Definícia hmotnosti vo vede

Najbežnejšou definíciou hmotnosti je hmotnosť vynásobená silou, ktorá na ňu pôsobí.

Prasiatko, Wikimedia Commons

Každodenná definícia hmotnosti je mierou toho, ako ťažký je človek alebo predmet. Avšak, definícia vo vede je to trochu iné. Hmotnosť je názov sila pôsobiace na objekt v dôsledku zrýchlenie z gravitácia . Na Zemi sa hmotnosť rovná omša násobok zrýchlenia spôsobeného gravitáciou (9,8 m/s^dvana Zemi).

Kľúčové poznatky: Definícia hmotnosti vo vede

• Hmotnosť je súčin hmotnosti vynásobenej zrýchlením pôsobiacim na túto hmotnosť. Zvyčajne je to hmotnosť objektu vynásobená zrýchlením v dôsledku gravitácie.
• Na Zemi majú hmotnosť a hmotnosť rovnakú hodnotu a jednotky. Hmotnosť má však veľkosť, ako je hmotnosť, plus smer. Inými slovami, hmotnosť je skalárne množstvo, zatiaľ čo hmotnosť je vektorové množstvo.
• V Spojených štátoch je libra jednotkou hmotnosti alebo hmotnosti. Jednotkou hmotnosti SI je newton. Jednotkou hmotnosti cgs je dyne.

Jednotky hmotnosti

V Spojených štátoch amerických Jednotky hmotnosť a hmotnosť sú rovnaké. Najčastejšie jednotka hmotnosti je libra (lb). Niekedy sa však používa poundal a slimák. Libra je sila potrebná na zrýchlenie hmoty s hmotnosťou 1 lb rýchlosťou 1 ft/s^dva. Sliz je hmota, ktorá je zrýchlená rýchlosťou 1 ft/s^dvakeď naň pôsobí sila 1 libra. Jeden slimák je ekvivalentom 32,2 libry.

V metrický systém , jednotky hmotnosti a hmotnosti sú oddelené. Jednotkou hmotnosti SI je newton (N), čo je 1 kilogram meter za sekundu na druhú. Je to sila potrebná na zrýchlenie 1-kg hmoty na 1 m/s^dva. Jednotkou hmotnosti cgs je dyne. Dyna je sila potrebná na zrýchlenie hmotnosti jedného gramu rýchlosťou jeden centimeter za sekundu na druhú. Jeden dyn sa rovná presne 10^-5newtonov.

Hmotnosť vs

Hmotnosť a hmotnosť sa ľahko zamieňajú, najmä ak sa používajú libry! Hmotnosť je mierou množstva hmoty obsiahnutej v predmete. Je to vlastnosť hmoty a nemení sa. Hmotnosť je mierou účinku gravitácie (alebo iného zrýchlenia) na objekt. Rovnaká hmotnosť môže mať rôznu hmotnosť v závislosti od zrýchlenia. Napríklad človek má rovnakú hmotnosť na Zemi aj na Marse, no na Marse váži len asi jednu tretinu.

Meranie hmotnosti a hmotnosti

Hmotnosť sa meria na váhe porovnaním známeho množstva hmoty (štandard) s neznámym množstvom hmoty.

Na meranie hmotnosti možno použiť dve metódy. Váhy môžu byť použité na meranie hmotnosti (v jednotkách hmotnosti), avšak váhy nebudú fungovať bez gravitácie. Poznámka a kalibrovaný rovnováha na Mesiaci by poskytla rovnaké hodnoty ako na Zemi. Ďalším spôsobom merania hmotnosti je pružinová váha alebo pneumatická váha. Toto zariadenie zodpovedá za miestnu gravitačnú silu na objekt, takže pružinová váha môže poskytnúť mierne odlišnú hmotnosť objektu na dvoch miestach. Z tohto dôvodu sú váhy kalibrované tak, aby udávali hmotnosť, ktorú by mal predmet pri nominálnej štandardnej gravitácii. Komerčné pružinové váhy musia byť prekalibrované, keď sa premiestňujú z jedného miesta na druhé.

Rozptyl hmotnosti naprieč Zemou

Dva faktory menia hmotnosť na rôznych miestach na Zemi. Zvyšujúca sa nadmorská výška znižuje hmotnosť, pretože zvyšuje vzdialenosť medzi telesom a hmotnosťou Zeme. Napríklad osoba, ktorá váži 150 libier na hladine mora, by vážila asi 149,92 libier vo výške 10 000 stôp nad morom.

Hmotnosť sa tiež líši v závislosti od zemepisnej šírky. Teleso na póloch váži o niečo viac ako na rovníku. Čiastočne je to spôsobené vydutím Zeme v blízkosti rovníka, vďaka ktorému sú objekty na povrchu o niečo ďalej od ťažiska. Rozdiel v odstredivá sila na póloch v porovnaní s rovníkom tiež zohráva úlohu, kde odstredivá sila pôsobí kolmo na os rotácie Zeme.

Zdroje

• Bauer, Wolfgang a Westfall, Gary D. (2011). Univerzitná fyzika s modernou fyzikou . New York: McGraw Hill. p. 103. ISBN 978-0-07-336794-1 .
• Galili, Igal (2001). „Hmotnosť verzus gravitačná sila: historické a vzdelávacie perspektívy“. International Journal of Science Education . 23: 1073. doi: 10.1080/09500690110038585
• Gat, Uri (1988). „Hmotnosť hmoty a neporiadok hmotnosti“. In Richard Alan Strehlow (ed.). Štandardizácia technickej terminológie: princípy a prax – druhý zväzok. ASTM International. s. 45–48. ISBN 978-0-8031-1183-7.
• Rytier, Randall D. (2004). Fyzika pre vedcov a inžinierov: strategický prístup h. San Francisco, USA: Addison–Wesley. s. 100-1 100–101. ISBN 0-8053-8960-1
• Morrison, Richard C. (1999). „Hmotnosť a gravitácia – potreba konzistentných definícií“. Učiteľ fyziky . 37: 51. doi: 10.1119/1.880152