Mensen die op hun gewicht letten, zouden kunnen beweren dat weegschalen niet liegen, maar wat ze een persoon wel vertellen is op zijn minst een verkeerde benaming. Fysiek gezien is gewicht eigenlijk een kracht
: de zwaartekracht die op een massa werkt. De SI-eenheid van kracht is Newton (N). Massa daarentegen is een maat voor de hoeveelheid materie in een object. De SI-massa-eenheid is de kilogram (kg).

Dus wat de schaal echt moet weergeven voor een persoon die op zoek is naar zijn gewicht is een waarde in Newton
. Voor de veeleisende natuurkundestudenten die dit zelf willen benaderen; het volgende werkt echter: vermenigvuldig gewoon de kilogrammen die de schaal geeft met 10 (of het pond met 4,5).
Wat is het verschil tussen massa en gewicht?

Kort samengevat is het belangrijkste verschil tussen massa en gewicht is dat massa een fundamentele eigenschap van een object is en gewicht niet. Massa verandert niet, ongeacht waar een object zich bevindt totdat materie wordt toegevoegd of ervan afgetrokken. Een olifant van 2.300 kg is 2.300 kg op planeet Aarde, de maan en in het midden van de ruimte.

Anderzijds is gewicht afhankelijk van de locatie, omdat de zwaartekracht die op de massa inwerkt op verschillende locaties anders is . Een olifant van 2.300 kg heeft een gewicht
van ongeveer 23.000 N op het aardoppervlak, maar slechts ongeveer een zesde van dat gewicht op de maan en, als de olifant in een diepe ruimte werd afgezet, ver van de invloed van zwaartekracht veld, het zou helemaal geen gewicht hebben.

Een ander belangrijk onderscheid tussen massa en gewicht dat volgt uit hun definities is dat massa een scalaire
waarde is, omdat er geen richting is geassocieerd met een waarde in kilogram, terwijl gewicht een kracht vector is.
Het gewicht van een object wordt altijd op dezelfde manier gericht als de zwaartekracht eraan trekt.

Massa is technisch een kwantitatieve maat voor de traagheid van een object, of zijn weerstand tegen beweging. Hoe massiever een object, hoe minder het wordt beïnvloed door krachten die erop inwerken. Gewicht: De zwaartekracht

Zoals elke kracht kan het gewicht worden berekend met behulp van de gravitatiekrachtvergelijking:

F _{grav \u003d mg}

Waar g
de versnelling is ten gevolge van de zwaartekracht nabij het aardoppervlak: g \u003d
9,8 m /s ^{2. Elk object dat ergens op de planeet valt, valt in de richting van het centrum van de aarde met een steeds toenemende snelheid: 9,8 m /s sneller elke seconde dan de vorige seconde.}

Deze formule verklaart waarom de massa in kg wordt vermenigvuldigd met 10 ( of in lbs met 4,5, om rekening te houden met de eerste conversie naar de SI-eenheid van kg) geeft een snelle benadering van het "echte" gewicht van een persoon.

Elders in het universum is de waarde van g
is anders, omdat versnelling door zwaartekracht het gevolg is van het lokale zwaartekrachtveld van een groot lichaam. Op de kleine planeet Mercurius bijvoorbeeld is g
slechts 3,7 m /s ^{2. Omdat dat slechts ongeveer 38 procent is van g
op aarde, weegt alles op Mercurius slechts ongeveer 38 procent van wat het op aarde doet.
Schijnbaar gewicht}

Als een strikte definitie gewicht in hetzelfde zwaartekrachtveld verandert niet. Of een persoon in een lift omhoog of omlaag gaat, dezelfde g
versnelt dezelfde m
, dus F _{grav
, of gewicht, zal hetzelfde zijn.}

In werkelijkheid zijn er kleine verschillen in de waarde van g
op verschillende locaties rond een groot lichaam, zoals op de Noordpool versus de evenaar op aarde, of in het interieur versus op het oppervlak van de zon. Maar het benaderen van een constante waarde voor overal in een zwaartekrachtsveld is meestal voldoende voor natuurkundestudenten. tijdens de rit. Hun schijnbare
gewichten
veranderen omdat hun lichaam traagheid heeft of omdat ze weerstand bieden aan veranderingen in hun beweging.

Wanneer een lift begint te stijgen, zijn hun lichamen stil en verzetten zich tegen opwaartse beweging, waardoor ze een moment zwaarder aanvoelen totdat ze zich aanpassen aan de beweging. Het omgekeerde is even waar wanneer de lift begint te dalen. Echter, op geen enkel moment is het werkelijke gewicht van de persoon veranderd.
Schalen op een versnellende lift

Hoe zit het met het lezen van de schaal voor dezelfde mensen die de lift op en af gaan? Ook hier lijkt de schaal te kunnen liggen, maar deze keer niet alleen met een verkeerde benaming.

De schaal werkt door de netto kracht te meten die erop inwerkt. Wanneer het zich nog steeds op de badkamervloer bevindt, is de volledige netto kracht op de schaal van de zwaartekracht die het lichaam naar beneden op de schaal trekt. Maar op een versnellende lift,
wanneer de lift begint te versnellen of vertragen, is de totale versnelling van de massa op de schaal niet alleen van g
maar ook van de beweging van de lift .

Als de lift in tegengestelde richting van g
versnelt, is de netto versnelling iets kleiner dan g
, wat resulteert in een iets kleinere netto kracht ( omdat F _{net \u003d ma
en ervan uitgaande dat de versnelling van de lift kleiner is dan g
). De schaal zal daarom een kleiner aantal weergeven dan wanneer deze nog steeds is. Omgekeerd is er bij het naar beneden versnellen extra versnelling
in de richting van g, wat resulteert in een grotere netto kracht op de schaal, en het zal een groter aantal weergeven.}

Merk op dat dit alleen waar is wanneer de lift versnelt
. Bij een constante snelheid omhoog of omlaag (waar de meeste passagiers op hopen!), Verschilt de netto versnelling en dus de netto kracht niet van de schaal die niet op de badkamervloer beweegt.
Schalen op een helling

Een andere eenvoudige manier om direct "af te vallen" is door een schaal op een helling te plaatsen in plaats van plat op de vloer. Het tekenen van een vrijlichaamsdiagram van de krachten op de schaal, en begrijpen hoe de schaal werkt, onthult waarom dit waar is.

Nogmaals, de schaal werkt door de zwaartekracht te registreren die erop neerwaarts in de schaal werkt . De zwaartekracht is altijd gericht op het centrum van de aarde. Wanneer de schaal plat op de badkamervloer is, is deze direct naar beneden op 90 graden.

Wanneer de schaal echter is gekanteld, bijvoorbeeld zittend op een helling op 20 graden, is de zwaartekracht nee langer loodrecht op de schaal
. Het oplossen van de zwaartekracht in zijn componenten onthult dat de loodrechte component,
die rechtstreeks in de schaal gaat en dus als de bron van de meetwaarde van de schaal dient, kleiner is dan de totale zwaartekracht. De schaal vertoont dus een kleiner aantal wanneer deze schuin staat dan wanneer deze plat op de vloer ligt. Waarom het verschil in massa versus gewichtskwesties kennen

Massa en gewicht zijn in de fysica niet uitwisselbaar! Veel vergelijkingen en concepten zijn afhankelijk van de massa van een object of van de massa van meerdere objecten. Gewicht is alleen een nuttig concept in Newtoniaanse fysica-situaties, zoals het analyseren van krachten in de hier beschreven situaties.