Теория:
Повседневно мы воспринимаем вес и массу тела как одно и то же. Обе эти величины очень связаны друг с другом, но это не одно и то же. Масса тела зависит от количества молекул и атомов в теле, её обозначают \(m\) и измеряют в килограммах. А вес — это сила, с которой тело действует на другие тела в результате гравитации, его обозначают \(P\) и измеряют в ньютонах, Н.
Вес тела — это сила, с которой тело давит на поверхность или растягивает подвес, на котором оно висит.
Обрати внимание!
Вес тела на Земле одинаков с силой тяжести, если тело находится в состоянии покоя или прямолинейного равномерного движения. Если тело ускоренно движется, тогда значения веса тела и силы тяжести могут отличаться.
Вес тела определяют по формуле , где
\(P\) — вес тела, Н;
\(m\) — масса тела, кг;
\(g\) — ускорение свободного падения, .
Устройство, которое используется для определения массы тела, называют весами, хотя на самом деле весы измеряют не массу, а вес тела. При градуировке шкалы весов учитывается, что, если вес тела на Земле равен \(9,8\) Н, то масса такого тела равна \(1\) кг. Если бы массу тела попытались определить при помощи весов на космической станции, которая находится в состоянии невесомости, тогда измерить вес тела не удалось бы, так как в этом случае вес тела был бы равен нулю, поскольку тело в состоянии невесомости не давит на поверхность весов. Следовательно, вес тела можно определить в гравитационном поле только тогда, когда тело не находится в состоянии невесомости (в состоянии свободного падения).
В Солнечной системе имеется восемь планет, и для каждой планеты характерна своя величина ускорения свободного падения. Это означает, что на каждой из планет одно и то же тело будет иметь различный вес.
Таблица \(1\). Величина ускорения свободного падения вблизи поверхности различных планет Солнечной системы
Небесное тело | Ускорение свободного падения, |
Меркурий | \(3,7\) |
Венера | \(8,87\) |
Земля | \(9,8\) |
Марс | \(3,7\) |
Юпитер | \(24,8\) |
Сатурн | \(10,4\) |
Уран | \(8,87\) |
Нептун | \(10,15\) |
Плутон | \(0,66\) |
Луна | \(1,62\) |
Солнце | \(274,0\) |
На Земле ускорение свободного падения в \(6\) раз больше, чем на Луне, поэтому вес космонавта на Луне будет в \(6\) раз меньше, чем на Земле.
Космонавт с массой \(120\) кг на Земле весит , а на Луне его вес будет .
Если нашими обычными весами измерить вес космонавта на Луне, тогда показание на шкале весов было бы не \(120\) кг, а всего лишь \(20\) кг.
На Солнце ускорение свободного падения почти в \(28\) раз больше, чем на Земле, поэтому на нём все тела казались бы тяжелее в \(28\) раз. Если бы мы могли космонавта с массой в \(120\) кг взвесить на поверхности Солнца, то весы показали бы, что космонавт весит \(3355\) кг. Конечно, в реальности это сделать мы не смогли бы, так как поверхность Солнца раскалена до температуры примерно .