Conţinut
- Masă versus greutate
- Unități pentru masă și greutate
- Greutate: forță datorată gravitației
- Newtons Legile mișcării
- Gravitația versus masa inerțială
Masa și greutatea sunt ușor de confundat. Diferența este mai mult decât ceva care plagiează elevii care fac temele - este în fruntea științei. Puteți ajuta copiii să înțeleagă acest lucru trecând peste unități și discutând despre gravitate, de unde provine masa și cum acționează masa și greutatea în diferite situații.
Masă versus greutate
O diferență importantă între masă și greutate este că greutatea este o forță în timp ce masa nu este. Greutatea se referă în mod specific la forța gravitației se aplică unui obiect. Masa reflectă cantitatea de materie (adică electroni, protoni și neutroni) pe care un obiect le conține. Putem așeza o scară pe lună și cântărește un obiect acolo. Greutatea va fi diferită, deoarece rezistența gravitației este diferită. Dar masa va fi la fel.
Unități pentru masă și greutate
În Statele Unite, cântarul de uz casnic și comercial măsoară greutatea în lire sterline, o măsură a forței, în timp ce în aproape toate celelalte țări din lume, cântarul se măsoară în unități metrice, cum ar fi grame sau kilograme (1.000 de grame). Chiar dacă s-ar putea spune că ceva „cântărește” 10 kilograme, vorbești de fapt despre masa sa, nu despre greutate. În știință, greutatea este măsurată în Newton, unitatea de forță, dar aceasta nu este folosită în viața de zi cu zi.
Greutate: forță datorată gravitației
Greutatea este forța cu care gravitația acționează asupra unui obiect. Pentru a converti între masă și greutate, utilizați valoarea pentru accelerația gravitațională g = 9,81 metri pe secundă pătrat. Pentru a calcula greutatea, W, în Newton, înmulțiți masa, m, în kilograme de ori g: W = mg. Pentru a obține masa de la greutate, împărțiți greutatea în g: m = W / g. O scară metrică folosește această ecuație pentru a vă oferi o masă, deși funcționarea interioară a scării răspunde forței.
Cu copiii, este util să vorbim despre greutatea pe o altă planetă, pe lună sau pe un asteroid. Valoarea g este diferită, dar principiul este același. Cu toate acestea, formulele se aplică numai în apropierea suprafeței, unde accelerația gravitațională nu se schimbă prea mult odată cu localizarea. Departe de suprafață, trebuie să folosiți formula lui Newton pentru forța gravitațională dintre două obiecte îndepărtate. Cu toate acestea, nu ne referim la această forță ca greutate.
Newtons Legile mișcării
Prima lege a mișcării din Newton afirmă că obiectele în repaus tind să rămână în repaus, în timp ce obiectele în mișcare tind să rămână în mișcare. A doua lege a lui Newton spune că accelerația, a, a unui obiect este egală cu forța netă asupra lui, F, împărțită la masa sa: a = F / m. O accelerare este o schimbare în mișcare, așa că pentru a schimba starea de mișcare a unui obiect, aplicați o forță. Inerția sau masa unui obiect rezistă schimbării.
Gravitația versus masa inerțială
Deoarece accelerația este o proprietate a mișcării, nu contează, o puteți măsura fără să vă faceți griji pentru forță sau masă. Să presupunem că aplicați o forță mecanică cunoscută pe un obiect, măsurați-i accelerația și, din aceasta, calculați-i masa. Aceasta este masa inerțială a obiectului. Apoi aranjați o situație în care singura forță asupra obiectului este gravitația și din nou măsurați-i accelerația și calculați-i masa. Aceasta se numește masa gravitațională a obiectului. Fizicienii s-au întrebat mult timp dacă masa gravitațională și inerțială sunt cu adevărat identice. Ideea că sunt identice se numește principiul echivalenței și are consecințe importante pentru legile fizicii. Timp de sute de ani, fizicienii au efectuat experimente sensibile pentru a testa principiul echivalenței.Începând cu 2008, cele mai bune experimente au confirmat-o într-o parte din 10 trilioane.