Terminy „masa” i „waga” są używane zamiennie w zwykłej rozmowie, ale te dwa słowa nie oznaczają tego samego. Różnica pomiędzy masa i waga jest to, że masa jest ilością materia w materiale, a waga jest miarą tego, jak siła grawitacji działa na tę masę.
- Masa jest miarą ilości materii w ciele. Masę oznaczono za pomocą m lub M.
- Ciężar jest miarą siły działającej na masę z powodu przyśpieszenie spowodowany powaga. Masę zwykle oznacza W. Masa jest masą pomnożoną przez przyspieszenie ziemskie (g).
W.=m∗solPorównywanie masy i masy
W większości przypadków, porównując masę i wagę na Ziemi - bez ruchu! - wartości masy i masy są takie same. Jeśli zmienisz położenie względem grawitacji, masa pozostanie niezmieniona, ale waga nie zmieni się. Na przykład masa twojego ciała jest wartością zadaną, ale twoja waga jest inna na Księżycu niż na Ziemi.
Msza jest własnością materii. Masa obiektu jest wszędzie taka sama. | Waga zależy od efektu grawitacji. Waga rośnie lub maleje wraz z wyższą lub niższą grawitacją. |
Masa nigdy nie może wynosić zero. | Ciężar może wynosić zero, jeśli grawitacja nie działa na obiekt, tak jak w przestrzeni kosmicznej. |
Masa nie zmienia się w zależności od lokalizacji. | Waga zależy od lokalizacji. |
Masa jest wielkością skalarną. Ma wielkość. | Waga jest wielkością wektorową. Ma wielkość i jest skierowana w stronę środka Ziemi lub innej studni grawitacyjnej. |
Masę można mierzyć za pomocą zwykłej wagi. | Masę mierzy się za pomocą wagi sprężynowej. |
Masę zwykle mierzy się w gramach i kilogramach. | Ciężar często mierzy się w niutonach, jednostce siły. |
Ile ważysz na innych planetach?
Podczas gdy masa człowieka nie zmienia się w innym miejscu w Układzie Słonecznym, przyspieszenie ziemskie i ciężar ciała są bardzo różne. Obliczanie grawitacji na innych ciałach, tak jak na Ziemi, zależy nie tylko od masy, ale także od odległości „powierzchni” od środka ciężkości. Na przykład na Ziemi twoja waga jest nieco niższa na szczycie góry niż na poziomie morza. Efekt staje się jeszcze bardziej dramatyczny w przypadku dużych ciał, takich jak Jowisz. Chociaż grawitacja wywierana przez Jowisza ze względu na swoją masę jest 316 razy większa niż Ziemi, nie zrobiłbyś tego ważą 316 razy więcej, ponieważ jego „powierzchnia” (lub poziom chmur nazywamy powierzchnią) jest tak daleko od Centrum.
Inne ciała niebieskie mają inne wartości grawitacji niż Ziemia. Aby uzyskać wagę, pomnóż ją przez odpowiednią liczbę. Na przykład osoba ważąca 150 funtów ważyłaby na Jowiszu 396 funtów, czyli 2,64 razy więcej niż na Ziemi.
Ciało | Wielokrotność grawitacji ziemskiej | Grawitacja powierzchni (m / s2) |
Słońce | 27.90 | 274.1 |
Rtęć | 0.3770 | 3.703 |
Wenus | 0.9032 | 8.872 |
Ziemia | 1 (zdefiniowany) | 9.8226 |
Księżyc | 0.165 | 1.625 |
Mars | 0.3895 | 3.728 |
Jowisz | 2.640 | 25.93 |
Saturn | 1.139 | 11.19 |
Uran | 0.917 | 9.01 |
Neptun | 1.148 | 11.28 |
Możesz być zaskoczony swoją wagą na innych planetach. Ma to sens, że człowiek ważyłby mniej więcej tyle samo na Wenus, ponieważ planeta ma mniej więcej taką samą wielkość i masę jak Ziemia. Może się jednak wydawać dziwne, że faktycznie obciążyłbyś gazowego giganta Urana. Twoja waga byłaby tylko nieznacznie wyższa na Saturnie lub Neptunie. Chociaż Merkury jest znacznie mniejszy niż Mars, Twoja waga byłaby mniej więcej taka sama. Słońce jest o wiele bardziej masywne niż jakiekolwiek inne ciało, ale „ważą się” tylko 28 razy więcej. Oczywiście umarłbyś na Słońcu z powodu ogromnego ciepła i innego promieniowania, ale nawet gdyby było zimno, intensywna grawitacja na planecie tej wielkości byłaby śmiertelna.
Zasoby i dalsze czytanie
- Galili, Igal. “Waga a siła grawitacji: perspektywy historyczne i edukacyjne.” International Journal of Science Education, vol. 23, nr 10, 2001, ss. 1073-1093.
- Gat, Uri. „Waga masy i bałagan wagi”. Standaryzacja terminologii technicznej: zasady i praktyka, pod redakcją Richard Alan Strehlow, vol. 2, ASTM, 1988, ss. 45-48.
- Hodgman, Charles D., redaktor. Podręcznik chemii i fizyki. 44th ed., Chemical Rubber Co, 1961, ss. 3480-3485.
- Knight, Randall Dewey. Fizyka dla naukowców i inżynierów: podejście strategiczne. Pearson, 2004, s. 100–101.
- Morrison, Richard C. “Waga i grawitacja - potrzeba spójnych definicji.” Nauczyciel fizyki, vol. 37, nr 1, 1999.