2. Вес на различных планетах
Повседневно мы воспринимаем вес и массу тела как одно и то же. Обе эти величины очень связаны друг с другом, но это не одно и то же. Масса тела зависит от количества молекул и атомов в теле, её обозначают \(m\) и измеряют в килограммах . А вес — это сила, с которой тело действует на другие тела в результате гравитации, его обозначают \(P\) и измеряют в ньютонах , Н .
Вес тела — это сила, с которой тело давит на поверхность или растягивает подвес, на котором оно висит.
Обрати внимание!
Вес тела на Земле одинаков с силой тяжести, если тело находится в состоянии покоя или прямолинейного равномерного движения. Если тело ускоренно движется, тогда значения веса тела и силы тяжести могут отличаться.
Вес тела определяют по формуле P = m ⋅ g , где
\(P\) — вес тела, Н ;
\(m\) — масса тела, кг ;
\(g\) — ускорение свободного падения, м с 2 .
Устройство, которое используется для определения массы тела, называют весами, хотя на самом деле весы измеряют не массу, а вес тела. При градуировке шкалы весов учитывается, что, если вес тела на Земле равен \(9,8\) Н , то масса такого тела равна \(1\) кг . Если бы массу тела попытались определить при помощи весов на космической станции, которая находится в состоянии невесомости, тогда измерить вес тела не удалось бы, так как в этом случае вес тела был бы равен нулю, поскольку тело в состоянии невесомости не давит на поверхность весов. Следовательно, вес тела можно определить в гравитационном поле только тогда, когда тело не находится в состоянии невесомости (в состоянии свободного падения).
В Солнечной системе имеется восемь планет, и для каждой планеты характерна своя величина ускорения свободного падения. Это означает, что на каждой из планет одно и то же тело будет иметь различный вес.
Таблица \(1\). Величина ускорения свободного падения вблизи поверхности различных планет Солнечной системы
3. Сила тяжести
Силу гравитации, с которой Земля притягивает тело, находящееся на её поверхности или вблизи неё, называют силой тяжести . Эта сила направлена к центру Земли.
Сила гравитации Земли для нас является самой важной, поэтому ей и дано особое название.
Земля притягивает всё, что находится вокруг неё: твёрдые тела, жидкости, газы.
Из-за того что есть сила тяжести, возможно существование атмосферы (молекулы газа не улетают в космос), воды морей и океанов удерживаются на своих местах, если какой-либо предмет приподнимают и роняют, этот предмет падает вниз — в направлении Земли.
Силу, с которой Земля притягивает тела, можно рассчитать по формуле: F = m ⋅ g , где \(m\) — масса тела, а \(g\) — ускорение свободного падения.
Ускорение свободного падения — это ускорение, которое вблизи Земли приобретает тело, падающее свободно и беспрепятственно. Вблизи поверхности Земли значение \(g\) равно примерно \(9,81\) м с 2 , для приблизительных расчётов можно использовать значение \(10\) м с 2 .
Что означает эта единица измерения?
Скорость свободно падающего тела каждую секунду увеличивается на \(9,81\) метра в секунду ( м / с ).
Если предмет падает, например, в течение \(4\) секунд, то скорость его падения в самом начале равна \(0\) м / с ;
за \(1\)-ю секунду он достигает скорости \(9,81\) м / с ;
за \(2\)-ю секунду он достигает скорости: \(9,81\), умноженное на \(2\), т.е. модуль скорости \(v\) \(=\) \(19,62\) м / с ;
за \(3\)-ю секунду он достигает скорости: \(9,81\), умноженное на \(3\), т.е. модуль скорости \(v\) \(=\) \(29,43\) м / с ;
за \(4\)-ю секунду тело достигает скорости: \(9,81\), умноженное на \(4\), т.е. модуль скорости \(v\) \(=\) \(39,24\) м / с , что приблизительно составляет \(141\) км/ч.
Обрати внимание!
Интересно, что кирпич и яблоко падают с одинаковой скоростью. Только падение лёгких предметов сопротивление воздуха замедляет сильнее, например, птичье перо из-за сопротивления воздуха будет падать медленнее.
Ускорение свободного падения на поверхности Луны составляет только \(1,62\) м с 2 .
На Юпитере значение \(g\) приблизительно равно \(26,2\) м с 2 , это примерно так же, как если бы человек в дополнение к своим \(60\) кг веса взвалил бы на плечи ещё примерно \(102\) кг.
какая сила тяжести на луне , плиз помогите.
Сила тяжести как на Луне, так и на Земле вычисляется по формуле: F=mg, где m — масса тела, g — ускорение свободного падения. Ускорение свободного падения на Луне — 1.622 м/с2. Следовательно сила тяжести для человека массой 70 кг составит = 1,622*70=113,54 Н/кг
Остальные ответы
в 4 раза меньше земной
Источник: «Незнайка на луне»
короче дели то, что получилось на земле на 6
Похожие вопросы
Ваш браузер устарел
Мы постоянно добавляем новый функционал в основной интерфейс проекта. К сожалению, старые браузеры не в состоянии качественно работать с современными программными продуктами. Для корректной работы используйте последние версии браузеров Chrome, Mozilla Firefox, Opera, Microsoft Edge или установите браузер Atom.
Формула силы тяжести
Под воздействием силы притяжения к Земле все тела падают с одинаковыми по отношению к ее поверхности ускорениями. Такое ускорение называют ускорением свободного падения и обозначают: g. Его величина в системе СИ считается равной g=9,80665 м/с 2 – это так называемое, стандартное значение.
Вышесказанное обозначает то, что в системе отсчета, которая связывается с Землей, на любое тела обладающее массой m действует сила равная:
которая называется силой тяжести.
Если тело находится в состоянии покоя на поверхности Земли, тогда сила тяжести уравновешивается реакцией подвеса или опоры, которая удерживает тело от падения (вес тела).
Различие между силой тяжести и силой притяжения к Земле
Если быть точным, то следует заметить, что в результате неинерциальности системы отсчета, которая связывается с Землей, сила тяжести отличается от силы притяжения к Земле. Ускорение, которое соответствует движению по орбите существенно меньше, чем ускорение, которое связывается с суточным вращением Земли. Система отсчета, связанная с Землей, осуществляет вращение по отношению к инерциальным системам с угловой скоростью $\omega$=const. Поэтому в случае рассмотрения перемещения тел по отношению к Земле следует учитывать центробежную силу инерции (Fin), равную:
где m – масса тела, r – расстояние от оси Земли. Если тело расположено не высоко от поверхности Земли ( в сравнении с радиусом Земли), то можно считать, что
где RZ – радиус земли, $\varphi$ – широта местности.
В таком случае ускорение свободного падения (g) по отношению к Земле будет определено действием сил: силы притяжения к Земле ( $\bar_$) и силы инерции ( $\bar_$). При этом сила тяжести — есть результирующая этих сил:
Так как сила тяжести сообщает телу, обладающему массой m ускорение равное $\bar$, то соотношение (1) является справедливым.
Разница между силой тяжести $\bar$ и силой притяжения к Земле $\bar_$ небольшая. Так как $F_ \gg F_$.
Как и всякая сила, сила тяжести – векторная величина. Направление силы $\bar$, например, совпадает с направлением нити, натянутой грузом, которое называют направлением отвеса. Сила $\bar_$ направлена к центру Земли. Значит, нить отвеса направлена также только на полюсах и экваторе. На других широтах угол отклонения ($\alpha$) от направления к центру Земли составляет величину, равную:
$$\alpha \approx 0,0018 \sin (2 \varphi)(5)$$
Разница между Fg-P максимальна на экваторе, она составляет 0,3% от величины силы Fg. Так как земной шар является сплюснутым около полюсов, то Fg имеет некоторые вариации по широте. Так она у экватора на 0,2% меньше, чем у полюсов. В результате ускорение g изменяется с широтой от 9,780 м/с 2 (экватор) до 9,832 м/с 2 (полюса).
По отношению к инерциальной системе отсчета (например, гелиоцентрической СО) тело в свободном падении будет перемещаться с ускорением (a) отличающимся от g, равным по модулю:
и совпадающим по направлению с направлением силы $\bar_$.
Единицы измерения силы тяжести
Основной единицей измерения силы тяжести в системе СИ является: [P]=H
Примеры решения задач
Задание. Определите во сколько раз величина силы тяжести на Земле (P1) больше, чем сила тяжести на Луне (P2).
Решение. Модуль силы тяжести определяется формулой:
Если имеется в виду сила тяжести на Земле, то в качестве ускорения свободного падения используем величину $g_ \approx 9,8$ м/с^2 . Для вычисления силы тяжести на Луне найдем при помощи справочников ускорение свободного падения на этой планете, оно равно $g_ \approx 1,6$ м/с^2 .
Таким образом, для ответа на поставленный вопрос следует найти отношение:
Ответ. $\frac>> \approx 6,1$
проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности
Мы помогли уже 4 430 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!
Задание. Получите выражение, которое связывает широту и угол, который образуют вектор силы тяжести и вектор силы притяжения к Земле.
Решение. Угол, который образуется между направлениями силы притяжения к Земле и направлением силы тяжести можно оценить, если рассмотреть рис.1 и применить теорему синусов. На рис.1 изображены: $\bar_$ – центробежная сила инерции, которая возникает за счет вращения Земли вокруг оси, $\bar$ – сила тяжести, $\bar_$ – сила притяжения тела к Земле. Угол $\varphi$ — широта местности на Земле.
По теореме синусов имеем:
где выражение для центробежной силы можно определить как:
$$F_=m \omega^ R_ \cos \varphi(2.2)$$
Rz – радиус Земли. При этом:
Подставим выражения (2.2) и (2.3) в (2.1), имеем:
где величину $\frac <\omega^<2>R_>$ можно рассчитать, если учесть, что радиус Земли равен Rz=6400 км. Угловая скорость вращения Земли есть:
$$\sin \alpha=0,0035 \cos \varphi \sin \varphi=0,0018 \sin (2 \varphi)$$
Ответ. $\sin \alpha \approx 0,0018 \sin (2 \varphi)$