) apa? berat, kenapa? penimbang, (lihat) apa? berat daripada? berat tentang apa? tentang penimbang 1. Berat mana-mana fizikal ... ... Kamus Dmitriev

A (y); m. 1. Fizik. Graviti. 2. Kembangkan. dan istimewa Kuantiti, jisim siapa, apa l., ditentukan dengan menimbang. B. barang, bagasi. Ahli gusti ringan. Sebuah bekas seberat seratus kilogram. Naik, turunkan berat badan. Naik, turunkan berat badan... Kamus ensiklopedia

BERAT, berat (y), pl. berat (istimewa), lelaki 1. Graviti badan ke tanah, tekanan badan pada beberapa jenis permukaan (fizikal). 2. Dinyatakan dalam istilah berangka, keterukan badan (ditentukan menggunakan pemberat). Tentukan berat. Beg seberat 5 kg. Berapa banyak di dalamnya... Kamus Penerangan Ushakov

Lihat kewibawaan, kepentingan, maruah, nilai yang berbaloi dengan beratnya dalam emas, dengan berat ... Kamus sinonim dan ungkapan Rusia yang serupa dalam makna. bawah. ed. N. Abramova, M .: Kamus Rusia, 1999. jisim berat; prestij, prestij, prestij, pengaruh, ... ... kamus sinonim

BERAT, daya tarikan GRAVITASI badan. Berat badan adalah sama dengan hasil jisim badan dan pecutan jatuh bebas. Jisim kekal malar, tetapi berat bergantung pada lokasi objek di permukaan Bumi. Apabila ketinggian meningkat, berat badan menurun... Kamus ensiklopedia saintifik dan teknikal

Kuantiti barang yang hendak dihantar atau ditawarkan untuk penghantaran. Perbezaan juga dibuat antara berat penghantaran yang ditunjukkan dalam dokumen penghantaran dan berat yang dipunggah yang ditunjukkan dalam laporan semakan berat. Kamus istilah perniagaan. Akademik.ru. 2001... Glosari istilah perniagaan

beratnya- BERAT, a, m. Besi. Kepentingan, maruah seseorang atau sesuatu. Anda kini bos, anda kini mempunyai berat gajah bunting. Awak saya dengan berat awak bukan jiwa. Untuk memegang berat untuk berkelakuan sombong, dengan kepentingan yang berlebihan, dengan maruah yang ditekankan. Dari tinggi…… Kamus Argo Rusia

Konsep yang kita kenal sejak awal kanak-kanak ialah jisim. Namun, dalam perjalanan fizik, beberapa kesukaran dikaitkan dengan kajiannya. Oleh itu, adalah perlu untuk menentukan dengan jelas bagaimana ia boleh dikenali? Dan mengapa ia tidak sama dengan berat?

Penentuan jisim

Makna saintifik semulajadi kuantiti ini ialah ia menentukan jumlah jirim yang terkandung dalam badan. Untuk penunjukannya, adalah kebiasaan untuk menggunakan huruf Latin m. Unit ukuran dalam sistem piawai ialah kilogram. Dalam tugasan dan kehidupan seharian, yang luar sistem juga sering digunakan: gram dan tan.

Dalam kursus fizik sekolah, jawapan kepada soalan: "Apakah jisim?" diberikan dalam kajian fenomena inersia. Kemudian ia ditakrifkan sebagai keupayaan badan untuk menahan perubahan dalam kelajuan pergerakannya. Oleh itu, jisim juga dipanggil lengai.

Apakah berat badan?

Pertama, ia adalah daya, iaitu, vektor. Jisim, sebaliknya, ialah berat skalar yang sentiasa dilekatkan pada sokongan atau ampaian dan diarahkan ke arah yang sama dengan graviti, iaitu menegak ke bawah.

Formula untuk mengira berat bergantung pada sama ada sokongan (penggantungan) ini bergerak. Apabila sistem dalam keadaan rehat, ungkapan berikut digunakan:

P \u003d m * g, di mana P (dalam sumber Inggeris huruf W digunakan) ialah berat badan, g ialah pecutan jatuh bebas. Untuk bumi, g biasanya diambil bersamaan dengan 9.8 m / s 2.

Formula jisim boleh diperoleh daripadanya: m = P / g.

Apabila bergerak ke bawah, iaitu, ke arah berat, nilainya berkurangan. Jadi formula mengambil bentuk:

P \u003d m (g - a). Di sini "a" ialah pecutan sistem.

Iaitu, apabila kedua-dua pecutan ini adalah sama, keadaan tanpa berat diperhatikan apabila berat badan adalah sifar.

Apabila badan mula bergerak ke atas, mereka bercakap tentang peningkatan berat badan. Dalam keadaan ini, keadaan beban berlebihan berlaku. Kerana berat badan meningkat, dan formulanya akan kelihatan seperti ini:

P \u003d m (g + a).

Bagaimanakah jisim berkaitan dengan ketumpatan?

Penyelesaian. 800 kg/m 3 . Untuk menggunakan formula yang telah diketahui, anda perlu mengetahui isipadu tempat. Ia adalah mudah untuk mengira jika kita mengambil tempat untuk silinder. Kemudian formula isipadu ialah:

V = π * r 2 * h.

Selain itu, r ialah jejari, dan h ialah ketinggian silinder. Maka isipadunya akan sama dengan 668794.88 m 3. Sekarang anda boleh mengira jisim. Ia akan menjadi seperti ini: 535034904 kg.

Jawapan: jisim minyak adalah lebih kurang sama dengan 535036 tan.

Tugas nombor 5. Keadaan: Panjang kabel telefon terpanjang ialah 15151 km. Berapakah jisim kuprum yang masuk ke dalam pembuatannya, jika keratan rentas wayar ialah 7.3 cm 2?

Penyelesaian. Ketumpatan kuprum ialah 8900 kg/m 3 . Isipadu ditemui oleh formula yang mengandungi hasil darab luas tapak dan ketinggian (di sini, panjang kabel) silinder. Tetapi pertama-tama anda perlu menukar kawasan ini menjadi meter persegi. Iaitu, bahagikan nombor ini dengan 10000. Selepas pengiraan, ternyata jumlah keseluruhan kabel adalah lebih kurang sama dengan 11000 m 3.

Sekarang kita perlu mendarabkan nilai ketumpatan dan isipadu untuk mengetahui jisim yang sama. Hasilnya ialah nombor 97900000 kg.

Jawapan: jisim kuprum ialah 97900 tan.

Satu lagi isu berkaitan jisim

Tugas nombor 6. Keadaan: Lilin terbesar seberat 89867 kg ialah diameter 2.59 m. Berapakah ketinggiannya?

Penyelesaian. Ketumpatan lilin - 700 kg / m 3. Ketinggian perlu dicari dari Iaitu, V mesti dibahagikan dengan hasil darab π dan kuasa dua jejari.

Dan isipadu itu sendiri dikira oleh jisim dan ketumpatan. Ia ternyata sama dengan 128.38 m 3. Ketinggian ialah 24.38 m.

Jawapan: ketinggian lilin ialah 24.38 m.