В чем разница между массой и весом, есть ли отличия и сравнение понятий

Что такое вес?

Вес выражает гравитационные силы, действующие на объект, однако, несмотря на то, что все объекты имеют гравитационное притяжение, единственное, что имеет значение на Земле, – это сама планета.

На Земле все объекты будут притягиваться к центру планеты с силой девять целых восемь десятых метра в секунду, тогда как на Луну действует гравитационное притяжение Земли, а также других внеземных тел. Вес объекта также может незначительно отличаться на Земле.

На вершине высокой горы объект будет иметь немного меньший вес, чем на уровне моря, из-за незначительного уменьшения силы притяжения от центра планеты (примерно 0,5%).

Из-за овальной формы Земли любой объект также будет иметь немного меньший вес на экваторе, чем на северном или южном полюсе, по той же причине.

Это также применимо, когда космонавты приземляются на Луну. Из-за того, что гравитационное притяжение Луны составляет примерно одну шестую от земного, астронавт будет весить намного меньше, чем на Земле, несмотря на то, что их масса останется прежней.

Объект также может иметь нулевой вес. В ситуации, когда гравитационные силы равны нулю, например в космическом пространстве, где объект будет практически невесомым. Вопреки распространенной формулировке, вес выражается в ньютонах, которые являются общепризнанной единицей силы.

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.

1. 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.
2. 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.

Масса тела в физике

Масса тела отображает, как оно сопротивляется изменению скорости и как сильно притягивается к Земле. Чем больше масса тела, тем меньше изменяется его скорость при воздействии на него.

В международной системе единиц (СИ) массу измеряют в килограммах.

Масса тела не зависит от движения тела, его расположения и воздействия других тел. Согласно закону сохранения массы, в замкнутой механической системе тел масса неизменна во времени.

Чем отличается от веса тела, связь инерции и массы

Хотя в повседневности понятие «масса» часто путают с понятием «вес», в физике они сильно отличаются.

Перечислим основные различия массы и веса.

1. Масса отражает инертность тела или заряд гравитационного поля. Вес, в свою очередь, отражает силу, с которой тело действует на опору или подвес.
2. Масса — скалярная величина, она не имеет направления. Вес — векторная величина.
3. Вес определяется не внутренними свойствами объекта, а гравитационными силами. Это означает, что на разных планетах вес тела будет отличаться, а масса останется неизменной. В невесомости масса космонавта будет такой же, как на Земле, а вот вес будет равен нулю.
4. Масса тела измеряется в килограммах, а вес — в ньютонах.

Закон инерции постулируется первым законом Ньютона. Приведем современную формулировку закона.

Второй закон Ньютона в классической механике вводит массу как проявление инертности тела или материальной точки в определенной системе отсчета.

Согласно современной формулировке, второй закон Ньютона звучит следующим образом.

Сколько вы весите на других планетах?

В то время как масса человека не меняется в других частях Солнечной системы, ускорение силы тяжести и веса сильно меняется. Расчет гравитации на других телах, как на Земле, зависит не только от массы, но и от того, насколько далеко «поверхность» находится от центра тяжести. На Земле, например, ваш вес на вершине горы немного ниже, чем на уровне моря. Эффект становится еще более драматичным для больших тел, таких как Юпитер. Хотя гравитация, создаваемая Юпитером из-за его массы, в 316 раз больше, чем у Земли, вы не будете весить в 316 раз больше, потому что его «поверхность» (или уровень облаков, который мы называем поверхностью) находится так далеко от центра.

Другие небесные тела имеют другие значения силы тяжести, чем Земля. Чтобы узнать свой вес, просто умножьте его на соответствующее число. Например, человек весом 150 фунтов будет весить 396 фунтов на Юпитере, что в 2,64 раза больше их веса на Земле.

Тело	Множественная гравитация Земли	Поверхностная гравитация (м / с2)
солнце	27.90	274.1
Меркурий	0.3770	3.703
Венера	0.9032	8.872
земной шар	1 (определено)	9.8226
Луна	0.165	1.625
Марс	0.3895	3.728
Юпитер	2.640	25.93
Сатурн	1.139	11.19
Уран	0.917	9.01
Нептун	1.148	11.28

Вы можете быть удивлены своим весом на других планетах. Логично предположить, что на Венере человек будет весить примерно столько же, потому что эта планета примерно такого же размера и массы, как Земля. Однако может показаться странным, что вы на самом деле меньше весите на газовом гиганте Уран. Ваш вес был бы лишь немного выше на Сатурне или Нептуне. Хотя Меркурий намного меньше Марса, ваш вес будет примерно таким же. Солнце намного массивнее любого другого тела, но вы «всего» весите примерно в 28 раз больше. Конечно, вы бы умерли на Солнце от сильной жары и другого излучения, но даже если бы было холодно, сильная гравитация на планете такого размера была бы смертельной.

Видимый вес

Согласно строгому определению, вес объекта в одном и том же гравитационном поле не меняется. Идет ли человек вверх или вниз в лифте, одинаковограммускоряется то же самоем, такF_{гравитация}, или вес, будет таким же.

На самом деле есть небольшие различия в стоимостиграммв разных местах вокруг большого тела, например, на Северном полюсе по сравнению с экватором на Земле или внутри по сравнению с поверхностью Солнца. Но для студентов-физиков обычно достаточно приближения к постоянному значению для везде в гравитационном поле.

Тем не менее, наблюдательные водители лифтов могли заметить, что они иногдаЧувствоватьтяжелее или легче обычного в разные моменты езды. Ихочевидный​ ​весаизменяются, потому что их тела инерционны, или они сопротивляются изменениям своего движения.

Когда лифт начинает подниматься, их тела неподвижны и сопротивляются восходящему движению, что на мгновение заставляет их чувствовать себя тяжелее, пока они не привыкнут к движению. Обратное верно в тот момент, когда лифт начинает спускаться. Однако ни в коем случае нефактический весменять.

В чем разница между массой и весом?

Короче говоря, основное различие между массой и весом состоит в том, что масса – этофундаментальное свойствообъекта и вес нет. Масса не меняется независимо от того, где находится объект, до тех пор, пока материя не будет добавлена ​​или вычтена из него. Слон весом 2300 кг – это 2300 кг на планете Земля, на Луне и в центре космоса.

Вес, с другой стороны, действительно зависит от местоположения, поскольку гравитационная сила, действующая на массу, различна в разных местах. У слона весом 2300 кг есть

instagram story viewer

массапримерно 23000 Н на поверхности Земли, но только около одной шестой веса на Луне и, если слон был помещен в глубокий космос, вдали от влияния гравитационного поля, он не имел бы веса вообще.

Еще одно важное различие между массой и весом, которое следует из их определений, заключается в том, что масса – этоскалярзначение, так как нет направления, связанного со значением в килограммах, а вес – это силавектор.Вес объекта всегда направлен так же, как сила тяжести. Технически масса – это количественная мера инерции объекта или его сопротивления движению

Чем массивнее объект, тем меньше на него действуют силы

Технически масса – это количественная мера инерции объекта или его сопротивления движению. Чем массивнее объект, тем меньше на него действуют силы.

В чем разница между массой и весом?

В обычном разговоре легко использовать термины «масса» и «вес» как синонимы, но они вообще не относятся к одним и тем же понятиям.

Мы так свободно меняем их местами только потому, что привыкли обсуждать эти вопросы здесь, на Земле. Однако по мере того, как мы продолжаем отправлять вещи в космос, будь то грузы для Международной космической станции, родстеры Tesla или, в конечном итоге, возможно, колонии на Марс, нам нужно начать понимать, что масса и вес являются мерой двух разных вещей.

Серьезная проблема

Разница между массой и весом на самом фундаментальном уровне зависит от контекста.Вес — это то, что будет меняться в зависимости от вашего местоположения во Вселенной, в то время как масса — это количество вещества в теле, и это не меняется в зависимости от того, где вы находитесь, за исключением добавления или вычитания материи или энергии.

Наверное, это было прозрачно, как грязь. Позволь мне объяснить.

Вес меняется, потому что это на самом деле не ваша мера, а скорее мера действующей на вас нисходящей силы тяжести. Вот почему вы весите на Луне меньше, чем на Земле, весите больше на Юпитере и ничего не весите в космосе.Гравитационное притяжение этих областей просто другое, и это меняет ваш вес. Хотя мы говорим о весе в фунтах (фунтах) или килограммах (кг), его следует измерять в ньютонах (Н), стандартной единице силы.

С другой стороны, масса постоянна и представляет собой сумму всей материи, составляющей тело. Объект имеет одинаковую массу, где бы он ни находился, независимо от местной силы тяжести. Масса представлена ​​в килограммах, которые, в свою очередь, могут быть преобразованы в такие единицы, как фунты, унции, камни и т. Д.

(Некоторые из вас могут поспорить с нами о том, что фунты также являются мерой силы, а также измерением массы, но это официально неверно. Да, фунты могут использоваться в качестве меры силы, но Национальный институт США стандартов и технологий определяет фунт как меру массы, и мы не собираемся с ними спорить. Пожалуйста, направляйте свои разочарованные электронные письма, сообщения в Facebook и твиты Уолтеру Копану, нынешнему заместителю министра торговли по стандартам и технологиям, который возглавляет вверх по NIST.)

Чтобы определить вес чего-либо, по крайней мере, здесь, на Земле, это простое математическое выражение: W = mg. W — вес, m — масса, g — местная гравитационная сила. Здесь, на Земле, g составляет 9,8 ньютона. Просто умножьте массу чего-то в килограммах на 9,8, и вы получите его вес.

Так, например, средний американский мужчина, согласно данным, собранным Центрами по контролю за заболеваниями (CDC) в период с 2011 по 2014 год, имеет массу / «вес» почти 196 фунтов. Таким образом получается 89 килограммов.Итак, 89 умножьте на 9,8, и вы получите 792 ньютона, средний фактический вес американского мужчины.

Между прочим, электронные весы для ванной показывают ваш «вес», измеряя силу, действующую на датчик давления. Чем больше прилагается сила (то есть чем больше у вас масса), тем больше вырабатывается электрического тока. Сила тока измеряется и преобразуется в единицы, представляющие вашу массу / «вес». Это то, что появляется на дисплее перед тем, как вы сойдете с весов.

Накопление массы в космосе

Теперь никто не поправит вас в этом, когда вы скажете, что весите столько фунтов, сколько вы весите, вместо того, чтобы использовать ньютоны.Все объекты на Земле имеют как вес, так и массу, и измерение одного почти точно пропорционально другому, поэтому их взаимозаменяемое использование на этой планете прекрасно в повседневном разговоре.

Однако по мере того, как мы отправляемся в космос, гораздо важнее становится масса, а не вес. Упаковка вещей на космический корабль — это проблема массы, потому что вес предмета будет меняться в зависимости от того, где он находится

Ящики с комплексами обитания для марсианской колонии будут иметь другой вес, когда они запускаются с Земли, чем когда они в конечном итоге приземляются на Марс.Их масса останется прежней, и это важно знать для таких вещей, как ускорение

Кроме того, определение массы чего-либо в космосе отличается от массы планеты, поскольку на объект не действует сила тяжести. Чтобы вычислить массу чего-либо в космосе, вы используете так называемые инерционные весы — устройство, которое вибрирует или раскачивается при измерении чего-либо. Этот процесс определения массы чего-то включает в себя отслеживание скорости колебаний, когда объект помещается на весы.Когда вы добавляете вес к весам, они будут колебаться медленнее; если убрать массу, она будет колебаться быстрее. Знание количества времени, необходимого для завершения определенного периода колебаний, поможет вам определить массу объекта.

И все-таки вес

Вес (P) – это измерение ни что иного, как силы, с которой тело воздействует на опору, как результат притяжения Земли. Причем, если эта самая опора пребывает в спокойствии или движется равномерно прямолинейно, тогда вес равен силе притяжения – P = mg, где m – масса тела, g ≈ 9,81 – ускорение свободного падения.

Проще говоря, вес измеряет, как сильно мы давим на поверхность того, где стоим или сидим.
Если тело движется с ускорением, тогда и вес будет определяться с его учетом: P = m(g+a) — во время движения вертикально вверх, P = m(g-a) — вертикально вниз.

Перевес (увеличение веса) – довольно интересное явление, так как может влиять на состояние человека: наблюдается кратковременный упадок зрения, утрудненное дыхание. Перевес случается с космонавтами во время взлета и посадки космического корабля, с летчиками, которые делают маневры (мертвые петли).

Невесомость – это состояние тела, при котором вес равен нулю, из-за того, что сила притяжения придает телу и его опоре одинаковое ускорение. Так для космонавта «исчезает» вес во время пребывания на орбите. Чтобы ощутить подобное, можно просто подпрыгнуть. Тогда не будет под ногами опоры.

Практическое применение понятий веса и массы

Понятие веса и массы играют важную роль в нашей жизни и широко применяются в различных сферах:

Инженерия и строительство: Вес и масса используются при проектировании и строительстве сооружений, мостов, автомобилей и других промышленных объектов. Знание массы и веса материалов позволяет инженерам правильно рассчитывать нагрузку и прочность конструкций.

Авиация и космонавтика: Вес и масса являются критическими параметрами при разработке и использовании летательных аппаратов. Знание массы и веса самолетов и космических кораблей позволяет правильно выполнять расчеты топлива, их маневренность и безопасное использование.

Медицина: В медицинских исследованиях и практике масса тела является одним из ключевых показателей здоровья человека. Вес используется для определения нормы массы тела, диагностики ожирения или недостатка питания

Также знание массы тела исключительно важно для дозирования лекарств и проведения некоторых медицинских процедур.

Физические тренировки: Вес и масса используются для контроля физической формы и эффективности тренировок. Знание массы тела позволяет подбирать правильные нагрузки и разрабатывать программы тренировок для достижения определенной физической цели, например снижения веса или увеличения мышечной массы.

Торговля и промышленность: Вес является одной из основных характеристик товаров, указывается на упаковке продуктов в магазинах и используется при определении стоимости товара

Электронные весы широко применяются в промышленности для контроля и учета продукции.

Таким образом, понимание различия между весом и массой и их практическое применение в различных областях науки и промышленности является важным для повседневной жизни и профессиональной деятельности. Знание этих понятий помогает нам лучше понять окружающий мир и правильно использовать его ресурсы.

Вес: Сила гравитации

Как и любую силу, вес можно рассчитать с помощью уравнения силы тяжести:

F_ {grav} = мг

Гдеграмм- ускорение свободного падения у поверхности Земли:g =9,8 м / с2. Любой объект, упавший где-нибудь на планете, падает к центру Земли с постоянно увеличивающейся скоростью: каждую секунду на 9,8 м / с быстрее, чем в предыдущую секунду.

Эта формула объясняет, почему умножение массы в кг на 10 (или в фунтах на 4,5, чтобы учесть первое преобразование в единицу измерения кг в системе СИ) дает быстрое приближение к «реальному» весу человека.

В другом месте Вселенной ценностьграммДругое дело, поскольку ускорение свободного падения является результатом местного гравитационного поля большого тела. Например, на крошечной планете Меркурийграммвсего 3,7 м / с2. Потому что это всего около 38 процентовграммна Земле что-либо на Меркурии весит лишь около 38 процентов от того, что оно делает на Земле.

Итак, в чем же разница?

Что такое масса?

Масса — это количество материи, которое содержит объект. Однако, из-за двусмысленности, связанной с определением материи, такое определение вызывает много споров и критики. Более простым и понятным способом определения понятия массы является ее представление с точки зрения инерции.

Чем больше масса, тем труднее перемещать или останавливать движение тела.

Одной из характерных оcособенностей массы объекта является то, что она постоянна, независимо от его положения в пространстве. Согласно закону всеобщего тяготения, два объекта притягиваются друг к другу с силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. При этом сама сила гравитационного притяжения не влияет на величину массы этих объектов.

Так, например, камень массой 60 кг на Земле будет иметь массу 60 кг на Марсе, Юпитере или любом другом уголке нашей бесконечной Вселенной. Здесь мы не рассматриваем эффекты, описываемые специальной теорией относительности, когда масса изменяется при движении по релятивистским скоростям близким к скорости света. Рассмотрение этих эффектов выходит за рамки этой статьи.

Что такое вес?

Вес объекта указывает на то, насколько он тяжелый. Из-за этого вес и масса часто используются как синонимы. Однако, технически вес представляет собой силу, которую массосодержащий объект оказывает на другое тело исключительно под действием силы тяжести.

В то время как масса не зависит от силы тяжести, вес является воплощением этой силы. Поскольку вес является силой, его единицей измерения является Ньютон.

Сила тяжести, действующая на тело, находящееся на поверхности Земли равна массе тела, умноженной на ускорение свободного падения (эта величина составляет 9,8 м/с2).

Для разных небесных тел величина ускорения свободного падения различна, так как она зависит от массы самого небесного тела. Например, на Луне ускорение свободного падения составляет 1,62 м/с2, поэтому все объекты на Луне весят приблизительно в шесть раз меньше, чем на Земле.

Таким образом, астронавт массой 90 кг весит 90*9,8=882 Ньютона на Земле, и он же будет весить 90*1,62=145,8 Ньютонов на Луне. Если астронавт будет находиться на более массивном объекте, таком как Юпитер или Сатурн, то его вес будет намного больше.

Обратите внимание, что масса астронавта остается неизменной (90 кг)

Однако, весы на Луне показали бы вовсе не 90 кг. Почему?

Весы — это прибор, который измеряет массу объекта по силе взаимодействия поверхностей соприкасающихся тел (нас и Земли). Эта сила называется нормальной силой.

Весы измеряют нормальную силу, создаваемую Землей, но отрегулированы таким образом, чтобы отображать на шкале в 9,8 раз меньше, таким образом на весах показывается приблизительная величина массы тела (m=F/g)

Измерение массы весовой шкалой, откалиброванной по отношению к гравитации Земли, приведет к ошибочным результатам на Луне или Марсе. Также весы становятся бесполезными в условиях свободного падения или в невесомости, поскольку при свободном падении весы падают с тем же ускорением, что и мы, при этом действие нормальной силы отсутствует и весы не производят измерения.

Физические величины массы и веса

Вес, с другой стороны, является силой, с которой объект притягивается к Земле. Он измеряется в ньютонах (Н) и зависит от местоположения объекта (расстояние до центра Земли) и силы тяжести.

Масса	Вес
Мера количества вещества	Сила, с которой объект притягивается к Земле
Измеряется в килограммах (кг)	Измеряется в ньютонах (Н)
Инертная характеристика объекта	Зависит от местоположения объекта и силы тяжести

Несмотря на различия, масса и вес связаны между собой. Они связаны формулой: вес = масса * ускорение свободного падения (обычно символизируется как g). Ускорение свободного падения на Земле примерно равно 9,8 м/с².

Это означает, что для объекта с массой 1 кг, его вес будет примерно равен 9,8 Н. Если мы переместим этот объект на Луну, где ускорение свободного падения гораздо меньше, его вес будет значительно меньше, но масса останется той же.

Массу и вес важно различать, особенно в контексте физики и инженерии, где они могут иметь разное значение в зависимости от условий и контекста и, таким образом, влиять на результаты расчетов и экспериментов