Vikten

Vikt - kraften med vilken kroppen verkar på stödet (eller upphängningen, eller annan typ av fäste), förhindrar fallet, som uppstår i tyngdfältet [1] [2] . Viktenheten i International System of Units (SI) är newton , ibland är CGS - enheten dyn .

Utöver ovanstående definition, som är förankrad i sovjetisk och postsovjetisk pedagogik, finns det en tolkning av vikt som en synonym för gravitation , det vill säga attraktionskraften för kroppen av jorden. I engelsk litteratur finns ett delvis liknande klingande ord "vikt", som i fysiken betyder gravitation [3] , men i vardagen har det andra betydelser, bland annat "massa" och "vikt".

Terminologi och betydelse

I fallet med en kropp i vila i en tröghetsreferensram är dess vikt lika med tyngdkraften som verkar på kroppen och är proportionell mot massan och accelerationen av fritt fall vid en given punkt: $\mathbf {P}$ $m$ ${\mathbf g}$

\mathbf {P} =m\mathbf {g} .

Den fria fallaccelerationen beror på höjden över jordens yta och - på grund av jordens icke-sfäricitet , såväl som på grund av dess rotation - på de geografiska koordinaterna för mätpunkten. Som ett resultat av jordens dagliga rotation sker en latitudinell viktminskning: vid ekvatorn är vikten cirka 0,3% mindre än vid polerna. En annan faktor som påverkar värdet och följaktligen kroppens vikt är gravitationella anomalier , på grund av de strukturella egenskaperna hos jordens yta och underjorden i närheten av mätpunkten. Om kroppen är nära en annan planet, och inte jorden, kommer accelerationen av fritt fall att bestämmas av denna planets massa och storlek, tillsammans med avståndet mellan dess yta och kroppen. ${\mathbf g}$

När systemets "kropp" - "stöd eller upphängning" rör sig i förhållande till tröghetsreferensramen med acceleration, slutar vikten att sammanfalla med tyngdkraften [1] : $\mathbf {w}$

\mathbf {P} =m(\mathbf {g} -\mathbf {w} ).

Till exempel, om hissens acceleration (oavsett hastighet) är riktad uppåt, ökar vikten av lasten i den, och om den är nedåt, minskar den. Accelerationen på grund av jordens rotation ingår inte i , den tas redan i beaktande i . Tillståndet av tyngdlöshet ( tyngdlöshet ) uppstår långt från det attraherande föremålet, eller när kroppen är i fritt fall, det vill säga när . $\mathbf {w}$ ${\mathbf g}$ $\mathbf {g} -\mathbf {w} =0$

En massakropp , vars vikt analyseras, kan bli föremål för tillämpningen av ytterligare krafter, indirekt på grund av närvaron av ett gravitationsfält, inklusive Arkimedeskraften och friktion . $m$

Definitionen i ingressen anger inte om sådana faktorer ska beaktas. Det är inte heller specificerat om rollen som stöd-upphängning måste spelas av en elastisk solid kropp och vad om det finns flera stöd. Dessutom finns det icke likvärdiga definitioner av vikt i publikationer [4] [5] [6] .

Så, när endast tyngdkraftens bidrag beaktas, tilldelas en kropp som vilar på en lutande yta en vikt riktad längs normalen till stödet , där är lutningsvinkeln [5] . Men om vi även tar hänsyn till den statiska friktionskraften (och, enligt Newtons tredje lag , appliceras den både på kroppen och på stödet), så blir viktvektorn lika med [4] . På liknande sätt med Arkimedeskraften : i en vätska eller gas med en densitet verkar en lyftkraft på kroppen (där är kroppens volym), på grund av vilken, säg, kroppens påverkan på den ojämna [7] botten av reservoaren försvagas. Om vi betraktar vätskan eller gasen som ett stöd och tar hänsyn (i enlighet med Newtons tredje lag) verkan av Archimedes-kraftens kropp på vätskan, kommer viktvektorn att förbli lika med . I ett tillvägagångssätt som tar hänsyn till kroppens verkan på allt som verkar på kroppen själv, är kroppens vikt, upp till ett tecken, lika med vektorsumman av alla krafter (utom gravitation) som verkar på kroppen, bl.a. krafterna från Arkimedes ("flytande stöd" [4] ) och friktion, med hänsyn till alla tillgängliga stöd-upphängningar tillsammans. $mg\cos \alpha$ $\alfa$ $m\mathbf {g}$ $\rho$ $\mathbf {F} _{A}=-\rho \mathbf {g} V$ $V$ $m\mathbf {g}$

På engelska finns ett ord "weight" som delvis liknar ljudet, vilket i fysik betyder gravitation [3] , men i vardagslivet har det andra betydelser, bland annat "massa" och "weight". På tyska och franska skiljer sig orden för gravitation från det ryska ordet för "vikt". I engelsk litteratur, för den totala kraften av påverkan på stödet, används termen "skenbar vikt", som ibland översätts med " skenbar vikt ". Att känna till detta värde kan till exempel hjälpa till att utvärdera en strukturs förmåga att hålla kroppen under studie under givna förhållanden. $m\mathbf {g}$

I vissa fall - säg, i en situation med en heliumfylld ballong bunden på gatan, om vi med "stöd" endast menar fästningsplatsen utan att inkludera atmosfären i begreppet stöd - vikten (eller, i engelsk terminologi , den skenbara vikten) kan visa sig vara riktad mot vektorn på grund av påverkan . ${\mathbf g}$ $\mathbf {F} _{A}$

Begreppet "vikt" i fysiken är inte nödvändigt [8] . I princip är det möjligt att avskaffa denna term helt och hållet och tala antingen om "massa" eller "kraft" [9] av sådan och sådan karaktär. Användningen av begreppet "vikt" beror till stor del helt enkelt på vana [8] och språktraditioner.

Dimension

Vikten kan mätas med hjälp av fjädervågar , som också kan användas för indirekt mätning av massa, om de är korrekt kalibrerade; spakbalanser behöver inte en sådan kalibrering, eftersom i detta fall massor jämförs, som påverkas av samma acceleration av fritt fall eller summan av accelerationer i icke-tröghetsreferensramar. Vid vägning med tekniska fjädervågar försummas vanligtvis variationer i gravitationsaccelerationen, eftersom inverkan av dessa variationer vanligtvis är mindre än den praktiskt nödvändiga vägningsnoggrannheten.

När den är i ett gasformigt eller flytande medium kan den uppmätta vikten av en kropp skilja sig från den som uppmätts under samma förhållanden i ett vakuum på grund av en viktminskning på grund av verkan av Arkimedeskraften [1] .

Vikt och massa

Inom fysiken är vikt och massa olika begrepp. Vikt är en vektorkvantitet , den kraft med vilken en kropp verkar på ett stöd eller upphängning. Massa är en skalär kvantitet , ett mått på kroppens tröghet (tröghetsmassa) eller "laddningen" av gravitationsfältet (gravitationsmassa). Dessa kvantiteter har också olika måttenheter (i SI-systemet mäts massa i kilogram och vikt mäts i newton ). Situationer med noll vikt och icke-noll massa av samma kropp är möjliga, till exempel under förhållanden av viktlöshet, alla kroppar har noll vikt, och varje kropp har sin egen massa. Och om vikterna i vila kommer att vara noll, då när vikterna av kroppar med samma hastighet träffas, kommer påverkan att bli annorlunda (se lagen om bevarande av momentum , lagen om energibevarande ).

Samtidigt accepteras en strikt distinktion mellan begreppen vikt och massa främst inom vetenskap och teknik, och i många vardagliga situationer fortsätter ordet "vikt" att användas när man faktiskt talar om "massa". Till exempel säger vi att ett föremål "väger ett kilogram" trots att ett kilogram är en massenhet [10] . Dessutom användes termen "vikt" i betydelsen "massa" traditionellt i humanvetenskapernas cykel - i frasen "mänsklig kroppsvikt", istället för den moderna " mänsklig kroppsvikt ". I detta avseende noterar metrologiska organisationer att missbruket av termen "vikt" istället för termen "massa" bör upphöra, och i alla fall där massa avses bör termen "massa" användas [11] [12] .

Historik

III Generalkonferensen om vikter och mått , som hölls 1901, betonade att termen "vikt" betecknar en kvantitet av samma karaktär som termen "kraft". Konferensen definierade vikten av en kropp som produkten av kroppens massa och accelerationen på grund av gravitationsattraktion. Standardvikten för en kropp definierades av konferensen som produkten av en kropps massa och standardaccelerationen på grund av gravitationsattraktion. I sin tur antogs värdet 980,665 cm/s 2 [13] för standardaccelerationen .

Anteckningar

↑ 1 2 3 Rudoy Yu. G. Vikt // Physical Encyclopedia : [i 5 volymer] / Kap. ed. A. M. Prokhorov . - M . : Soviet Encyclopedia , 1988. - T. 1: Aharonov - Bohm-effekt - Långa rader. - S. 262. - 707 sid. — 100 000 exemplar.
↑ Sivukhin D.V. Allmän kurs i fysik. — M .: Fizmatlit; MIPT Publishing House, 2005. - T. I. Mechanics. - S. 373. - 560 sid. — ISBN 5-9221-0225-7 .
↑ 12 "Vikt " . Encyclopædia Britannica . — "Vikt, gravitationskraft av attraktion på ett föremål, orsakad av närvaron av ett massivt andra föremål, såsom jorden... vikt är produkten av ett föremåls massa och antingen gravitationsfältet eller gravitationsaccelerationen...". Hämtad 8 november 2020. Arkiverad från originalet 17 november 2020. (obestämd)
↑ 1 2 3 I. E. Kagan "Kroppsvikt" (Grade IX) Arkivkopia daterad 2 oktober 2016 på Wayback Machine // Fysik: problem med att lägga ut. - 2001. - Nr 3. - S. 58-74.
↑ 1 2 S. V. Zadorozhnaya “Kroppsvikt” Arkivkopia daterad 24 januari 2021 på Wayback Machine // Pedag. meddelande "Urok.rf" (2016).
↑ I många utländskspråkiga publikationer, vikt (se t.ex. Allen L. King. Vikt och viktlöshet (engelska) // American Journal of Physics : journal. - 1963. - Vol. 30. - S. 387. - doi : 10.1119 /1.1942032 . - . , även början på den tyska versionen av artikeln ) är synonymt med gravitation, vilket anses vara ett misstag i rysk pedagogik.
↑ Grovhet krävs för att vatten ska läcka under stödet, se L. G. Aslamazov: Hydrostatics Archival copy of 6 april 2018 at the Wayback Machine // Kvant. - 1972. - Nr 12. (s. 57, fig. 9av).
↑ 1 2 V. G. Zubov . Mekanik. M.: Nauka, 1978. - 352 sid. // se § 71, sid. 176 Arkiverad 16 september 2017 på Wayback Machine : "Inom mekanik är konceptet vikt helt överflödigt. Men eftersom detta ord är enkelt, bekant, används det ofta. (död länk) Hämtad 21 september 2020.
↑ The National Standard of Canada, CAN/CSA-Z234.1-89 Canadian Metric Practice Guide, januari 1989: 5.7.3. Betydande förvirring råder i användningen av termen "vikt". <…> I vetenskapligt och tekniskt arbete bör termen "vikt" ersättas med termen "massa" eller "kraft", beroende på tillämpning.
↑ Tidigare användes kraftenheten kilogram-kraft i stor utsträckning inom teknik - en av huvudenheterna i MKGSS-systemet .
↑ ISO 80000-4:2006, Kvantiteter och enheter - Del 4: Mekanik. "I vanligt språkbruk fortsätter namnet "vikt" att användas där "massa" avses, men denna praxis är utfasad."
↑ SI-enheter: Massa . Vikter och mått . NIST . Tillträdesdatum: 7 december 2016. Arkiverad från originalet 17 december 2016.
↑ Deklaration om massenhet och om definition av vikt; konventionellt värde på g (engelska) . Resolution av 3:e CGPM (1901) . BIPM. Hämtad 1 november 2015. Arkiverad från originalet 25 juni 2013.

Se även

Ordböcker och uppslagsverk	biblisk Stor norsk Stor norsk Stor ryss Great Soviet (1 upplaga) Brockhaus och Efron Litet Brockhaus och Efron V. Dahl
I bibliografiska kataloger	GND : 4130657-0 J9U : 987007553501805171 LCCN : sh85145953

Krafter som verkar på planet
lyftkraft Allvar sticka Drag