Διαστατικός τύπος βάρους

Στην καθημερινή μας ζωή, συχνά ανταλλάσσουμε τους όρους βάρος και μάζα. Ωστόσο, στη φυσική, υπάρχει μια σημαντική διάκριση μεταξύ των δύο. Το βάρος είναι η έλξη της Γης σε ένα συγκεκριμένο αντικείμενο. Εξαρτάται από την απόσταση από το κέντρο της Γης. Ωστόσο, η μάζα ενός αντικειμένου δεν ποικίλλει ανάλογα με τη θέση του. Η μάζα ενός συγκεκριμένου αντικειμένου είναι ίδια στη Γη με τη μάζα του φεγγαριού. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε μερικές από τις θεμελιώδεις ιδιότητες του βάρους και τον τύπο διαστάσεων του βάρους.

Σχέση μεταξύ βάρους και βαρυτικής δύναμης

Γενικά, όταν ένα αντικείμενο πέφτει, επιταχύνει προς το κέντρο της Γης. Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα δηλώνει ότι η συγκεκριμένη καθαρή δύναμη στο αντικείμενο είναι υπεύθυνη για την επιτάχυνσή του.

Όταν η αντίσταση του αέρα είναι αμελητέα, η καθαρή δύναμη που λειτουργεί στο αντικείμενο που πέφτει είναι γνωστή ως δύναμη βαρύτητας, η οποία με κοινούς όρους είναι γνωστή ως βάρος w. Το βάρος ή w είναι η δύναμη λόγω της βαρύτητας που ασκεί το αντικείμενο μάζας m.

Το βάρος είναι διανυσματική ποσότητα καθώς έχει κατεύθυνση. Το μέγεθος του βάρους αντιπροσωπεύεται ως w. Ο Galileo έδειξε ότι, ελλείψει αντίστασης αέρα, όλα τα αντικείμενα πέφτουν με την ίδια επιτάχυνση (g).

Πριν καταλάβουμε τον διαστατικό τύπο του βάρους, ας εξαγάγουμε την εξίσωση του βάρους σε βαθμωτή και διανυσματική μορφή.

Έτσι, το βάρος μπορεί να συμβολιστεί στη διανυσματική μορφή ως,

→    →

w =mg

Εκφράζεται στη βαθμωτή μορφή ως,

w =mg

Τώρα, g =9,80 m/s2, που δρα στη Γη. Επομένως, το βάρος ενός αντικειμένου 1 kg στη Γη υπολογίζεται ως, 

w =mg 

=(1,00 kg) (9,80 m/s2) 

=9,8 N

Παραδείγματα φόρμουλας βάρους

Ας υποθέσουμε ότι υπάρχει ένα άτομο με μάζα 80 kg. Η βαρύτητα στη Γη είναι 9,8 m/s2. Έτσι, για να βρούμε το βάρος, θα αντικαταστήσουμε τις τιμές στον παραπάνω τύπο.

m =80 kg

g =9,8m/s2

w =mg

=80 x 9,8

=784 N

Παραγωγή του διαστατικού τύπου βάρους

Βάρος (W) =Μάζα x Επιτάχυνση—– (1)

Επιτάχυνση =Ταχύτητα x [Χρόνος]-1

Η ταχύτητα παρουσιάζεται διαστάσεων ως [M0 L1 T-1].

Επομένως, ο τύπος διαστάσεων της επιτάχυνσης θα ήταν, 

[M0 L1 T-1] x [Time]-1=[M0 L1 T-2] — (2)

Επίσης, η διάσταση της μάζας =[M1 L0 T0] —–(3)

Έτσι, αντικαθιστώντας τα (2) και (3) στην εξίσωση (1), παίρνουμε το εξής,

Βάρος =Μάζα x Επιτάχυνση

Ή, W =[M1 L0 T0] x [M0 L1 T-2] =[M0 L1 T-2]

Επομένως, το βάρος του τύπου διαστάσεων αναφέρεται ως [M0 L1 T-2]

Εφόσον έχετε πλέον κατανοήσει τα παραδείγματα του τύπου διαστάσεων του βάρους, αφήστε μας να κατανοήσουμε τη σχέση μεταξύ μάζας και βάρους.

Σχέση μεταξύ μάζας και βάρους

Το βάρος ορίζεται κυρίως ως η δύναμη της βαρύτητας μέσω της οποίας ένα σώμα έλκεται πίσω στη Γη ή σε οποιοδήποτε άλλο είδος ουράνιου σώματος. Είναι ίσο με το γινόμενο της μάζας του αντικειμένου καθώς και με την επιτάχυνση της βαρύτητας.

Τώρα,

W =F=mg.

Αυτή είναι η κύρια εξίσωση που ισχύει ανά πάσα στιγμή, ακόμα κι αν ένα συγκεκριμένο αντικείμενο δεν επιταχύνει. Έτσι, όταν ένα αντικείμενο βρίσκεται υπό ελεύθερη πτώση, δεν υπάρχει άλλη εξωτερική δύναμη εκτός από τη βαρύτητα που να δρα σε αυτό.

Για παράδειγμα, το βάρος σας είναι 30 κιλά στη Γη. Η μάζα σας στο φεγγάρι θα είναι το 1/6 του βάρους της Γης, δηλαδή 5 κιλά στο φεγγάρι.

Η μάζα και η βαρύτητα στη Γη είναι σχετικά μικρότερες από αυτές της σελήνης, επομένως το βάρος του σώματος διαφέρει ανάλογα.

Μονάδα μάζας και βάρους

Στη φυσική, κάθε αντικείμενο έχει μια συγκεκριμένη μονάδα που καθορίζει την τυπική μέτρηση του σώματος.

• Η μάζα είναι ένα φυσικό μέγεθος και έχει μια μονάδα. Η μονάδα μάζας SI είναι χιλιόγραμμο, που συμβολίζεται με kg.

• Ωστόσο, το βάρος είναι διανυσματική ποσότητα. Ως εκ τούτου, μπορεί να μετρηθεί σε Newton, που συμβολίζεται με N.

Μάζα-Βαρύτητα-Βάρος

Συχνά χρησιμοποιούμε τους όρους μάζα, βαρύτητα και βάρος εναλλακτικά χωρίς να κατανοούμε τη διαφορά. Ωστόσο, όσον αφορά τη φυσική, διαφέρει.

• Η μάζα οποιουδήποτε συγκεκριμένου αντικειμένου είναι η συνολική ύλη σε αυτό σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή.

• Το βάρος είναι η συνολική δύναμη που ασκείται στο αντικείμενο. Είναι επίσης η δύναμη που ασκείται σε ένα αντικείμενο λόγω της βαρύτητας. Αλλάζει καθώς και όταν αλλάζει η βαρυτική δύναμη.

Η βαρυτική δύναμη που ασκεί στο αντικείμενο είναι ευθέως ανάλογη με τη μάζα του αντικειμένου. Έτσι, όταν η μάζα του αντικειμένου είναι βαριά, θα ασκούσε μεγαλύτερη βαρυτική δύναμη και το αντίστροφο.

Πώς να μετατρέψετε τη μάζα σε βάρος

Η βαρύτητα είναι συνεπής στη Γη και θα είναι συνεπής στα επόμενα 100 χρόνια. Ως εκ τούτου, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε έναν τύπο μέσω του οποίου μπορούμε να μετατρέψουμε το βάρος σε μάζα και αντίστροφα:

Δύναμη =Μάζα * Επιτάχυνση

Ή, μπορούμε να πούμε,

F =ma

Στην εξίσωση, η δύναμη είναι ίση με το βάρος. Η επιτάχυνση είναι η επιτάχυνση που προκαλείται από τη βαρύτητα "g", η οποία είναι 9,8 m/s2.

Μπορούμε λοιπόν να αντικαταστήσουμε τις τιμές ως εξής,

Βάρος =μάζα * 9,8

Συμπέρασμα

Αυτό το άρθρο παρέχει μια λεπτομερή κατανόηση της σχέσης μεταξύ μάζας, βάρους και βαρύτητας. Εξηγεί τον τύπο διαστάσεων του βάρους και την παραγωγή του ίδιου. Η μάζα ενός αντικειμένου είναι παντού η ίδια και είναι βαθμωτή, ενώ το βάρος είναι διάνυσμα και αλλάζει με το περιβάλλον.