DANS science moderne le poids et la masse sont des concepts différents. Le poids est la force avec laquelle le corps agit sur un support horizontal ou une suspension verticale. La masse est une mesure de l'inertie d'un corps.
Poids mesuré en kilogrammes, et poids en newtons. Le poids est le produit de la masse et de l'accélération due à la gravité (P = mg). La valeur du poids (à masse corporelle constante) est proportionnelle à l’accélération de la gravité, qui dépend de la hauteur au-dessus de la surface de la Terre (ou d’une autre planète). Et pour être encore plus précis, le poids est une définition particulière de la 2ème loi de Newton : la force est égale au produit de la masse et de l’accélération (F=ma). Elle se calcule donc en Newtons, comme toutes les forces.
Poids- une chose constante, mais poids, à proprement parler, dépend par exemple de la hauteur à laquelle se trouve le corps. On sait qu'avec l'augmentation de la hauteur, l'accélération de la gravité diminue et le poids du corps diminue en conséquence, dans les mêmes conditions de mesure. Sa masse reste constante.
Par exemple, en apesanteur, tous les corps ont un poids égal à zéro, et chaque corps a sa propre masse. Et si les lectures de la balance sont nulles lorsque le corps est au repos, alors lorsque les corps heurtent la balance avec les mêmes vitesses, l'impact sera différent.
Fait intéressant, en raison de la rotation quotidienne de la Terre, il y a une diminution du poids selon la latitude : à l'équateur, il est d'environ 0,3 % de moins qu'aux pôles.
Et pourtant, une distinction stricte entre les notions de poids et de masse est acceptée principalement dans physique, et dans de nombreuses situations quotidiennes, le mot « poids » continue d'être utilisé pour parler de « masse ». D'ailleurs, lorsque vous voyez les inscriptions sur le produit : « poids net » et « poids brut », ne vous inquiétez pas, NET est le poids net du produit, et BRUT est le poids avec emballage.
À proprement parler, lorsque vous allez au marché, en vous tournant vers le vendeur, vous devez dire : « S'il vous plaît, pesez un kilogramme »… ou « Donnez-moi 2 newtons de saucisse du docteur ». Bien entendu, le terme « poids » est déjà devenu synonyme du terme « masse », mais cela n’élimine pas la nécessité de comprendre que ce n'est pas du tout la même chose.
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Dans la vie ordinaire, le poids est considéré comme synonyme de masse. Mais en physique, le poids et la masse sont des choses différentes.
Poids corporel (indiqué R.) - la force avec laquelle un corps agit sur un support ou une suspension en raison de l'attraction vers la Terre.
Les astronautes en apesanteur ont une masse, mais pas de poids. Chaque personne réussit
l'apesanteur si vous soulevez les deux jambes du sol pendant la course.
Si le corps est au repos ou en mouvement uniformément, son poids est calculé par la formule :
Coefficient g varie en différents points de la Terre et sur d'autres planètes. A Minsk, une personne
pèsera moins qu'à Moscou. Coefficient g pour différents lieux :
Au repos et en mouvement uniforme, les modules (valeur numérique) du poids corporel et de la gravité
sont égaux. Mais si un corps accélère, décélère ou se déplace le long d’une courbe, ils sont différents.
Lorsque l'ascenseur accélère et descend, le corps exerce moins de pression sur le sol et le poids diminue, et lorsque
monte, la pression sur le support et le poids augmentent. Vous pouvez même le ressentir :
lors du levage, le corps semble être pressé contre le sol. Les changements de poids peuvent être confirmés et
expérimentalement, si vous montez dans un ascenseur en vous tenant debout sur la balance.
Un changement de poids provoqué par un changement de vitesse est une surcharge.
Sur un carrousel ou dans une voiture à grande vitesse, la surcharge force le corps à s'asseoir.
Les pilotes subissent d'énormes surcharges lorsqu'ils exécutent des figures acrobaties aériennes leur poids (et
Cela signifie que le poids de tous les organes, os, sang) augmente de 10 à 20 fois. La force musculaire n'est pas
augmente. Le muscle cardiaque d’une personne ordinaire ne peut pas pousser aussi fort
du sang à la tête, donc en cas de surcharge élevée, il perd connaissance. C'est pourquoi les pilotes
sont formés pour supporter 10 fois le poids d'une centrifugeuse - il s'agit essentiellement d'une machine à rotation rapide
carrousel.
1. Quelle est la différence entre le poids corporel et le poids corporel ?
2. Le poids corporel peut-il être nul ?
3. Comment connaître le poids d'un corps au repos ?
4. Qu’est-ce que la surcharge ?
5. Le poids d’un corps sur la Lune sera-t-il différent du poids du même corps sur Terre ?
6. Dans quelle mesure votre poids dans la capitale de la République de Biélorussie sera-t-il différent de celui dans la capitale des États-Unis ?
Dans ce paragraphe nous vous rappellerons la gravité, l'accélération centripète et le poids corporel.
Chaque corps sur la planète est affecté par la gravité terrestre. La force avec laquelle la Terre attire chaque corps est déterminée par la formule
Le point d'application se situe au centre de gravité du corps. Pesanteur toujours dirigé verticalement vers le bas.
La force avec laquelle un corps est attiré vers la Terre sous l'influence du champ gravitationnel terrestre est appelée pesanteur. Selon la loi de la gravitation universelle, à la surface de la Terre (ou à proximité de cette surface), un corps de masse m subit l'action de la force de gravité.
F t = GMm/R 2
où M est la masse de la Terre ; R est le rayon de la Terre.
Si seule la force de gravité agit sur un corps et que toutes les autres forces s’équilibrent mutuellement, le corps subit une chute libre. D'après la deuxième loi et formule de Newton F t = GMm/R 2 le module d'accélération gravitationnelle g se trouve par la formule
g=F t /m=GM/R 2 .
De la formule (2.29), il s'ensuit que l'accélération de la chute libre ne dépend pas de la masse m du corps en chute, c'est-à-dire pour tous les corps en un endroit donné de la Terre, c'est la même chose. De la formule (2.29), il résulte que Ft = mg. Sous forme vectorielle
F t = mg
Au § 5, il a été noté que puisque la Terre n'est pas une sphère, mais un ellipsoïde de révolution, son rayon polaire est inférieur à celui équatorial. De la formule F t = GMm/R 2 il est clair que pour cette raison la force de gravité et l'accélération de la gravité qu'elle provoque au pôle est plus grande qu'à l'équateur.
La force de gravité agit sur tous les corps situés dans le champ gravitationnel de la Terre, mais tous les corps ne tombent pas sur Terre. Cela s'explique par le fait que le mouvement de nombreux corps est entravé par d'autres corps, par exemple des supports, des fils de suspension, etc. Les corps qui limitent le mouvement d'autres corps sont appelés relations. Sous l’influence de la gravité, les liaisons se déforment et la force de réaction de la connexion déformée, selon la troisième loi de Newton, équilibre la force de gravité.
L'accélération de la gravité est affectée par la rotation de la Terre. Cette influence s’explique comme suit. Les systèmes de référence associés à la surface de la Terre (à l'exception des deux systèmes de référence associés aux pôles terrestres) ne sont pas, à proprement parler, des systèmes de référence inertiels - la Terre tourne autour de son axe et, avec elle, ces systèmes de référence se déplacent en cercles avec une accélération centripète. Cette non-inertialité des référentiels se manifeste notamment dans le fait que la valeur de l'accélération de la gravité s'avère différente selon les endroits de la Terre et dépend de la latitude géographique du lieu où se situe le référentiel associé à la Terre est située par rapport à laquelle l'accélération de la gravité est déterminée.
Des mesures effectuées à différentes latitudes ont montré que les valeurs numériques de l'accélération due à la gravité diffèrent peu les unes des autres. Par conséquent, quand ce n'est pas très calculs précis nous pouvons négliger la non-inertialité des systèmes de référence associés à la surface de la Terre, ainsi que la différence de forme de la Terre par rapport à la forme sphérique, et supposer que l'accélération de la gravité n'importe où sur la Terre est la même et égale à 9,8 m/s2 .
De la loi de la gravitation universelle, il s'ensuit que la force de gravité et l'accélération de la gravité qu'elle provoque diminuent à mesure que l'on s'éloigne de la Terre. A une hauteur h de la surface de la Terre, le module d'accélération gravitationnelle est déterminé par la formule
g=GM/(R+h)2.
Il a été établi qu'à une altitude de 300 km au-dessus de la surface de la Terre, l'accélération de la gravité est inférieure de 1 m/s2 à celle à la surface de la Terre.
Par conséquent, près de la Terre (jusqu'à des hauteurs de plusieurs kilomètres), la force de gravité ne change pratiquement pas et la chute libre des corps près de la Terre est donc un mouvement uniformément accéléré.
Poids corporel. Apesanteur et surcharge
La force avec laquelle, en raison de l'attraction vers la Terre, un corps agit sur son support ou sa suspension est appelée poids corporel. Contrairement à la gravité, qui est une force gravitationnelle appliquée à un corps, le poids est une force élastique appliquée à un support ou une suspension (c'est-à-dire un lien).
Les observations montrent que le poids d'un corps P, déterminé sur une balance à ressort, est égal à la force de gravité F t agissant sur le corps seulement si les balances avec le corps par rapport à la Terre sont au repos ou se déplacent uniformément et rectilignement ; Dans ce cas
Р=F t=mg.
Si un corps se déplace à une vitesse accélérée, alors son poids dépend de la valeur de cette accélération et de sa direction par rapport à la direction de l'accélération de la gravité.
Lorsqu'un corps est suspendu à une balance à ressort, deux forces agissent sur lui : la force de gravité F t = mg et la force élastique F yp du ressort. Si dans ce cas le corps se déplace verticalement vers le haut ou vers le bas par rapport à la direction d'accélération de la chute libre, alors la somme vectorielle des forces F t et F up donne une résultante provoquant l'accélération du corps, c'est-à-dire
F t + F haut = ma.
D'après la définition ci-dessus de la notion de « poids », on peut écrire que P = -F yp. De la formule : F t + F haut = ma. en tenant compte du fait que F T =mg, il s'ensuit que mg-ma=-F ouais . Par conséquent, P = m (g-a).
Les forces Ft et Fup sont dirigées le long d’une droite verticale. Par conséquent, si l'accélération du corps a est dirigée vers le bas (c'est-à-dire qu'elle coïncide dans la direction de l'accélération de la chute libre g), alors dans le module
P=m(g-a)
Si l’accélération du corps est dirigée vers le haut (c’est-à-dire opposée à la direction de l’accélération de la chute libre), alors
P = m = m(g+une).
Par conséquent, le poids d'un corps dont l'accélération coïncide dans la direction de l'accélération de la chute libre est inférieur au poids d'un corps au repos, et le poids d'un corps dont l'accélération est opposée à la direction de l'accélération de la chute libre est plus grand. que le poids d'un corps au repos. Une augmentation du poids corporel provoquée par son mouvement accéléré est appelée surcharge.
En chute libre a=g. De la formule : P=m(g-a)
il s'ensuit que dans ce cas P = 0, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de poids. Par conséquent, si les corps se déplacent uniquement sous l’influence de la gravité (c’est-à-dire tombent librement), ils sont dans un état apesanteur. Un trait caractéristique Cet état est l'absence de déformations et de contraintes internes dans les corps en chute libre, provoquées par la gravité dans les corps au repos. La raison de l'apesanteur des corps est que la force de gravité confère des accélérations égales à un corps en chute libre et à son support (ou suspension).
