Qual è la differenza tra peso corporeo e gravità?

Gravità e peso sono due concetti coinvolti nella teoria della fisica gravitazionale. Questi due concetti sono spesso fraintesi e utilizzati nel contesto sbagliato. Questa situazione è aggravata dal fatto che a livello ordinario, i concetti di massa (la proprietà della materia) e il peso sono anche percepiti come qualcosa di identico. Ecco perché una corretta comprensione del peso e del peso è importante per la scienza. Spesso, questi due concetti quasi simili sono usati in modo intercambiabile. Questo articolo fornisce una panoramica dei concetti di base, le loro manifestazioni, casi speciali, somiglianze e, infine, le loro differenze.

Analisi dei concetti di base:

gravità

La forza diretta verso un oggetto dal lato del pianeta Terra o dal lato di un altro pianeta nell'Universo (qualsiasi corpo astronomico in senso lato) è la gravità. La forza è una dimostrazione osservabile della forza di gravità. È espresso numericamente dall'equazione Fl = mg (g = 9, 8m / c2) .

Questa forza viene applicata a ciascuna microparticella del corpo, a livello macro significa che è applicata al centro di gravità di un dato corpo, poiché le forze che agiscono su ogni particella separatamente possono essere sostituite dal risultante di queste forze. Questa forza è un vettore, che cerca sempre il centro di massa del pianeta. D'altra parte, Ftyazh può essere espresso attraverso la forza di gravità tra due corpi, di solito diversi in massa. Ci sarà una connettività inversamente proporzionale con l'intervallo tra gli oggetti interagenti nel quadrato (secondo la formula di Newton).

Nel caso di un corpo su un piano, sarà lo spazio tra il corpo e il centro di massa del pianeta, che è il suo raggio (R). A seconda dell'altezza del corpo sopra la superficie, Fth e g cambiano man mano che aumenta lo spazio tra gli oggetti correlati (R + h), dove h mostra l'altezza sopra la superficie. Ciò implica la dipendenza dal fatto che più alto è l'oggetto al di sopra del livello della Terra, meno la forza di gravità e meno g.

Peso corporeo, caratteristiche, confronto con la gravità

La forza con cui il corpo agisce su un supporto o una sospensione verticale viene chiamata peso corporeo (W) . Questo è un vettore, valore direzionale. Gli atomi (o le molecole) di un corpo vengono respinti dalle particelle di base, a causa della quale si verifica una deformazione parziale, sia del supporto che dell'oggetto, le forze elastiche sorgono e in alcuni casi la forma del corpo e il supporto cambiano a livello macro. C'è una forza di reazione del supporto, in parallelo sulla superficie del corpo appare anche la forza di elasticità in risposta alla reazione del supporto - questo è il peso. Il peso corporeo (W) è il vettore opposto alla forza della reazione di supporto.

Casi particolari, per tutti loro, si osserva l'uguaglianza W = m (ga) :

Il supporto è fermo nel caso di un oggetto sul tavolo o si muove in modo uniforme a una velocità costante (a = 0). In questo caso, W = Ft.

Se il supporto accelera verso il basso, allora il corpo accelera anche verso il basso, quindi W è minore di Fth e il peso è pari a zero, se l'accelerazione è uguale all'accelerazione della caduta libera (con g = a, W = 0) Allo stesso tempo, c'è una manifestazione di assenza di gravità, il supporto si muove con accelerazione g e quindi non ci saranno stress e sollecitazioni diverse dalla forza meccanica del contatto applicato. Con la leggerezza, puoi anche posizionare il corpo in un punto neutro tra due masse gravitazionali identiche o spostare un oggetto lontano da una fonte di gravità.

L'omogeneo campo gravitazionale nella sua essenza non può causare "stress" nel corpo, proprio come il corpo che si muove sotto l'influenza di Ftyazh non sentirà l'accelerazione gravitazionale e rimarrà un corpo senza peso, "senza stress". In prossimità di un campo non uniforme (massicci oggetti astronomici), un corpo che cade liberamente sentirà diverse forze di marea e il fenomeno di assenza di gravità sarà assente poiché diverse parti del corpo accelereranno in modo non uniforme e cambiano la loro forma.

Stai con il corpo in movimento . L'equivalente di tutte le forze sarà diretto verso l'alto, quindi la reazione F del supporto sarà maggiore di F e W e più di F e questo stato è chiamato sovraccarico. La molteplicità di sovraccarico (K) - quante volte la grandezza del peso è più Ftyazh. Questo valore è preso in considerazione, ad esempio, durante i voli spaziali e l'aviazione militare, poiché è possibile ottenere velocità significative principalmente in queste aree.

Il sovraccarico aumenta il carico sugli organi umani, principalmente il sistema muscolo-scheletrico e il cuore sono per lo più caricati, a causa di un aumento del peso del sangue e degli organi interni. Il sovraccarico è anche una quantità direzionale e la sua concentrazione in una certa direzione per l'organismo deve essere presa in considerazione (il sangue scorre alle gambe o alla testa, ecc.) Sovraccarichi consentiti fino a un valore di K non superiore a dieci.

Differenze chiave

  1. Queste forze sono applicate a "aree" diseguali. Il peso viene applicato al centro di gravità dell'oggetto e il peso viene applicato al supporto o alla sospensione.
  2. La differenza sta nell'entità fisica: la gravità è una forza gravitazionale, il peso è di natura elettromagnetica. In effetti, il corpo non è soggetto a deformazione da parte di forze esterne in assenza di peso.
  3. Ftyaz e W possono differire sia in valore quantitativo che in direzionalità, se l'accelerazione del corpo non è zero, allora W è più o meno della forza di gravità, come nei casi precedenti (se l'accelerazione è angolata, allora W è diretto verso l'accelerazione) .
  4. Peso corporeo e gravità ai poli del pianeta e dell'equatore. Al polo, un oggetto che giace sulla superficie si muove con l'accelerazione a = 0, poiché si trova sull'asse di rotazione, pertanto, Fth e W coincideranno. Considerando la rotazione da ovest a est all'equatore, il corpo appare accelerazione centripeta e il fuoco di tutte le forze secondo la legge di Newton sarà diretto verso il centro del pianeta, nella direzione di accelerazione. Anche la forza di reazione del supporto opposta alla gravità sarà diretta verso il centro della terra, ma sarà inferiore al peso di F e il peso corporeo sarà corrispondentemente inferiore al peso di F.

conclusione

Nel 20 ° secolo, i concetti di spazio e tempo assoluti furono messi alla prova. L'approccio relativistico ha messo non solo tutti gli osservatori, ma anche lo spostamento o l'accelerazione, sulla stessa base relativa. Ciò ha portato ad ambiguità su cosa si intende esattamente per gravità e peso. Ad esempio, una scala in un ascensore in accelerazione non può essere distinta da una scala in un campo gravitazionale.

La forza gravitazionale e il peso, quindi, divennero essenzialmente dipendenti dall'atto di osservazione e dall'osservatore. Ciò ha causato il rigetto del concetto come superfluo in discipline fondamentali come la fisica e la chimica. Tuttavia, la rappresentazione rimane importante nell'insegnamento della fisica. L'ambiguità introdotta dalla relatività portò, a partire dagli anni '60, a discussioni su come determinare il peso, scegliendo tra la definizione nominale: forza dovuta alla gravità o definizione operativa, determinata direttamente dall'atto di pesare.

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