Макс Невелов Содержание
Термины «масса» и «вес» используются взаимозаменяемо в обычном разговоре, но эти два слова не означают одно и то же. Разница между массой и весом заключается в том, что масса – это количество вещества в материале, а вес – это мера влияния силы тяжести на эту массу.
- Масса является мерой количества вещества в теле. Массу обозначают, используя m или M.
- Вес – это мера силы, действующей на массу в результате ускорения силы тяжести. Вес обычно обозначается W. Вес – это масса, умноженная на ускорение силы тяжести (г).
W=м∗граммW = m * gW = m * g Сравнение массы и веса
По большей части, при сравнении массы и веса на Земле – без движения! – значения массы и веса одинаковы. Если вы измените свое местоположение относительно силы тяжести, масса останется неизменной, а вес – нет. Например, масса вашего тела является заданным значением, но ваш вес на Луне отличается от веса на Земле.
| Масса – это свойство материи. Масса объекта везде одинакова. | Вес зависит от гравитации. Вес увеличивается или уменьшается с увеличением или уменьшением силы тяжести. |
| Масса никогда не может быть нулевой. | Вес может быть нулевым, если на объект не действует гравитация, как в космосе. |
| Масса не меняется в зависимости от местоположения. | Вес зависит от местоположения. |
| Масса – это скалярное количество. Это имеет величину. | Вес является векторной величиной. Он имеет величину и направлен к центру Земли или другой гравитационной яме. |
| Масса может быть измерена с использованием обычного баланса. | Вес измеряется с помощью пружинных весов. |
| Масса обычно измеряется в граммах и килограммах. | Вес часто измеряется в ньютонах, единицах силы. |
Очень неожиданные килограммы
Те цифры, которые появляются на весах после того, как, например, туда положили кулек с клубникой или попытались уместить кита, не только помогают определить, сколько денег нужно заплатить за вкусные ягоды или же узнать, правда ли кит такой большой, как о нем говорят, но и выявить многие другие особенности.
Если утверждать научным языком, то масса – это физическая величина, которая является меркой гравитации тела, энергии и инертности, что естественно влечет за собой определенные характеристики с точки зрения классической механики:
- Масса (m) – инвариантна: она не зависит от выбора системы отсчета (СО), то есть пассажир поезда или самолета резко не похудеет или поправиться во время движения его транспортного средства. Подобная относительность СО присуща, например, определению скорости, но не массы, которая так резко не меняется.
- Масса не зависит от скорости движения тела. В то же время, инертность – свойство тратить определенное время для смены скорости, определяет именно масса. Слону, к примеру, очень сложно моментально ускориться. Он будет делать стабильные и удобные для себя шаги, а мышке только покажи кота – и только тут ее и видели. Она менее инертна, чем слон, быстрее меняет скорость.
- Также, когда два тела взаимодействуют, их массы обратно пропорциональны соотношению ускорений, что тоже является уделом инертности. Такое открытие помогло определить массы планет, спутников и других космических тел, так как сделать это иным способом – практически невозможно.
- Масса – аддитивна: вся масса тела равна массам всех его частей.
- Существует и исполняется закон сохранения массы – это значит, что какие бы процессы не происходили в любой слаженной системе, общая масса всегда остается одинаковой.
В то же самое время, любое тело может гравитационно взаимодействовать с другими телами. Такая особенность называется гравитационной массой, которая получила свою главную формулировку при изучении силы притяжения. Гравитационное взаимодействие двух тел прямо пропорционально произведению их масс.
Эйнштейн доказал, что любое тело, у которого есть масса, имеет и свой запас энергии (E). Если уменьшается или увеличивается масса, то же самое происходит и с энергией — E = mс², где с — скорость света.
Измерение массы и веса
Вес, напротив, является силой, с которой объект притягивается к Земле или другому небесному телу. Вес измеряется в ньютонах (Н) и зависит от массы объекта и силы тяжести. Чтобы измерить вес, обычно используют динамометры или весы, которые могут регистрировать силу сжатия, которую объект оказывает на их пружины.
Масса и вес связаны между собой посредством гравитационного ускорения. На Земле вес объекта можно рассчитать, умножив его массу на ускорение свободного падения, приблизительно равное 9,8 м/с².
При измерении массы и веса необходимо учитывать некоторые факторы, такие как сила трения, воздушное сопротивление и другие физические воздействия, которые могут искажать результаты измерений.
Законы движения Ньютона
Первый закон движения Ньютона гласит, что объекты в покое, как правило, остаются в покое, в то время как объекты в движении, как правило, остаются в движении. Второй закон Ньютона гласит, что ускорение объекта a равно чистой силе F, деленной на его массу: a = F / m. Ускорение – это изменение движения, поэтому для изменения состояния движения объекта вы применяете силу. Инерция или масса объекта сопротивляется изменению.
Поскольку ускорение – это свойство движения, а не материи, вы можете измерить его, не беспокоясь о силе или массе. Предположим, вы применяете известную механическую силу к объекту, измеряете его ускорение и по нему вычисляете его массу. Это инерционная масса объекта. Затем вы организуете ситуацию, в которой единственной силой на объекте является гравитация, и снова измеряете его ускорение и вычисляете его массу. Это называется гравитационная масса объекта.
Физики долго задавались вопросом, действительно ли гравитационная и инерционная масса действительно идентичны. Идея, что они идентичны, называется принципом эквивалентности и имеет важные последствия для законов физики. В течение сотен лет физики проводили чувствительные эксперименты, чтобы проверить принцип эквивалентности. По состоянию на 2008 год лучшие эксперименты подтвердили это одной частью в 10 трлн.
Почему случается путаница
Человек воспринимает мир через ощущения. Мы не можем чувствовать массу, но способны ощутить вес. Девушка держит книгу. При этом ладонь – опора. Книга давит, рука сопротивляется. Читательница чувствует усилие по удержанию книжки. Противодействие — единственный способ определения массы, данный нам природой. Отсюда причина подмены понятий, несоответствия норм языка физическим явлениям.
Какое слово вы употребляете чаще: «масса» или «вес»? Думаю, это зависит от вашей профессии. Если вы учитель физики, то слово «масса» встречается в вашей речи чаще. Если же вы продавец в магазине, то слово «вес» вы слышите и произносите много раз в день. В чём же отличия массы от веса и причём тут профессиональная деятельность? Масса и вес – синонимы, но не абсолютные. Для начала, у обоих слов существует несколько значений. В этом легко убедиться на примере таких словосочетаний: «вес твоего голоса», «вес груза», «масса отличий», «масса тела». Основные значения этих слов в обиходе совпадают, но в науке, особенно в физике, отличия между массой и весом значительные. Так, масса – это физическая величина, определяющая инертные и гравитационные свойства тел. Масса определяет количество вещества в предмете. Вес – это сила, с которой объект давит на опору, чтобы не упасть. Исходя из этого определения, приходим к выводу, что в случае с весом гравитационная составляющая является обязательной для дачи верного определения. Так, например, если вес космонавта на земле 80 кг, то его вес на орбите будет почти нулевой, на Луне он бы весил меньше 15 кг, а вот на Юпитере — почти 200 кг. При этом его масса во всех случаях остается неизменной.
Официально масса и вес имеют различные единицы измерения, масса – килограммы, вес – ньютоны. Интересно, что в медицине традиционно мы имеем дело с понятием «вес человека», «вес новорождённого», который измеряют в килограммах, то есть на самом деле речь идёт о массе. При этом масса не подразумевает действие каких-либо сил, как вес. Это величина, которая рассчитывается в состоянии покоя и инертности.
- Масса — фундаментальная физическая величина, определяющая количество вещества и инертные свойства тела. Вес — это сила, с которой предмет давит на опору, которая зависит от гравитации. Например, масса человека на разных планетах остается той же, а вес меняется в зависимости от силы тяжести.
- Масса стандартно измеряется в килограммах, вес – в ньютонах.
В современной науке вес и масса — разные понятия. Вес — сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес. Масса же — мера инертности тела.
Масса измеряется в килограммах , а вес в ньютонах. Вес — это произведение массы на ускорение свободного падения (P = mg). Значение веса (при неизменной массе тела) пропорционально ускорению свободного падения, которое зависит от высоты над земной (или другой планеты) поверхностью. А если, еще точнее, то вес — это частное определение 2-го закона Ньютона — сила равна произведению массы на ускорение (F=ma). Поэтому его и вычисляют в Ньютонах, как все силы.
Масса — вещь постоянная, а вес, строго говоря, зависит, например, от высоты, на которой тело находится. Известно, что с увеличением высоты ускорение свободного падения падает, соответственно уменьшается и вес тела, при одних и тех же условиях измерения. Масса его остается постоянной.Например, в условиях невесомости у всех тел вес равен нулю, а масса у каждого тела своя. И если в состоянии покоя тела показания весов будут нулевыми, то при ударе по весам тел с одинаковыми скоростями воздействие будет разным.
Интересно, что в результате суточного вращения Земли существует широтное уменьшение веса: на экваторе примерно на 0,3 % меньше, чем на полюсах.
И все же строгое различение понятий веса и массы принято в основном в физике, а во многих повседневных ситуациях слово «вес» продолжает использоваться, когда фактически речь идет о «массе». Кстати видя на товаре надписи: «масса нетто» и «масса брутто» не пугайтесь, НЕТТО — чистая масса продукта, а БРУТТО — масса с упаковкой.
Строго говоря, при походе на рынок, обращаясь к продавцу, следовало бы говорить: «Взвесьте, пожалуйста, килограммчик»…» или «Дайте ка 2 ньютона докторской колбасы». Конечно, термин «вес» уже прижился, как синоним термина «масса», но это не избавляет от необходимости понимать, что это вовсе не одно и то же.
В вашем браузере отключен Javascript. Чтобы произвести расчеты, необходимо разрешить элементы ActiveX!
В некоторых случаях сила тяжести и вес объекта равны по своему значению. Из-за этого может возникнуть ложное впечатление, что между данными величинами нет разницы. Попытаемся развеять подобные предположения и рассмотрим, чем отличается сила тяжести от веса тела.
Законы движения Ньютона
Первый закон движения Ньютона гласит, что объекты в покое, как правило, остаются в покое, в то время как объекты в движении, как правило, остаются в движении. Второй закон Ньютона гласит, что ускорение объекта a равно чистой силе F, деленной на его массу: a = F / m. Ускорение – это изменение движения, поэтому для изменения состояния движения объекта вы применяете силу. Инерция или масса объекта сопротивляется изменению.
Поскольку ускорение – это свойство движения, а не материи, вы можете измерить его, не беспокоясь о силе или массе. Предположим, вы применяете известную механическую силу к объекту, измеряете его ускорение и по нему вычисляете его массу. Это инерционная масса объекта. Затем вы организуете ситуацию, в которой единственной силой на объекте является гравитация, и снова измеряете его ускорение и вычисляете его массу. Это называется гравитационная масса объекта.
Физики долго задавались вопросом, действительно ли гравитационная и инерционная масса действительно идентичны. Идея, что они идентичны, называется принципом эквивалентности и имеет важные последствия для законов физики. В течение сотен лет физики проводили чувствительные эксперименты, чтобы проверить принцип эквивалентности. По состоянию на 2008 год лучшие эксперименты подтвердили это одной частью в 10 трлн.
Почему случается путаница
Человек воспринимает мир через ощущения. Мы не можем чувствовать массу, но способны ощутить вес. Девушка держит книгу. При этом ладонь – опора. Книга давит, рука сопротивляется. Читательница чувствует усилие по удержанию книжки. Противодействие — единственный способ определения массы, данный нам природой. Отсюда причина подмены понятий, несоответствия норм языка физическим явлениям.
Какое слово вы употребляете чаще: «масса» или «вес»? Думаю, это зависит от вашей профессии. Если вы учитель физики, то слово «масса» встречается в вашей речи чаще. Если же вы продавец в магазине, то слово «вес» вы слышите и произносите много раз в день. В чём же отличия массы от веса и причём тут профессиональная деятельность? Масса и вес – синонимы, но не абсолютные. Для начала, у обоих слов существует несколько значений. В этом легко убедиться на примере таких словосочетаний: «вес твоего голоса», «вес груза», «масса отличий», «масса тела». Основные значения этих слов в обиходе совпадают, но в науке, особенно в физике, отличия между массой и весом значительные. Так, масса – это физическая величина, определяющая инертные и гравитационные свойства тел. Масса определяет количество вещества в предмете. Вес – это сила, с которой объект давит на опору, чтобы не упасть. Исходя из этого определения, приходим к выводу, что в случае с весом гравитационная составляющая является обязательной для дачи верного определения. Так, например, если вес космонавта на земле 80 кг, то его вес на орбите будет почти нулевой, на Луне он бы весил меньше 15 кг, а вот на Юпитере — почти 200 кг. При этом его масса во всех случаях остается неизменной.
Официально масса и вес имеют различные единицы измерения, масса – килограммы, вес – ньютоны. Интересно, что в медицине традиционно мы имеем дело с понятием «вес человека», «вес новорождённого», который измеряют в килограммах, то есть на самом деле речь идёт о массе. При этом масса не подразумевает действие каких-либо сил, как вес. Это величина, которая рассчитывается в состоянии покоя и инертности.
- Масса — фундаментальная физическая величина, определяющая количество вещества и инертные свойства тела. Вес — это сила, с которой предмет давит на опору, которая зависит от гравитации. Например, масса человека на разных планетах остается той же, а вес меняется в зависимости от силы тяжести.
- Масса стандартно измеряется в килограммах, вес – в ньютонах.
В современной науке вес и масса — разные понятия. Вес — сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес. Масса же — мера инертности тела.
Масса измеряется в килограммах , а вес в ньютонах. Вес — это произведение массы на ускорение свободного падения (P = mg). Значение веса (при неизменной массе тела) пропорционально ускорению свободного падения, которое зависит от высоты над земной (или другой планеты) поверхностью. А если, еще точнее, то вес — это частное определение 2-го закона Ньютона — сила равна произведению массы на ускорение (F=ma). Поэтому его и вычисляют в Ньютонах, как все силы.
Масса — вещь постоянная, а вес, строго говоря, зависит, например, от высоты, на которой тело находится. Известно, что с увеличением высоты ускорение свободного падения падает, соответственно уменьшается и вес тела, при одних и тех же условиях измерения. Масса его остается постоянной.Например, в условиях невесомости у всех тел вес равен нулю, а масса у каждого тела своя. И если в состоянии покоя тела показания весов будут нулевыми, то при ударе по весам тел с одинаковыми скоростями воздействие будет разным.
Интересно, что в результате суточного вращения Земли существует широтное уменьшение веса: на экваторе примерно на 0,3 % меньше, чем на полюсах.
И все же строгое различение понятий веса и массы принято в основном в физике, а во многих повседневных ситуациях слово «вес» продолжает использоваться, когда фактически речь идет о «массе». Кстати видя на товаре надписи: «масса нетто» и «масса брутто» не пугайтесь, НЕТТО — чистая масса продукта, а БРУТТО — масса с упаковкой.
Строго говоря, при походе на рынок, обращаясь к продавцу, следовало бы говорить: «Взвесьте, пожалуйста, килограммчик»…» или «Дайте ка 2 ньютона докторской колбасы». Конечно, термин «вес» уже прижился, как синоним термина «масса», но это не избавляет от необходимости понимать, что это вовсе не одно и то же.
В вашем браузере отключен Javascript. Чтобы произвести расчеты, необходимо разрешить элементы ActiveX!
В некоторых случаях сила тяжести и вес объекта равны по своему значению. Из-за этого может возникнуть ложное впечатление, что между данными величинами нет разницы. Попытаемся развеять подобные предположения и рассмотрим, чем отличается сила тяжести от веса тела.
Что такое масса?
Масса объекта – это неизменная величина, которая является выражением количества вещества, составляющего данный объект. Например, гора имеет большую массу, чем футбольный мяч.
Поскольку масса является выражением внутренней материи или объекта, даже если вы переместите гору и футбольный мяч в среду с невесомостью, их соответствующие массы останутся прежними. Это относится и к химическим процессам, которые могут происходить и внутри объекта.
С середины восемнадцатого века, благодаря работам Антуана Лавуазье, мы знали, что общие массы любых химических веществ, взаимодействующих внутри объекта, останутся неизменными до и после реакций.
Массу также можно описать как сопротивление объекта ускорению (также известное как инерция), что означает, что чем больше масса объекта, тем больше силы потребуется для его перемещения.
Интересный способ наблюдать за этим – подвесить над землей предмет значительного веса (10-20 кг) на веревке длиной в несколько метров. Если вы попытаетесь поднять его прямо вверх, вы почувствуете его вес, но если вы слегка толкнете его сбоку, вы почувствуете массу предмета.
Масса измеряется в граммах, килограммах и тоннах, именно так мы обычно выражаем вес здесь, на поверхности земли, что еще больше усугубляет путаницу между весом и массой.
Вес и масса. Чем отличаются? В чем разница?
- Масса
измеряется в килограммах, а вес
в ньютонах. - Вес
– это произведение массы на ускорение свободного падения (P = mg). Значение веса (при неизменной массе тела) пропорционально ускорению свободного падения, которое зависит от высоты над земной (или другой планеты) поверхностью. А если еще точнее, то вес – это частное определение 2-го закона Ньютона – сила равна произведению массы на ускорение (F=ma). Поэтому его и вычисляют в Ньютонах, как все силы. - Масса
– вещь постоянная, а вес – переменная и зависит, например, от высоты, на которой тело находится. Известно, что с увеличением высоты ускорение свободного падения падает, соответственно уменьшается и вес тела, при одних и тех же условиях измерения. Масса его остается постоянной.
Мы ответили на вопрос: «масса и вес – чем отличаются?».
Для лучшего понимания темы рассмотрим на примере, в чем различие веса и массы. Для этого приглядимся пристальнее к нашему миру, в котором исчезла сила притяжения Земли .
Вес и масса – различия в условиях невесомости.
Пусть в нашем мире без тяжести стоит на рельсах большой груженый вагон и пусть трение в его колесах будет возможно меньшим – сделаны шариковые подшипники и идеально гладкие рельсы. Как вы думаете, легко ли будет здесь сдвинуть такой вагон с места и разогнать его до большой скорости? А если он движется, легко ли будет быстро остановить его?
Оказывается, для этого все же нужна порядочная сила. Как же так, почему? – спросите вы. Ведь вагон ничего не весит и мы только что видели, что его можно без труда держать на плечах? Да, но держать поднятый предмет неподвижно – одно дело, а сдвинуть его с места, привести в движение и увеличивать скорость (сообщать ускорение) – другое. Первое зависит от веса, то есть силы притяжения Земли, а второе – от массы.
В мире без притяжения Земли вес исчезает, а масса остается. Этим отличаются вес и масса.
Находясь в мире без тяжести, мы заметили бы одно важное обстоятельство. Мы сами и все предметы от толчков взлетают здесь вверх
Но предметы малой массы – карандаши, посуда, книги – взлетают от слабых толчков и со значительным ускорением. А чтобы сдвинуть и заставить летать массивный шкаф или заводской станок, нужна гораздо большая сила, да и скорость их будет увеличиваться очень медленно.
Вспомните слесаря в депо. Ему удалось, толкая снизу, заставить локомотив подняться над полом. Но как медленно отделялись от рельсов колеса и с какой малой скоростью поплыла вверх массивная машина. При этом, чтобы ускорить движение, надо было напрягаться изо всех сил. Нелегко и остановить устремляющуюся вверх громадину, а затем направить ее обратно, вниз. Так же трудно разогнать здесь или остановить вагон, потерявший вес, но сохранивший свою огромную массу.
В мире без тяжести, но с оставшейся массой, тела по инерции сохраняют не только состояние покоя, но и движения.
Хорошо, что, оттолкнувшись от пола и взлетев вверх, вы ударились о потолок и ваше движение остановилось. Случись это на улице, вы по инерции полетели бы все дальше от Земли в мировое пространство.
Наблюдая хаос, царящий в комнате или на улице, мы замечаем, что предметы малой массы, например ваши ботинки или овощи из ларька, носятся с большой скоростью. Массивные же шкафы или грузовые автомашины медленно плывут между ними
Тут, собственно, важно было большее или меньшее ускорение, которое сообщило этим различным массам действие даже одинаковых сил. Ведь тот же тепловоз разгонит 20 вагонов скорей и до большей скорости, чем поезд, состоящий из 50 вагонов
Витая по комнате, остерегайтесь столкнуться с летящим вам навстречу роялем: хотя он ничего и не весит, но имеет большую массу и может ударить вас с изрядной силой.
Итак, не будем смешивать две разные вещи: массу и вес – количество вещества, обладающего инерцией, и силу, с которой эту массу притягивает Земля. Напомним еще раз: в этом и заключается разница между весом и массой, именно этим отличаются масса и вес.
«Миров без тяжести» в природе нет – мы могли только вообразить Землю, переставшую притягивать. Но во Вселенной есть миры «малой и большой тяжести» – небесные тела, притягивающие с различной силой.
Масса человека на разных планетах остается той же, а вес меняется в зависимости от силы притяжения. Так, например, если вес
космонавта на земле 80 кг, то его вес на орбите будет почти нулевой, на Луне он бы весил меньше 15 кг, а вот на Юпитере – почти 200 кг. При этом его масса
во всех случаях остается неизменной. Эта тема раскрывается в следующих статьях.
Вес: сила из-за силы тяжести
Вес – это сила, с которой сила тяжести действует на объект. Для преобразования между массой и весом вы используете значение гравитационного ускорения g = 9, 81 метра в секунду в квадрате. Чтобы вычислить вес W в ньютонах, вы умножаете массу m на килограммы, умноженные на g: W = mg. Чтобы получить массу от веса, вы делите вес на g: m = W / g. Метрическая шкала использует это уравнение, чтобы дать вам массу, хотя внутренняя работа шкалы реагирует на силу.
С детьми полезно говорить о весе на другой планете, луне или астероиде. Значение g отличается, но принцип тот же. Тем не менее, формулы применяются только вблизи поверхности, где гравитационное ускорение не сильно меняется в зависимости от местоположения. Вдали от поверхности, вам нужно использовать формулу Ньютона для гравитационной силы между двумя удаленными объектами. Однако мы не называем эту силу весом.
Что такое масса
Масса – это мера количества вещества в теле
Есть два разных контекста, в которых масса становится важной. Во-первых, масса тела пытается противостоять ускорению всякий раз, когда к телу прикладывается сила
Это сопротивление объекта сопротивлению ускорению называется инерция и поэтому в этом контексте масса упоминается как инертная масса (
). Если равнодействующая сила
действует на тело, ускорение
который может быть произведен, обратно пропорционален массе объекта, так что:
Во-вторых, масса – это также свойство, определяющее силу тяжести между двумя объектами. В этом контексте массу называют гравитационная масса (
). Гравитационная сила притяжения между двумя объектами с массами
а также
, разделенные расстоянием
может быть дано,
куда
называется универсальной гравитационной постоянной, при этом
6.67×10-11 м3 кг-1 s-2. (Примечание: гравитационная масса может быть далее подразделена на активную гравитационную массу и пассивную гравитационную массу, но это различие мы не будем вдаваться).
Инерция и гравитационное притяжение – две разные вещи, и нет причин, по которым инертная масса объекта равна гравитационной массе. Однако ни один эксперимент не продемонстрировал, что эти двое неравны. Масса – одна из основных физических величин, и в системе единиц СИ масса выражается в килограммах. Набор традиционных весов для балансировки измеряет массу. Поскольку объекты добавляются по обе стороны шкалы, гравитационная сила «нейтрализуется», и выполняемое вами измерение превращается в сравнение масс.
Измерение массы
Использование весов
Весы представляют собой прибор, который позволяет определить массу тела. Они основаны на законе Архимеда, который утверждает, что тело, погруженное в жидкость или газ, испытывает со стороны этой среды всплывающую силу, равную весу вытесненной им объемной части среды.
Существует несколько видов весов, таких как пружинные, электронные, аналитические и другие. Они работают по разным принципам, но общая идея заключается в том, что тело помещается на платформу весов, которая изменяет свое положение в зависимости от силы, равной массе тела. Затем весы показывают численное значение массы на дисплее.
Калибровка весов
Для обеспечения точности измерений весы должны быть калиброваны. Калибровка — это процесс сравнения показаний весов с известными массами, чтобы установить точность прибора. Калибровка проводится с помощью стандартных гирь, которые имеют известную массу. Гири различных масс наносятся на платформу весов, и сравниваются полученные показания со значениями гирь. Если есть расхождения, то весы корректируются.
Таким образом, измерение массы является важной процедурой в физике. Правильная калибровка весов и использование соответствующих методов и инструментов позволяют получить точные результаты и установить массу объектов с высокой степенью точности
