Формула вагі

Ва ўжытку і штодзённым жыцці паняцця "маса" і "вага" абсалютна ідэнтычныя, хоць семантычнае іх значэнне прынцыпова рознае. Пытаючыся "Які ў цябе вага?" мы маем на ўвазе "Колькі ў табе кілаграмаў?". Аднак на пытанне, з дапамогай якога мы спрабуем высветліць гэты факт, адказ даецца не ў кілаграмах, а ў Ньютана. Прыйдзецца вярнуцца да школьнага курсе фізікі.

Вага цела - велічыня, якая характарызуе сілу, з якой цела аказвае ціск на апору або подвес.

Для параўнання, маса цела раней груба вызначалася як "колькасць рэчыва", сучаснае вызначэнне гучыць такім чынам:

Маса - фізічная велічыня, якая адлюстроўвае здольнасць цела да інэрцыі і якая з'яўляецца мерай яго гравітацыйных уласцівасцяў.

Паняцце масы наогул некалькі шырэй прадстаўленага тут, аднак наша задача складаецца некалькі ў іншым. Цалкам дастаткова ўразумець факт сапраўднага адрозненні паміж масай і вагой.

Акрамя таго, адзінка вымярэння масы - кілаграмы, а вагі (як віду сілы) - Ньютана.

І, мабыць, самае галоўнае адрозненне вагі ад масы змяшчае ў сабе сама формула вагі, якая выглядае наступным чынам:

P = mg

дзе P - уласна вага цела (у Ньютана), m - яго маса ў кілаграмах, а g - паскарэнне вольнага падзення, якое прынята выяўляць у выглядзе 9,8 Н / кг.

Іншымі словамі, формула вагі можа быць зразуметая на такім прыкладзе:

Гіра масай 1 кг падвешаная да нерухомага дынамометрамі, з тым, каб вызначыць яе вагу. Паколькі цела, ды і сам дынамометрамі, знаходзяцца ў спакоі, то смела можна памнажаць яго масу на паскарэнне вольнага падзення. Маем: 1 (кг) х 9,8 (Н / кг) = 9,8 Н. Менавіта з такой сілай дзейнічае гіра на подвес дынамометрамі. Адгэтуль ясна, што вага цела ўраўноўваецца сіле цяжару. Аднак гэта не заўсёды так.

Самы час зрабіць важная заўвага. Формула вагі складае сіле формуле цяжару толькі ў выпадках, калі:

• цела знаходзіцца ў стан спакою;
• на цела не дзейнічае сіла Архімеда (выштурхвае сіла). Цікаўны факт, які тычыцца выштурхоўваючай сілы: вядома, што цела, пагружанае ў ваду, выцясняе аб'ём вады, роўны сваім вазе. Але яно не проста выштурхоўвае ваду, цела становіцца "лягчэй" на аб'ём выцесненай вады. Вось чаму падняць у вадзе дзяўчыну масай 60 кг можна жартам і з усмешкай, а на паверхні гэта зрабіць куды больш складана.

Пры нераўнамерна руху цела, г.зн. калі цела сумесна з подвесом рухаюцца з паскарэннем a, мяняе сваё аблічча і формула вагі. Фізіка з'явы мяняецца нязначна, але ў формуле такія змены знаходзяць наступнае адлюстраванне:

P = m (ga).

Як можна замяніць па формуле, вага можа быць адмоўным, але для гэтага паскарэнне, з якім рухаецца цела, павінна быць больш паскарэння вольнага падзення. І тут ізноў важна адрозніваць вага ад масы: адмоўны вага не ўплывае на масу (ўласцівасці цела застаюцца тыя ж), аднак ён фактычна становіцца накіраваны ў процілеглы бок.

Добры прыклад з паскораным ліфтам: пры яго рэзкім паскарэнні на непрацяглы час ствараецца ўражанне "прыцягвання да столі". З такім адчуваннем, вядома, сутыкнуцца досыць проста. Значна складаней прачуць стан бязважкасці, якое ў поўнай меры адчуваюць касманаўты на арбіце.

Бязважкасць - па сутнасці, адсутнасць вагі. Для таго каб такое было магчымым, паскарэнне, з якім рухаецца цела, павінна быць роўна праславутаму усорению g (9,8 Н / кг). Дамагчыся такога эфекту прасцей за ўсё на калязямной арбіце. Гравітацыя, г.зн. прыцягненне, па-ранейшаму дзейнічае на цела (спадарожнік), аднак яна занядбана малая. А паскарэнне дрэйфуючага па арбіце спадарожніка таксама імкнецца да нуля. Тут-то і ўзнікае эфект адсутнасці вагі, паколькі цела наогул не датыкаецца ні з апорай, ні з подвесом, а папросту парыць у паветры.

Часткова з такім эфектам можна сутыкнуцца пры ўзлёце самалёта. На секунду ўзнікае адчуванне падвешаным ў паветры: у гэты момант паскарэнне, з якім рухаецца самалёт, роўна паскарэнню свабоднага падзення.

Зноў вяртаючыся да адрозненняў вагі і масы, важна памятаць, што формула вагі цела адрозніваецца ад формулы масы, якая выглядае як:

m = ρ / V,

гэта значыць шчыльнасць рэчывы, дзялення на яго аб'ём.