Was ist der Unterschied zwischen Körpergewicht und Schwerkraft?

Schwerkraft und Gewicht sind zwei Konzepte der Gravitationsfeldtheorie der Physik. Diese beiden Konzepte werden oft missverstanden und im falschen Kontext verwendet. Erschwerend kommt hinzu, dass auf der gewöhnlichen Ebene auch die Begriffe Masse (Eigenschaft der Materie) und Gewicht als etwas Identisches wahrgenommen werden. Deshalb ist ein angemessenes Verständnis von Gewicht und Gewicht für die Wissenschaft wichtig. Oft werden diese beiden fast ähnlichen Konzepte synonym verwendet. Dieser Artikel gibt einen Überblick über die Grundbegriffe, ihre Erscheinungsformen, Sonderfälle, Ähnlichkeiten und schließlich ihre Unterschiede.

Analyse grundlegender Konzepte:

Schwerkraft

Die Kraft, die von der Seite des Planeten Erde oder von der Seite eines anderen Planeten im Universum auf ein Objekt gerichtet wird (jeder astronomische Körper im weiteren Sinne), ist die Schwerkraft. Kraft ist eine beobachtbare Demonstration der Schwerkraft. Sie wird numerisch durch die Gleichung Fl = mg (g = 9, 8 m / c 2) ausgedrückt .

Diese Kraft wird auf jedes Mikroteilchen des Körpers ausgeübt, auf Makroebene bedeutet dies, dass sie auf den Schwerpunkt des gegebenen Körpers ausgeübt wird, da die Kräfte, die auf ein beliebiges Teilchen separat wirken, durch die Resultierende dieser Kräfte ersetzt werden können. Diese Kraft ist ein Vektor, der immer zum Massenmittelpunkt des Planeten strebt. Andererseits kann Ftyazh durch die Schwerkraft zwischen zwei Körpern ausgedrückt werden, die normalerweise eine unterschiedliche Masse haben. Es wird umgekehrt proportionale Konnektivität mit dem Intervall zwischen wechselwirkenden Objekten im Quadrat geben (gemäß der Newtonschen Formel).

Im Fall eines Körpers in einer Ebene ist dies die Lücke zwischen dem Körper und dem Massenmittelpunkt des Planeten, der sein Radius (R) ist. Abhängig von der Höhe des Körpers über der Oberfläche ändern sich Fth und g mit zunehmendem Abstand zwischen den zugehörigen Objekten (R + h), wobei h die Höhe über der Oberfläche angibt. Dies impliziert die Abhängigkeit, dass je höher das Objekt über dem Niveau der Erde liegt, desto geringer die Schwerkraft und desto weniger g.

Körpergewicht, Eigenschaften, Vergleich mit der Schwerkraft

Die Kraft, mit der der Körper auf eine Stütze oder eine vertikale Aufhängung einwirkt, wird als Körpergewicht (W) bezeichnet . Dies ist ein Richtungsvektor. Atome (oder Moleküle) eines Körpers werden von Basisteilchen abgestoßen, wodurch eine teilweise Verformung sowohl des Trägers als auch des Objekts auftritt, elastische Kräfte entstehen und sich in einigen Fällen die Form des Körpers und des Trägers auf Makroebene ändert. Es gibt eine Reaktionskraft des Trägers, parallel auf der Oberfläche des Körpers erscheint auch die Kraft der Elastizität als Reaktion auf die Reaktion des Trägers - dies ist das Gewicht. Das Körpergewicht (W) ist ein Vektor, der entgegengesetzt zur Stärke der Trägerreaktion gerichtet ist.

In Sonderfällen gilt für alle die Gleichheit W = m (ga) :

Der Ständer steht bei einem Objekt auf dem Tisch oder bewegt sich gleichmäßig mit einer konstanten Geschwindigkeit (a = 0). In diesem Fall ist W = Ft.

Wenn die Stütze nach unten beschleunigt, dann beschleunigt der Körper auch nach unten, dann ist W kleiner als Fth und das Gewicht ist überhaupt Null, wenn die Beschleunigung gleich der Beschleunigung des freien Falls ist (mit g = a, W = 0). Gleichzeitig manifestiert sich Schwerelosigkeit, die Stütze bewegt sich mit der Beschleunigung g und damit es treten keine unterschiedlichen Spannungen und Belastungen durch die aufgebrachte mechanische Kontaktkraft auf. Bei Schwerelosigkeit können Sie den Körper auch an einem neutralen Punkt zwischen zwei identischen Gravitationsmassen platzieren oder einen Gegenstand von einer Schwerkraftquelle wegbewegen.

Das homogene Gravitationsfeld in seiner Essenz kann im Körper keine „Spannungen“ verursachen, so wie der Körper, der sich unter dem Einfluss von Ftyazh bewegt, keine Gravitationsbeschleunigung spürt und ein schwereloser, „stressfreier“ Körper bleibt. In der Nähe eines ungleichmäßigen Feldes (massive astronomische Objekte) spürt ein frei fallender Körper unterschiedliche Gezeitenkräfte, und das Phänomen der Schwerelosigkeit tritt nicht auf, da verschiedene Körperteile ungleichmäßig beschleunigen und ihre Form ändern.

Stelle dich mit dem Körper nach oben . Das Äquivalent aller Kräfte wird nach oben gerichtet, daher ist die F-Reaktion des Trägers größer als F und das W und größer als F, und dieser Zustand wird als Überlastung bezeichnet. Die Multiplizität der Überlastung (K) - wie oft die Größe des Gewichts mehr Ftyazh ist. Dieser Wert wird beispielsweise bei Raumflügen und in der militärischen Luftfahrt berücksichtigt, da vor allem in diesen Gebieten erhebliche Geschwindigkeiten erreicht werden können.

Überlastung erhöht die Belastung der menschlichen Organe, hauptsächlich des Bewegungsapparates und des Herzens, aufgrund einer Gewichtszunahme des Blutes und der inneren Organe. Überlastung ist auch eine Richtungsgröße und ihre Konzentration in eine bestimmte Richtung muss für den Organismus berücksichtigt werden (Blut sprudelt zu den Beinen oder zum Kopf usw.) Zulässige Überlastungen bis zu einem Wert von K von nicht mehr als zehn.

Hauptunterschiede

  1. Diese Kräfte wirken auf ungleiche "Gebiete". Das Gewicht wird auf den Schwerpunkt des Objekts und das Gewicht auf den Träger oder die Aufhängung angewendet.
  2. Der Unterschied liegt in der physikalischen Einheit: Die Schwerkraft ist eine Gravitationskraft, das Gewicht ist elektromagnetischer Natur. Tatsächlich ist der Körper in Schwerelosigkeit keiner Verformung durch äußere Kräfte ausgesetzt.
  3. Ftyazh und W können sich sowohl im quantitativen Wert als auch in der Richtung unterscheiden. Wenn die Beschleunigung des Körpers nicht Null ist, ist W entweder mehr oder weniger als die Schwerkraft, wie in den obigen Fällen (wenn die Beschleunigung abgewinkelt ist, ist W auf Beschleunigung gerichtet). .
  4. Körpergewicht und Schwerkraft an den Polen des Planeten und des Äquators. Am Pol bewegt sich ein auf der Oberfläche liegendes Objekt mit der Beschleunigung a = 0, da es sich auf der Rotationsachse befindet, daher fallen Fth und W zusammen. Wenn man die Rotation von West nach Ost am Äquator betrachtet, erscheint der Körper als zentripetale Beschleunigung, und der Fokus aller Kräfte nach Newtons Gesetz wird in Richtung der Beschleunigung auf den Mittelpunkt des Planeten gerichtet sein. Die Reaktionskraft des Trägers gegen die Schwerkraft wird ebenfalls auf den Erdmittelpunkt gerichtet sein, sie wird jedoch geringer sein als F-Gewicht und das Körpergewicht wird dementsprechend geringer sein als F-Gewicht.

Fazit

Im 20. Jahrhundert wurden die Konzepte des absoluten Raums und der absoluten Zeit in Frage gestellt. Der relativistische Ansatz hat nicht nur alle Beobachter, sondern auch die Verschiebung oder Beschleunigung auf die gleiche relative Basis gestellt. Dies führte zu Unklarheiten darüber, was genau unter Schwerkraft und Gewicht zu verstehen ist. Eine Skala in einem Beschleunigungsaufzug kann beispielsweise nicht von einer Skala in einem Gravitationsfeld unterschieden werden.

Die Schwerkraft und das Gewicht wurden somit wesentlich vom Beobachtungsakt und vom Beobachter abhängig. Dies bewirkte eine Ablehnung des Konzepts als überflüssig in grundlegenden Disziplinen wie Physik und Chemie. Die Repräsentation bleibt jedoch im Physikunterricht wichtig. Die durch die Relativitätstheorie hervorgerufene Mehrdeutigkeit führte ab den 1960er Jahren zu Diskussionen über die Bestimmung des Gewichts und die Wahl zwischen der Nenndefinition: Kraft aufgrund der Schwerkraft oder der operativen Definition, die direkt durch den Akt des Wiegens bestimmt wird.

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