Дана стаття допоможе вам зрозуміти, чим відрізняється вага тіла від сили тяжіння. Розуміння цього факту надзвичайно важливо, якщо ви хочете успішно вирішувати завдання шкільного і будь-якого іншого курсу фізики, та й просто якщо вам цікаво вивчати світ навколо нас.
Вага тіла
Необхідно розібратися, чим відрізняється вага тіла від сили тяжіння. Зі шкільної парти кожному відомо: вага, він же маса, помножена на прискорення, з якою Земля притягує будь-які об’єкти, є однією з базових величин у фізиці. Він являє собою силову характеристику, з якою тіло діє на опору. У якості останньої може служити все, що завгодно. Наприклад, прямо зараз ви, швидше за все, ви дієте на опору у вигляді стільця, ліжка або дивана. По дорозі на роботу або в школу нею може служити поверхню Землі, підлога в приміщенні або громадському транспорті. У свою чергу, опора також реагує на ваш вагу, але про це в цій статті мова не піде, оскільки дана ситуація відноситься до сфери дії третього закону Ньютона.
Як вже було сказано вище, для того щоб знайти вага тіла, необхідно зробити найпростіше обчислення, яке являє собою множення двох величин. Для початку необхідно визначити масу тіла. Для цього можна використовувати спеціальні ваги або обчислити масу через густину або обсяг.
Для прикладу: маса людини в середньому становить не більше 75-80 кг, слона – більше 5000 кілограм, або 5 тонн. Маси літака, ракети або будівлі вимірюються багатьма мільйонами кілограмів. Як тільки ми знайшли масу об’єкта, необхідно скористатися довідником з фізики для того, щоб знайти частина в рівнянні ваги тіла – компонент прискорення вільного падіння.
Як правило, під ним розуміють те прискорення, з яким будь-який об’єкт – людина, автомобіль, що стоїть літак або припаркований автомобіль падали б до центру Землі, якби під ним відразу зникли б усякі опори. Прискорення вільного падіння в цілих числах округлюється до 10 метрів в секунду в квадраті. Тепер, знаючи масу тіла (вона може змінюватися, все залежить від самого тіла), а також знаючи другу компоненту – прискорення вільного падіння, ми можемо знайти вага будь-якого об’єкта. Для цього необхідно перемножити ці дві прості величини. Отриманий результат і буде дорівнює вазі тіла.
Як і всяка інша сила, вага тіла характеризується спеціальною величиною виміру, названої на честь видатного вченого Ісаака Ньютона.
Важливо пам’ятати, що назва характеризує вагу тіла фізичної величини завжди слід писати з маленької літери – 1 ньютон, 300 ньютонів. Вага тіла при певних обставинах може бути дорівнює нулю. Наприклад, вага тіла космонавтів в умовах відкритого космічного простору і невагомості всередині орбітальних космічних станцій – нульовий, тому що сили, що діють на станцію при її нескінченному падінні за горизонт, врівноважують будь-які сили, з якою вона притягується до поверхні Землі.
Важливо пам’ятати, що маса тіла, на відміну від ваги, завжди позитивна. Приміром, людина масою 60 кг має вагу приблизно в 600 ньютонів. Ще одна дуже важлива деталь: вага тіла завжди прикладена до точки торкання тіла з поверхнею. На малюнку це точка, з якої виходить вектор P, позначає вагу тіла.
Сила тяжіння
Сила тяжіння є фундаментальною фізичною величиною. Якщо зупинитися на порівнянні сили тяжіння і ваги тіла, можна помітити, що ці величини багато в чому схожі. Перша також вимірюється в ньютонах, вона теж спрямована в бік центру Землі (перпендикулярно поверхні опори). Для того, щоб знайти силу тяжіння, також необхідно скористатися алгоритмом з попередньої задачі з визначення ваги тіла. Відмінностей сили тяжіння від ваги декілька, але найбільш важливі з них наступні: сила тяжіння ніколи не може бути рівною 0, вона діє на тіло завжди і за будь-яких обставин.
Завжди слід пам’ятати про те, що сила тяжіння має інший характер програми. Іншими словами, вектор сили тяжіння виходить з центру мас будь-якого тіла. На малюнку видно, що точка, до якої прикладена сила тяжіння (F тяж), знаходиться рівно посередині тіла. Якщо уявити собі вагу тіла, то він би був прикладений до точки торкання його і опорної поверхні. У цьому і полягає відмінність ваги тіла від сили тяжіння.
Головне – пам’ятати, що ці дві фізичні величини повноцінними аналогами назвати не можна. Все відмінність – в точці прикладання та постійності даних сил.
