Die alltägliche Definition von Gewicht ist ein Maß dafür, wie schwer eine Person oder ein Objekt ist. Die Definition ist in der Wissenschaft etwas anders. Gewicht ist der Name des Macht auf ein Objekt ausgeübt aufgrund der Beschleunigung von Schwere. Auf der Erde ist das Gewicht gleich dem Masse mal die Erdbeschleunigung (9,8 m / s2 auf der Erde).
Wichtige Erkenntnisse: Gewichtsdefinition in der Wissenschaft
- Das Gewicht ist das Produkt der Masse multipliziert mit der auf diese Masse einwirkenden Beschleunigung. Normalerweise ist es die Masse eines Objekts multipliziert mit der Erdbeschleunigung.
- Auf der Erde haben Masse und Gewicht den gleichen Wert und die gleichen Einheiten. Das Gewicht hat jedoch eine Größe wie die Masse plus eine Richtung. Mit anderen Worten, Masse ist eine skalare Größe, während Gewicht eine Vektorgröße ist.
- In den Vereinigten Staaten ist das Pfund eine Masse- oder Gewichtseinheit. Die SI-Gewichtseinheit ist der Newton. Die cgs-Gewichtseinheit ist das Dyne.
Gewichtseinheiten
In den Vereinigten Staaten ist die Einheiten von Masse und Gewicht sind gleich. Das Üblichste Gewichtseinheit ist das Pfund (lb). Manchmal werden jedoch das Pfund und die Schnecke verwendet. Das Pfund ist die Kraft, die benötigt wird, um eine 1-Pfund-Masse mit 1 Fuß / s zu beschleunigen2. Der Butzen ist die Masse, die mit 1 ft / s beschleunigt wird2 wenn 1 Pfund Kraft darauf ausgeübt wird. Eine Schnecke entspricht 32,2 Pfund.
In dem metrisches SystemMasse- und Gewichtseinheiten sind getrennt. Die SI-Gewichtseinheit ist die Newton (N), das ist 1 Kilogramm Meter pro Sekunde im Quadrat. Dies ist die Kraft, die erforderlich ist, um eine 1-kg-Masse um 1 m / s zu beschleunigen2. Die cgs-Gewichtseinheit ist das Dyne. Das Dyn ist die Kraft, die benötigt wird, um eine Masse von einem Gramm mit einer Geschwindigkeit von einem Zentimeter pro Sekunde im Quadrat zu beschleunigen. Ein Dyne entspricht genau 10-5 Newton.
Masse gegen Gewicht
Masse und Gewicht sind leicht zu verwechseln, besonders wenn Pfund verwendet werden! Masse ist ein Maß für die Menge an Materie, die in einem Objekt enthalten ist. Es ist Eigentum der Materie und ändert sich nicht. Das Gewicht ist ein Maß für die Wirkung der Schwerkraft (oder einer anderen Beschleunigung) auf ein Objekt. Die gleiche Masse kann je nach Beschleunigung ein unterschiedliches Gewicht haben. Zum Beispiel hat eine Person auf der Erde und auf dem Mars die gleiche Masse, wiegt aber auf dem Mars nur etwa ein Drittel so viel.
Masse und Gewicht messen
Die Masse wird auf einer Waage gemessen, indem eine bekannte Materiemenge (ein Standard) mit einer unbekannten Materiemenge verglichen wird.
Zwei Methoden können verwendet werden, um das Gewicht zu messen. Eine Waage kann verwendet werden, um das Gewicht (in Masseneinheiten) zu messen. Waagen funktionieren jedoch ohne Schwerkraft nicht. Kein Tee kalibriert Das Gleichgewicht auf dem Mond würde den gleichen Wert ergeben wie das auf der Erde. Die andere Methode zur Gewichtsmessung ist die Federwaage oder die pneumatische Waage. Dieses Gerät berücksichtigt die lokale Schwerkraft auf ein Objekt, sodass eine Federwaage an zwei Stellen ein geringfügig unterschiedliches Gewicht für ein Objekt ergeben kann. Aus diesem Grund werden die Waagen so kalibriert, dass sie das Gewicht eines Objekts bei nominaler Standardgravitation ergeben. Kommerzielle Federwaagen müssen neu kalibriert werden, wenn sie von einem Ort zum anderen bewegt werden.
Gewichtsabweichung über die Erde
Zwei Faktoren verändern das Gewicht an verschiedenen Orten auf der Erde. Eine zunehmende Höhe verringert das Gewicht, weil es den Abstand zwischen einem Körper und der Masse der Erde vergrößert. Zum Beispiel würde eine Person, die 150 Pfund auf Meereshöhe wiegt, ungefähr 149,92 Pfund auf 10.000 Fuß über dem Meeresspiegel wiegen.
Das Gewicht variiert auch mit dem Breitengrad. Ein Körper wiegt an den Polen etwas mehr als am Äquator. Dies ist teilweise auf die Ausbuchtung der Erde in der Nähe des Äquators zurückzuführen, durch die Objekte etwas weiter vom Massenschwerpunkt entfernt an der Oberfläche platziert werden. Der Unterschied in Zentrifugalkraft an den Polen im Vergleich zum Äquator spielt auch eine Rolle, bei der die Zentrifugalkraft senkrecht zur Erdrotationsachse wirkt.
Quellen
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