С весом, массой и силой тяжести есть определенная путаница. Давайте разберем из-за чего возникают проблемы и как правильно применять эти понятия.
Некоторое время назад один из комментаторов пытался "заяснить", что-то типа того, что вес тела изменяется в ньютонах, а измерять его в килограммах - полная безграмотность и незнание основ физики.
Тогда я как-то отмахнулся, типа измерять вес, вообще говоря, можно в чем угодно, хоть в секундах, это проблема шкал и переводных коэффициентов.
Но когда с вопросом о весе подошла Влада, которая как раз сейчас это проходит в школе, то я с одной стороны, просто отмахнуться я уже не мог. С другой стороны понял, что у школьников есть определенные проблемы с пониманием этого вопроса.
Более того.
Проблемы с пониманием есть и у остальных наук - и если в задачах по физике, как правило, не допускается вес выражать в кило/граммах и тд, то в математике и химии сплошь и рядом! Запросто может встретиться такая фраза: - "Имеется монета/вещество весом X грамм"!))
А вот наоборот, чтобы писали весом Y ньютон я не помню ни разу!
Вот давайте я сейчас и Владе и остальным школьникам, в том числе, моим будущим семиклассникам расскажу в чем проблема и как правильно.
Итак существуют, в каком-то смысле, близкие по смыслу понятия, которые часто отождествляются обычными людьми, в обычной жизни и даже некоторыми науками - масса, вес и сила тяжести.
Исторически везде масса и вес почти всегда воспринимаются как полные синонимы. И, по большому счету, в земных условиях такой подход имеет право на жизнь. А вот в космических уже нет.
Думаю, не найдется человека, который не слышал о неВЕСомости, то есть, об отсутствие веса, при том, что масса как была так и осталась.
Ближайший пример у вас в сотне километров над вашими головами - все орбитальные спутники находятся в состоянии невесомости!
На всякий случай уточню - сила тяжести на них действует, причем практически такая же как у нас на Земле! А вот веса нет!
Самое простое - это сила тяжести и масса.
Масса
- Как раз масса в физике измеряется в килограммах и других единицах (граммы/фунты и тд) массы. Величина скалярная, то есть, НЕ имеющая направления.
Сила тяжести
Сила тяжести - это, прежде всего, как следует из названия, это сила. А значит это вектор и у него есть направление.
Сила тяжести порождается гравитационным взаимодействием.
Она пропорциональна МАССАМ.
Измеряется, как и любые силы, в НЬЮТОНАХ и других единицах силы.
На поверхности Земли и вблизи ее сила тяжести Fт= m*g, где g - ускорение свободного падения ≈10м/с²
В более общем случае Fт= G*m*M/R², где
- G - гравитационная постоянная 6,7*10⁻¹¹ м³/(кг·с²)
- M, m - массы притягивающийся тел в кг
- R - расстояния между центрами масс этих тел в м
Правда, в более общем случае сила называется уже не "силой тяжести", а "силой гравитационного притяжения".
При этом, сила тяжести получается из закона притяжения если обозначить G*M/R² за g,где R равен радиусу Земли.
На других небесных телам сита тяжести зависит от их размера и веса.
Вес
Вес в физике, В ОТЛИЧИЕ от других наук и "бытового" использования - это НЕ МАССА, ЭТО СИЛА, с которой тело действует на опору.
Более того, до сих пор вопрос полностью не определен, точнее не все согласны с таким его определением, так как физическое определение веса не только противоречит этому понятию в других науках, но и не имеет внутренние противоречия.
Как и любая сила, имеет направление и измеряется в НЬЮТОНАХ и тд.
По своему смыслу это противоположная "силе реакции опоры".
Связь между весом, массой и силой тяжести
В общем случае нельзя говорить о пропорциональности между массой, весом и силой тяжести.
Как уже отмечалось выше, при наличии силы тяжести, вес может отсутствовать. А при отсутствии силы тяжести, может иметься вес, например, при вращении.
Например, в фантастических космических кораблях, выполненных в виде "колеса" создается "искусственная гравитация".
Хотя и тут не без "неоднозначностей".
С точки зрения классической физики, которую и изучают в 7-м классе, правильнее говорить об искусственном весе.
А с точки зрения Общей теории относительности это гравитация.
Я надеюсь, теперь всем все стало понятно и в заключении небольшая проверка.
Алексей