Данная статья поможет вам понять, чем отличается вес тела от силы тяжести. Понимание этого факта чрезвычайно важно, если вы хотите успешно решать задачи школьного и любого другого курса физики, да и просто если вам интересно изучать мир вокруг нас.
Вес тела
Необходимо разобраться, чем отличается вес тела от силы тяжести. Со школьной скамьи каждому известно: вес, он же масса, помноженная на ускорение, с которым Земля притягивает любые объекты, является одной из базовых величин в физике. Он представляет собой силовую характеристику, с которой тело действует на опору. В качестве последней может служить все, что угодно. К примеру, прямо сейчас вы, скорее всего, действуете на опору в виде стула, кровати или дивана. По пути на работу или в школу ею может служить поверхность Земли, пол в помещении или общественном транспорте. В свою очередь, опора также реагирует на ваш вес, но об этом в данной статье речи не пойдет, поскольку данная ситуация относится к сфере действия третьего закона Ньютона.
Как уже было сказано выше, для того чтобы найти вес тела, необходимо произвести простейшее вычисление, которое представляет собой умножение двух величин. Для начала необходимо определить массу тела. Для этого можно использовать специальные весы или вычислить массу через плотность или объем.
Для примера: масса человека в среднем составляет не более 75-80 кг, слона - более 5000 килограмм, или 5 тонн. Массы самолета, ракеты или здания измеряются многими миллионами килограммов. Как только мы нашли массу объекта, необходимо воспользоваться справочником по физике для того, чтобы найти вторую часть в уравнении веса тела - компонент ускорения свободного падения.
Как правило, под ним понимают то ускорение, с которым любой объект - человек, автомобиль, стоящий самолет или припаркованный автомобиль падали бы к центру Земли, если бы под ним в одночасье исчезли бы всякие опоры. Ускорение свободного падения в целых числах округляется до 10 метров в секунду в квадрате. Теперь, зная массу тела (она может меняться, все зависит от самого тела), а также зная вторую компоненту - ускорение свободного падения, мы можем найти вес любого объекта. Для этого необходимо просто перемножить две эти простые величины. Полученный итог и будет равен весу тела.
Как и всякая другая сила, вес тела характеризуется специальной величиной измерения, названной в честь величайшего ученого Исаака Ньютона.
Важно помнить, что название характеризующей вес тела физической величины всегда следует писать с маленькой буквы - 1 ньютон, 300 ньютонов. Вес тела при определенных обстоятельствах может быть равен нулю. Например, вес тела космонавтов в условиях открытого космического пространства и невесомости внутри орбитальных космических станций - нулевой, потому что силы, действующие на станцию при ее бесконечном падении за горизонт, уравновешивают любые силы, с которой она притягивается к поверхности Земли.
Важно помнить, что масса тела, в отличие от веса, всегда положительна. К примеру, человек массой 60 кг имеет вес примерно в 600 ньютонов. Еще одна очень важная деталь: вес тела всегда приложен к точке касания тела с поверхностью. На рисунке это точка, из которой выходит вектор P, обозначающий вес тела.
Сила тяжести
Сила тяжести является фундаментальной физической величиной. Если остановиться на сравнении силы тяжести и веса тела, можно заметить, что эти величины во многом похожи. Первая также измеряется в ньютонах, она тоже направлена в сторону центра Земли (перпендикулярно поверхности опоры). Для того чтобы найти силу тяжести, также необходимо воспользоваться алгоритмом из предыдущей задачи по определению веса тела. Отличий силы тяжести от веса несколько, но самые важные из них следующие: сила тяжести никогда не может быть равной 0, она действует на тело всегда и при любых обстоятельствах.
Всегда следует помнить о том, что сила тяжести имеет другой характер приложения. Иными словами, вектор силы тяжести исходит из центра масс любого тела. На рисунке видно, что точка, к которой приложена сила тяжести (F тяж), находится ровно посередине тела. Если представить себе вес тела, то он был бы приложен к точке касания его и опорной поверхности. В этом и заключается отличие веса тела от силы тяжести.
Главное - помнить, что эти две физические величины полноценными аналогами назвать нельзя. Все отличие - в точке приложения и постоянстве данных сил.
