Вес

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Гравитационные аномалии земли (по данным NASA GRACE — Gravity Recovery And Climate Change.)

Вес — сила воздействия тела на опору (или подвес или другой вид крепления), препятствующую падению, возникающая в поле сил тяжести[1][2]. (В случае нескольких опор под весом понимается суммарная сила, действующая на все опоры; впрочем, для жидких и газообразных опор в случае погружения тела в них часто делается исключение, то есть тогда силы воздействия тела на них исключают из веса и включают в силу Архимеда[1]).

Единица измерения веса в Международной системе единиц (СИ) — ньютон, иногда используется единица СГС — дина.

Свойства[править | править вики-текст]

Вес P тела, покоящегося в инерциальной системе отсчёта \! \mathbf P, совпадает с силой тяжести, действующей на тело, и пропорционален массе \! m и ускорению свободного падения \! \mathbf g в данной точке:

\! \mathbf P = m \mathbf g

Значение веса (при неизменной массе тела) пропорционально ускорению свободного падения, которое зависит от высоты над земной поверхностью (или поверхностью другой планеты, если тело находится вблизи неё, а не Земли, и массы и размеров этой планеты), и, ввиду несферичности Земли, а также ввиду её вращения (см. ниже), от географических координат точки измерения. Другим фактором, влияющим на ускорение свободного падения и, соответственно, вес тела, являются гравитационные аномалии, обусловленные особенностями строения земной поверхности и недр в окрестностях точки измерения.

При движении системы тело-опора (или подвес) относительно инерциальной системы отсчёта c ускорением \! \mathbf a вес перестаёт совпадать с силой тяжести:

\! \mathbf P = m ( \mathbf g - \mathbf a)

В результате суточного вращения Земли существует широтное уменьшение веса: на экваторе примерно на 0,3 % меньше, чем на полюсах.

Широтное уменьшение веса.

Вес можно измерять с помощью пружинных весов, которые могут служить и для косвенного измерения массы, если их соответствующим образом проградуировать; рычажные весы в такой градуировке не нуждаются, так как в этом случае сравниваются массы, на которые действует одинаковое ускорение свободного падения или сумма ускорений в неинерциальных системах отсчёта. При взвешивании с помощью технических пружинных весов вариациями ускорения свободного падения обычно пренебрегают, так как влияние этих вариаций обычно меньше практически необходимой точности взвешивания.

На вес тела в жидкой или газообразной среде влияет также сила Архимеда, таким образом, вес тела, погружённого в среду, уменьшается на вес вытесненного объёма среды; в случае, если плотность тела меньше плотности среды, вес становится отрицательным (то есть на тело действует выталкивающая сила). Сила Архимеда может оказать влияние и на взвешивание с помощью рычажных весов, если сравниваются тела с различной плотностью.

Состояние отсутствия веса (невесомость) наступает при удалении тела от притягивающего объекта, либо когда тело находится в свободном падении, то есть \mathbf g - \mathbf a = 0.

Вес и масса[править | править вики-текст]

В современной науке вес и масса — разные понятия. Вес — векторная величина, сила, с которой тело действует на горизонтальную опору или вертикальный подвес. Масса — скаляр, мера инертности тела (инертная масса) либо заряд гравитационного поля (гравитационная масса). У этих величин отличаются и единицы измерения (масса — килограммы, вес — ньютоны). Возможны ситуации с нулевым весом и ненулевой массой одного и того же тела, например, в условиях невесомости у всех тел вес равен нулю, а масса у каждого тела своя. И если в состоянии покоя тела показания весов будут нулевыми, то при ударе по весам тел с одинаковыми скоростями воздействие будет разным (см. закон сохранения импульса, закон сохранения энергии).

Вместе с тем строгое различение понятий веса и массы принято в основном в физике, а во многих повседневных ситуациях слово «вес» продолжает использоваться, когда фактически речь идет о «массе». Например, мы говорим, что какой-то объект «весит один килограмм», несмотря на то, что килограмм представляет собой единицу массы[3]. Кроме того, термин «вес» в значении «масса» традиционно используется в цикле наук о человеке — в сочетании «вес тела человека»[4][5][6].

История[править | править вики-текст]

III Генеральная конференция по мерам и весам (1901) подчеркнула, что термин «вес» обозначает величину той же природы, что термин «сила». Конференция определила вес тела как произведение его массы на ускорение, обусловленное гравитационным притяжением. Стандартный вес тела конференцией был определён как произведение его массы на стандартное ускорение, обусловленное гравитационным притяжением. В свою очередь для стандартного ускорения было принято значение 980,665 см/с2[7].

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 Рудой Ю. Г. Вес // Физическая энциклопедия / Д. М. Алексеев, А. М. Балдин, А. М. Бонч-Бруевич, А. С. Боровик-Романов, Б. К. Вайнштейн, С. В. Вонсовский, А. В. Гапонов-Грехов, С. С. Герштейн, И. И. Гуревич, А. А. Гусев, М. А. Ельяшевич, М. Е. Жаботинский, Д. Н. Зубарев, Б. Б. Кадомцев, И. С. Шапиро, Д. В. Ширков; под общ. ред. А. М. Прохорова. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 262. — 707 с. — 100 000 экз.
  2. Сивухин Д. В. Общий курс физики. — М.: Физматлит; Изд-во МФТИ, 2005. — Т. I. Механика. — С. 373. — 560 с. — ISBN 5-9221-0225-7.
  3. Ранее в технике широко использовалась единица силы килограмм-сила — одна из основных единиц системы МКГСС.
  4. Медицинская энциклопедия на Академике
  5. Григорьева, Ольга Валентиновна — Работоспособность студентов-спортсменов, специализирующихся в единоборствах, при регуляции массы тела с использованием пищевых биологически активных добавок — диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук : 13.00.04 Москва, 2003 145 c.
  6. Ростовцев Владимир Леонидович — Биологическое обоснование технологии применения внетренировочных средств для повышения работоспособности спортсменов высокой квалификации — диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук, МОСКВА — 2008
  7. Declaration on the unit of mass and on the definition of weight; conventional value of g (англ.). Resolution of the 3rd CGPM (1901). BIPM. Проверено 1 ноября 2015.

См. также[править | править вики-текст]

Видеоурок: вес тела
Логотип Викисловаря
В Викисловаре есть статья «вес»