Masa a ciężar — czym się różnią
Dlaczego masa nie zmienia się na Księżycu, co naprawdę pokazuje waga i jak liczyć ciężar w niutonach.
Dwie wielkości
Masa mierzona w kilogramach mówi o ilości materii. Ciężar to siła grawitacji mierzona w niutonach.
F = m × g
Co pokazuje waga
Domowa waga mierzy siłę nacisku, ale jest wyskalowana w kilogramach dla Ziemi. Zmianę wyniku poza Ziemią pokaże kalkulator wagi na planetach.
W zadaniach
Przyjmij g ≈ 9,81 m/s² lub 10 m/s², jeśli treść tak mówi. Spadanie sprawdzisz w kalkulatorze rzutu, a gęstość w kalkulatorze gęstości. Pomocne będą też poradniki gęstość i praca i moc.
Przykłady obliczeń
Osoba o masie 60 kg ma na Ziemi ciężar 60 × 9,81 ≈ 589 N. Na Księżycu, gdzie g ≈ 1,62 m/s², jej ciężar wyniesie około 97 N, ale masa nadal będzie równa 60 kg. Gdy zawiesisz odważnik 1 kg na siłomierzu, odczytasz około 9,8 N. W szkolnych zadaniach przyjmuje się często g = 10 m/s² dla prostszych obliczeń.
Dlaczego mówimy „ważę 60 kg”
W języku codziennym słowo „waga” oznacza zwykle masę. Fizyka rozróżnia te pojęcia, ale na Ziemi nie powoduje to problemu, ponieważ g jest prawie stałe. Na równiku i na biegunie wartość g różni się nieznacznie, ponieważ Ziemia się obraca i nie jest idealną kulą.
Stan nieważkości
Astronauci na orbicie nie są poza grawitacją. Razem ze statkiem swobodnie opadają wokół Ziemi, więc nie naciskają na podłogę. Masa pozostaje ta sama, dlatego rozpędzenie ciężkiego sprzętu nadal wymaga siły.
Bezwładność
Masa decyduje też o bezwładności, czyli oporze przed zmianą ruchu. Z drugiej zasady dynamiki F = m × a wynika, że ten sam silnik rozpędza lżejsze auto szybciej niż cięższe.
Narzędzia do tego poradnika
masaciężargrawitacjafizyka