Trong cuộc sống, chúng ta rất hay nói: “nặng 5 kg”, “nặng 200 gam”, v.v. Và đồng thời chúng ta không biết rằng mình đang mắc sai lầm khi nói điều này. Khái niệm trọng lượng cơ thể được mọi người nghiên cứu trong môn vật lý ở lớp bảy, nhưng việc sử dụng sai một số định nghĩa đã trở nên hỗn tạp đến mức chúng ta quên mất những gì đã học và tin rằng trọng lượng cơ thể và khối lượng là một và điều tương tự.
Tuy nhiên, điều này không đúng. Hơn nữa, trọng lượng cơ thể là một giá trị không đổi, nhưng trọng lượng cơ thể có thể thay đổi, giảm xuống bằng 0. Vậy mắc lỗi gì và nói như thế nào cho đúng? Hãy cố gắng tìm ra nó.
Trọng lượng cơ thể và trọng lượng cơ thể: công thức tính toán
Khối lượng là thước đo quán tính của một cơ thể, nó là cách cơ thể phản ứng với một tác động tác động lên nó hoặc bản thân nó tác động lên các cơ thể khác. Và trọng lượng của một cơ thể là lực mà cơ thể tác dụng lên một giá đỡ nằm ngang hoặc hệ thống treo thẳng đứng dưới tác dụng của lực hấp dẫn của Trái đất.
Khối lượng được đo bằng kilôgam và trọng lượng cơ thể, giống như bất kỳ lực nào khác, được đo bằng newton. Trọng lượng của một vật có hướng, giống như bất kỳ lực nào, và là một đại lượng vectơ. Nhưng khối lượng không có hướng và là đại lượng vô hướng.
Mũi tên biểu thị trọng lượng cơ thể trong hình ảnh và đồ thị luôn hướng xuống dưới, giống như lực hấp dẫn.
Công thức trọng lượng cơ thể trong vật lýđược viết như sau:
trong đó m là khối lượng cơ thể
g - gia tốc trọng trường = 9,81 m/s^2
Tuy nhiên, bất chấp sự trùng hợp về công thức và hướng của trọng lực, vẫn có sự khác biệt nghiêm trọng giữa trọng lực và trọng lượng cơ thể. Lực hấp dẫn tác dụng lên cơ thể, tức là nói một cách đại khái là nó ép lên cơ thể, và trọng lượng của cơ thể tác dụng lên giá đỡ hoặc hệ thống treo, tức là ở đây cơ thể ép lên hệ thống treo hoặc giá đỡ.
Nhưng bản chất tồn tại của trọng lực và trọng lượng của vật thể cũng giống như lực hút của Trái đất. Nói một cách chính xác, trọng lượng của một cơ thể là hệ quả của lực hấp dẫn tác dụng lên cơ thể. Và cũng giống như trọng lực, trọng lượng cơ thể giảm khi độ cao tăng lên.
Trọng lượng cơ thể trong trạng thái không trọng lực
Ở trạng thái không trọng lượng, trọng lượng của cơ thể bằng không. Cơ thể sẽ không gây áp lực lên giá đỡ hoặc kéo căng hệ thống treo và sẽ không nặng bất cứ thứ gì. Tuy nhiên, nó vẫn sẽ có khối lượng, vì để truyền cho vật một tốc độ nào đó, cần phải tác dụng một lực nhất định, khối lượng của vật càng lớn thì khối lượng càng lớn.
Trong điều kiện của hành tinh khác, khối lượng cũng sẽ không thay đổi và trọng lượng của cơ thể sẽ tăng hoặc giảm tùy thuộc vào độ lớn của lực hấp dẫn của hành tinh. Chúng tôi đo khối lượng cơ thể bằng cân, tính bằng kilôgam và để đo trọng lượng cơ thể, được đo bằng Newton, bạn có thể sử dụng lực kế, một thiết bị đặc biệt để đo lực.
Khái niệm mà chúng ta quen thuộc từ thời thơ ấu là đại chúng. Chưa hết, trong một khóa học vật lý, có một số khó khăn liên quan đến việc nghiên cứu nó. Vì vậy, cần phải xác định rõ làm thế nào để có thể nhận biết được nó? Và tại sao nó không bằng trọng lượng?
Xác định khối lượng
Ý nghĩa khoa học tự nhiên của giá trị này là nó quyết định lượng chất chứa trong cơ thể. Để biểu thị nó, người ta thường sử dụng chữ cái Latin m. Đơn vị đo lường trong hệ thống tiêu chuẩn là kilôgam. Trong công việc và cuộc sống hàng ngày, những cái không mang tính hệ thống thường được sử dụng: gram và ton.
Trong môn vật lý ở trường, câu trả lời cho câu hỏi: “Khối lượng là gì?” đưa ra khi nghiên cứu hiện tượng quán tính. Sau đó, nó được định nghĩa là khả năng của cơ thể chống lại những thay đổi về tốc độ chuyển động của nó. Vì vậy, khối lượng còn được gọi là trơ.
Trọng lượng là gì?
Thứ nhất, đây là lực, tức là một vectơ. Khối lượng là một trọng lượng vô hướng luôn được gắn vào một giá đỡ hoặc hệ thống treo và hướng cùng hướng với lực hấp dẫn, nghĩa là hướng xuống theo phương thẳng đứng.
Công thức tính trọng lượng phụ thuộc vào việc giá đỡ (hệ thống treo) có chuyển động hay không. Khi hệ đứng yên, biểu thức sau được sử dụng:
P = m * g, trong đó P (trong các nguồn tiếng Anh chữ W được sử dụng) là trọng lượng của cơ thể, g là gia tốc rơi tự do. Đối với Trái Đất, g thường lấy bằng 9,8 m/s 2.
Từ đó có thể suy ra công thức khối lượng: m = P/g.
Khi di chuyển xuống dưới, tức là theo hướng của vật nặng, giá trị của nó giảm đi. Do đó công thức có dạng:
P = m (g - a).Ở đây “a” là gia tốc của hệ.
Nghĩa là, nếu hai gia tốc này bằng nhau thì trạng thái không trọng lượng được quan sát thấy khi trọng lượng của vật bằng không.
Khi cơ thể bắt đầu di chuyển lên trên, chúng ta nói đến việc tăng cân. Trong trường hợp này, tình trạng quá tải xảy ra. Bởi vì trọng lượng cơ thể tăng lên và công thức của nó sẽ như thế này:
P = m (g + a).
Khối lượng liên quan đến mật độ như thế nào?
Giải pháp. 800kg/m3. Để sử dụng công thức đã biết, bạn cần biết khối lượng của điểm. Thật dễ dàng để tính toán nếu bạn lấy vị trí đó làm hình trụ. Khi đó công thức khối lượng sẽ là:
V = π * r 2 * h.
Hơn nữa, r là bán kính và h là chiều cao của hình trụ. Khi đó thể tích sẽ bằng 668794,88 m 3. Bây giờ bạn có thể đếm khối lượng. Nó sẽ ra như thế này: 535034904 kg.
Trả lời: khối lượng dầu xấp xỉ 535036 tấn.
Nhiệm vụ số 5.Điều kiện: Chiều dài cáp điện thoại dài nhất là 15151 km. Khối lượng đồng đã được sử dụng để sản xuất là bao nhiêu nếu tiết diện của dây là 7,3 cm 2?
Giải pháp. Mật độ của đồng là 8900 kg/m3. Thể tích được tính bằng cách sử dụng công thức chứa tích của diện tích đáy và chiều cao (ở đây là chiều dài của dây cáp) của hình trụ. Nhưng trước tiên bạn cần chuyển đổi diện tích này thành mét vuông. Nghĩa là chia con số này cho 10.000. Sau khi tính toán, thể tích của toàn bộ cáp xấp xỉ bằng 11.000 m 3.
Bây giờ bạn cần nhân các giá trị mật độ và thể tích để tìm ra khối lượng bằng bao nhiêu. Kết quả là số 97900000 kg.
Trả lời: khối lượng đồng là 97900 tấn.
Một vấn đề khác liên quan đến khối lượng
Nhiệm vụ số 6. Tình trạng: Cây nến lớn nhất nặng 89867 kg, có đường kính 2,59 m.
Giải pháp. Mật độ sáp là 700 kg/m3. Chiều cao sẽ cần được tìm từ Nghĩa là V cần được chia cho tích của π và bình phương của bán kính.
Và bản thân thể tích được tính bằng khối lượng và mật độ. Hóa ra nó bằng 128,38 m 3. Chiều cao là 24,38 m.
Đáp án: Chiều cao của ngọn nến là 24,38 m.
số lượng của một cái gì đó Cân nặng Một trong những đặc tính vật lý chính của vật chất, quyết định tính chất trơ và hấp dẫn của nó. Cân nặng một bộ sưu tập của một cái gì đó Cân nặng Chất nhão, không hình dạng, hỗn hợp đặc Cân nặng Một cái gì đó lớn, tập trung ở một nơi Cân nặng Phần lớn dân số lao độngThánh lễ trong Từ điển Bách khoa:
Massa - (Massa) - một thành phố ở miền Trung. Ý trong khu vực Tuscany, trung tâm hành chính của tỉnh. Ông chủ và Carrara. 67 nghìn dân (1985). Sản xuất các sản phẩm từ đá cẩm thạch Carrara. Luyện kim, công nghiệp hóa chất. một trong những đặc tính vật lý chính của vật chất, quyết định tính chất trơ và hấp dẫn của nó. Trong cơ học cổ điển cân nặng bằng tỷ số giữa lực tác dụng lên vật và gia tốc mà nó gây ra (định luật 2 Newton) - trong trường hợp này cân nặng gọi là trơ; Ngoài ra, khối lượng còn tạo ra một trường hấp dẫn - hấp dẫn, hay nặng, cân nặng. Khối lượng trơ và khối lượng nặng bằng nhau (nguyên lý tương đương). (Massa) Isaac (1587-1635) - thương gia người Hà Lan. Sống ở Moscow vào đầu thế kỷ 17. Tác giả cuốn “Tin ngắn về Muscovy đầu thế kỷ 17”.
Ý nghĩa của từ Mass theo từ điển thuật ngữ y khoa:
Cân nặng- Sơ đồ Woodlongan (E. Masse, bác sĩ phẫu thuật và nhà giải phẫu người Pháp thế kỷ 19-20; Woodlonghan, bác sĩ phẫu thuật và nhà giải phẫu người Pháp thế kỷ 19-20) - sơ đồ địa hình sọ não để xác định hình chiếu của các rãnh trung tâm và bên, theo vị trí của chúng tương ứng với các đường thẳng, nối các điểm nhất định trên các cung ngang (xích đạo) và sagittal (kinh tuyến) được vẽ qua sống mũi và củ chẩm lớn hơn. Từ đồng nghĩa với từ Mass: đại chúng, xem mảnh, rất nhiều, đám đông, đám đông
Ý nghĩa của từ Mass theo từ điển Ushakov:
CÂN NẶNG
quần chúng, w. (tiếng Latinh massa). 1. Nhiều, số lượng lớn. Cân nặng tới người dân. Mệt mỏi vì hàng loạt ấn tượng. Cân nặng rắc rối. 2. thường xuyên hơn ở số nhiều. Vòng tròn rộng rãi của công nhân và dân số. Quần chúng lao động. Đừng tách rời khỏi quần chúng. Lợi ích sống còn của quần chúng nông dân... Xô Viết là cơ quan quyền lực nhất trong cuộc đấu tranh cách mạng của quần chúng... Stalin. Kết nối với quần chúng, tăng cường kết nối này, sẵn sàng lắng nghe tiếng nói của quần chúng - đây là sức mạnh và sự bất khả chiến bại của giới lãnh đạo Bolshevik. Stalin.... Những thay đổi trong hệ thống bầu cử đồng nghĩa với việc tăng cường sự kiểm soát của quần chúng trong mối quan hệ với các cơ quan Xô viết và tăng cường trách nhiệm của các cơ quan Xô viết trong mối quan hệ với quần chúng (từ Nghị quyết Hội nghị Trung ương Đảng Cộng sản toàn Liên bang). của những người Bolshevik, tháng 3 năm 1937). 3. Đống, số lượng lớn. Một bóng tối đang đến gần bờ cân nặng armadillo. || Một phần tập trung của một cái gì đó, một lượng áp đảo. Phần lớn pháo binh nằm ở bên sườn. 4. Hỗn hợp, chất giống như bột, là bán thành phẩm trong các ngành công nghiệp khác nhau (kỹ thuật). Bột gỗ. Khối sứ. Bột giấy. (tờ giấy được làm từ vết cắt). 5. Trọng lượng và quán tính vốn có của vật chất và năng lượng (vật lý). Phần lớn - phần lớn.
Ý nghĩa của từ Mass theo từ điển Dahl:
Cân nặng
tốt hơn mẹ lat. chất, cơ thể, vật chất; | độ dày, tổng thể vật chất trong một vật thể đã biết, tính vật chất của nó. Thể tích của khí quyển rất lớn và cân nặng không đáng kể. Khối lượng như vậy sẽ nghiền nát mọi thứ. Một khối hàng hóa, một đống, một vực thẳm. | Thương gia toàn bộ tài sản của con nợ mất khả năng thanh toán. Đồ sộ, hùng vĩ, dày dặn và bền bỉ; kết thúc thô; vẻ ngoài vụng về, nặng nề; hùng vĩ, kích thước dày hơn. - tính chất, tài sản, trạng thái đồ sộ.
Định nghĩa từ “Mass” theo TSB:
Cân nặng- Ông chủ
Isaac (1587, Haarlem, Hà Lan, - sau tháng 5 năm 1635, ở đó hoặc ở Lisse), thương gia người Hà Lan và cư trú tại Nga vào năm 1614-34. Sống ở Moscow vào năm 1601-09, 1612-34. Tôi học tiếng Nga và sưu tầm được nhiều tài liệu về lịch sử đất nước cuối thế kỷ 16 - đầu thế kỷ 17 và địa lý của đất nước. Khoảng năm 1611, ông viết một bài luận về các sự kiện ở Nga vào cuối thế kỷ 16 và đầu thế kỷ 17 - quan trọng về lịch sử cuộc chiến tranh nông dân do I.I Bolotnikov lãnh đạo và các sự kiện khác năm 1601-1609. Các bài báo của M. về lịch sử và địa lý Siberia là một trong những tác phẩm đầu tiên về Siberia trong văn học Tây Âu. M. đã xuất bản một số bản đồ về nước Nga và các vùng riêng lẻ của nước này.
Tác phẩm: Tóm tắt tin tức về Muscovy đầu thế kỷ 17, M., 1937. Massa - Massa (từ tiếng Latin massa - khối, khối)
1) một số lượng lớn, một sự tích lũy lớn của một cái gì đó. 2) Chất bán lỏng hoặc nhão, không có hình dạng; hỗn hợp (bán thành phẩm) trong các ngành công nghiệp khác nhau (ví dụ bột giấy). 3) Xem Khối lượng trong vật lý. Khối lượng là một đại lượng vật lý, một trong những đặc tính cơ bản của vật chất, quyết định tính chất quán tính và hấp dẫn của nó. Theo đó, người ta phân biệt giữa vật liệu trơ và vật liệu hấp dẫn (nặng, có lực hấp dẫn).
Khái niệm từ tính được I. Newton đưa vào cơ học. Trong cơ học cổ điển của Newton, từ tính được đưa vào định nghĩa động lượng (lượng chuyển động (Xem Số lượng chuyển động)) của một vật: động lượng p tỉ lệ với tốc độ chuyển động của vật v,
p = mv. (1)
Hệ số tỷ lệ - một giá trị không đổi m đối với một vật thể cho trước - là M của vật thể đó. Một định nghĩa tương đương của từ tính thu được từ phương trình chuyển động của cơ học cổ điển
f = ma. (2)
Ở đây M. là hệ số tỷ lệ giữa lực tác dụng lên vật và gia tốc của vật a do lực đó gây ra. Khối lượng được xác định bởi quan hệ (1) và (2) được gọi là khối lượng quán tính, hay khối lượng quán tính; nó đặc trưng cho các đặc tính động của cơ thể và là thước đo quán tính của cơ thể: với một lực không đổi, M của cơ thể càng lớn thì gia tốc mà nó thu được càng ít, nghĩa là trạng thái chuyển động của nó thay đổi càng chậm (càng lớn quán tính của nó).
Bằng cách tác động lên các vật thể khác nhau với cùng một lực và đo gia tốc của chúng, có thể xác định tỉ số M của các vật thể này: m 1: m 2: m 3 ... = a 1: a 2: a 3 ...; nếu một trong các M. được lấy làm đơn vị đo thì có thể tìm thấy M. của các vật thể còn lại.
Trong lý thuyết hấp dẫn của Newton, từ tính xuất hiện dưới một dạng khác - như một nguồn của trường hấp dẫn. Mỗi cơ thể tạo ra một trường hấp dẫn tỷ lệ thuận với từ trường của cơ thể (và chịu ảnh hưởng của trường hấp dẫn do các cơ thể khác tạo ra, cường độ của trường này tỷ lệ thuận với từ trường của cơ thể). Trường này gây ra lực hút của bất kỳ vật nào khác vào vật này với một lực được xác định bởi định luật hấp dẫn của Newton:
15/15031047.tif, (3)
trong đó r là khoảng cách giữa các vật, G là hằng số hấp dẫn phổ quát, a m 1 và m 2 là M của các vật hút. Từ công thức (3), dễ dàng thu được công thức tính Trọng lượng P của một vật có khối lượng m trong trường hấp dẫn của Trái đất:
P = mg. (4)
Ở đây g = G · M / rІ là gia tốc trọng trường trong trường hấp dẫn của Trái đất, và r ≈ R là bán kính Trái đất. Khối lượng được xác định theo hệ thức (3) và (4) được gọi là khối lượng hấp dẫn của vật.
Về nguyên tắc, không phải từ đâu mà từ tính tạo ra trường hấp dẫn cũng quyết định quán tính của cùng một vật thể. Tuy nhiên, kinh nghiệm đã chỉ ra rằng từ tính quán tính và từ tính hấp dẫn tỷ lệ với nhau (và với sự lựa chọn đơn vị đo lường thông thường, chúng bằng nhau về mặt số lượng). Quy luật cơ bản này của tự nhiên được gọi là nguyên tắc tương đương. Khám phá về nó gắn liền với tên tuổi của G. Galileo, người đã chứng minh rằng mọi vật thể trên Trái đất đều rơi với cùng một gia tốc. A. Einstein đã đưa nguyên lý này (do ông xây dựng lần đầu tiên) làm cơ sở của thuyết tương đối rộng (xem Lực hấp dẫn). Nguyên lý tương đương đã được thiết lập bằng thực nghiệm với độ chính xác rất cao. Lần đầu tiên (1890-1906), một phép kiểm tra chính xác về sự bằng nhau của từ tính quán tính và từ trường hấp dẫn được thực hiện bởi L. Eotvos, người phát hiện ra rằng từ tính trùng khớp với sai số ∼ 10 −8. Vào năm 1959-64, các nhà vật lý người Mỹ R. Dicke, R. Krotkov và P. Roll đã giảm sai số xuống 10 −11, và vào năm 1971, các nhà vật lý Liên Xô V. B. Braginsky và V. I. Panov - xuống còn 10 −12.
Nguyên tắc tương đương giúp xác định trọng lượng của cơ thể một cách tự nhiên nhất bằng cách cân.
Ban đầu, M. được coi (ví dụ, bởi Newton) là thước đo lượng của một chất. Định nghĩa này chỉ có ý nghĩa rõ ràng khi so sánh các vật thể đồng nhất được chế tạo từ cùng một loại vật liệu. Nó nhấn mạnh tính cộng của M. - M. của một vật thể bằng tổng M. của các bộ phận của nó. Khối lượng của một vật thể đồng nhất tỷ lệ thuận với thể tích của nó nên chúng ta có thể đưa ra khái niệm về mật độ - khối lượng của một đơn vị thể tích của một vật thể.
Trong vật lý cổ điển người ta tin rằng từ tính của vật thể không thay đổi trong bất kỳ quá trình nào. Điều này tương ứng với định luật bảo toàn vật chất (vật chất), do M. V. Lomonosov và A. L. Lavoisier phát hiện. Đặc biệt, định luật này phát biểu rằng trong bất kỳ phản ứng hóa học nào, tổng M của các thành phần ban đầu đều bằng tổng M của các thành phần cuối cùng.
Khái niệm M. có ý nghĩa sâu sắc hơn trong cơ học của các chuyên ngành. thuyết tương đối của A. Einstein (xem Thuyết tương đối), xem xét chuyển động của các vật thể (hoặc hạt) ở tốc độ rất cao - có thể so sánh với tốc độ ánh sáng c
≈ 3·10 10 cm/giây. Trong cơ học mới - nó được gọi là cơ học tương đối tính - mối liên hệ giữa động lượng và vận tốc của một hạt được cho bởi hệ thức:
15/15031048.tif (5)
Tại