Тегло

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Серия статии на тема

Класическа механика

PendulumWithMovableSupport.svg
Импулс · Сила · Енергия · Работа · Мощност · Скорост · Ускорение · Инерционен момент · Момент на сила · Момент на импулса

Теглото се дефинира от физиката като силата на тежестта (гравитационната сила съгласно закона за всеобщото привличане), упражнявана върху тяло с маса m намиращо се в дадено гравитационно поле. В Международната система единици теглото се измерва в нютони.

За тела, намиращи се в гравитационното поле на Земята и разположени относително близо до нейната повърхност, според втория закон на Нютон масата и теглото са свързани със следната формула:

\vec{G} = m\vec{g}\,

където \vec{G}\, е силата на тежестта (теглото), а \vec{g}\, е гравитационното ускорение при свободно падане към повърхността на Земята, означавано за краткост като земно ускорение.

Маса и тегло[редактиране | редактиране на кода]

Въпреки че в ежедневието думите маса и тегло са взаимнозаменими, те представляват две принципно различни понятия и величини. За практически нужди, с разумно приближение (отчитайки хомогенно и постоянно гравитационно поле на повърхността на Земята) може да се счита, че теглото е право пропорционално на масата. Например ако тяло А тежи 10 пъти повече от тяло В, то масата на тяло А е 10 пъти по-голяма от тази на тяло В.

Във физиката смесването на тези два термина е недопустимо, масата представлява скалар, а теглото като всяка сила е вектор. Мерните единици са също различни – теглото се измерва в нютони (N), а масата – в килограми (kg). Разликите стават очевидни, когато се намесят гравитационни полета на други небесни тела. Така например, на повърхността на Луната гравитационното притегляне е шест пъти по-слабо от това на Земята. Тук човек с маса 60 kg тежи приблизително 600 N, а на Луната той ще тежи само 100 N, но масата му ще си остане 60 kg.

Различия[редактиране | редактиране на кода]

Величина Определение Мерни единици Промяна
Маса скаларна мярка за съдържащото се вещество килограм не се променя на различните небесни тела
Тегло векторна силата на гравитационното притегляне нютон мени се на различните небесни тела
Weight1.jpg

Гравитационно ускорение[редактиране | редактиране на кода]

В Нютоновата теория за гравитацията, гравитационното ускорение на телата е правопропорционално на тяхната маса и обратнопропорционално на квадрата от разстоянието между тях. Гравитационното ускорение на повърхността на космически тела, различни от Земята, може да се определи по формулата:[1]

g_r = \frac{m_r}{r^2_r}

където:

  • gr – относително гравитационно ускорение, спрямо земното (9,81 m/s2);
  • mr – относителна маса на небесното тяло, спрямо земната (5,9736×1024 kg);
  • rr – относителен радиусна небесното тяло, спрямо земния (6372,796 km).

Относителното гравитационно ускорение (\overrightarrow{g_r}) на повърхността на телата в Слънчевата система, в сравнение със земното, е:

Относително гравитационно ускорение (\overrightarrow{g_r}) на повърхността на телата в Слънчевата система
тяло Слънце Меркурий Венера
Земя
Марс
Церера
Юпитер
\overrightarrow{g_r}
1,000
0,376
2,53
спътник
Луна
Фобос
Деймос
Йо
Европа
Ганимед
Калисто
\overrightarrow{g_r}
28,02
0,38
0,904
0,1654 0,0005814 0,000306 0,0275
0,183
0,134
0,15
0,126
тяло
Сатурн
Уран
Нептун
Плутон
Хаумея
Макемаке
Ерида
\overrightarrow{g_r}
0,987
1,14
0,067
спътник Мимас Енцелад
Титан
Япет
Тритон Харон Никта
\overrightarrow{g_r} 0,0078
0,008
0,14
0,026
0,89
0,0797 0,028 ~ 0,002
0,064
~ 0,0587
0,084

Превръщане от маса в тегло[редактиране | редактиране на кода]

Превръщането става използвайки втория закон на Нютон в общ вид: \vec{F} = m\vec{a}\, т.е. силата е равна на масата, умножена по ускорението. В случая силата е теглото, а ускорението е гравитационното ускорение, което за Земята е приблизително 9,8 m/s².

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Detailed Models of super-Earths: How well can we infer bulk properties?, Diana Valencia, Dimitar D. Sasselov, and Richard J. O'Connell, arXiv:astro-ph/0704.3454.

Вижте също[редактиране | редактиране на кода]

Външни препратки[редактиране | редактиране на кода]