5. Masa i ciężar ciała

Masa:

Masa jako właściwość materii objawia się w dwóch przypadkach:

1. Niektóre ciała łatwiej pchnąć i łatwiej zatrzymać niż inne. Np. samochód łatwiej zatrzymać niż samolot. Ta właściwość nie zależy od wielkości obiektu (małą metalową kulę trudniej zatrzymać niż trochę większą kulkę drewnianą).

Małą metalową kulę trudniej zatrzymać niż trochę większą kulkę drewnianą.

2. Wszystkie ciała się przyciągają siłami grawitacyjnymi. Ciała, które trudniej pchnąć lub zatrzymać przyciągają się z większą siłą grawitacji.

Ziemia i Słońce oddziałują grawitacyjnie silniej niż Ziemia i jabłko

Masa - to właściwość ciał polegającą na tym, że trudniej lub łatwiej ciało ruszyć z miejsca lub zatrzymać oraz że ciała takie jednocześnie mocniej lub słabiej oddziaływają grawitacyjnie.

Uwaga! Masa ciała nie zależy od wielkości ciała (większa kula drewniana – mniejsza masa i mniejsza metalowa – większa masa). Właściwość ciał zwana masą zależy od budowy wewnętrznej tego ciała.

Wzorzec masy.
Za wzorzec masy przyjęto w 1889 roku walec o wysokości i średnicy podstawy 39 mm wykonanego ze stopu platyny z irydem) przechowywanego w Międzynarodowym Biurze Miar w Sèvres koło Paryża. Nazwano go kilogramem [kg].

wzorzec masy

masę oznaczamy literą m, jednostką masy jest kilogram oznaczenie [kg]

Masę ciała wyznaczamy przy pomocy wagi. Mamy różne rodzaje wag:

- laboratoryjna (duża dokładność)

- elektroniczna

Masę można wyznaczyć porównując ciało z wzorcem masy na wadze szalkowej

Można też wyznaczyć masę ważąc na wadze sprężynowej (kuchennej, łazienkowej)

Ciężar ciała:

Jeżeli jakieś ciało umieścimy w pobliżu planety, to ciało to będzie przyciągane przez planetę z pewną siłą. Tą siłę nazywamy ciężarem ciała.

Ciężar ciała - jest to siła z jaką Ziemia (inna planeta, gwiazda) przyciąga ciało.

Ciężar ciała oznaczamy literą . Jednostką ciężaru ciała jest [N] Newton.

Wyznaczanie ciężaru ciała:

Ciężar ciała można wyznaczyć przy pomocy siłomierza. Można zauważyć, że pod działaniem dwa razy większej siły sprężyna wydłuża się o dwa razy więcej. Wydłużenie sprężyny jest proporcjonalne do siły i dlatego można używać tego urządzenia do pomiaru siły a tym samym do pomiaru siły ciężaru.

Zauważamy, że dwa razy większa masa jest przyciągana z siłą dwa razy większą. Trzy razy większa masa jest przyciągana do Ziemi z siłą trzy razy większą.

Ciężar ciała jest więc proporcjonalny do masy tego ciała. Współczynnik proporcjonalności jest równy 10. Współczynnik ten nazwano przyspieszeniem ziemskim. Na innych planetach współczynnik ten ma inną wartość. Zapisujemy powyższe spostrzeżenia wzorem:

Uwaga! Masa po przeniesieniu na inną planetą nie zmienia się a ciężar ciała na różnych planetach jest inny.

PRZYKŁAD 1. Oblicz ciężar ciała o masie 5kg na Ziemi.

Dane: Rozwiązanie:

Ciało o masie m jest przyciągane przez Ziemie siłą zgodnie ze wzorem:

Podstawiamy dane do wzoru.

Odpowiedź: Ciężar ciała o masie 5kg na ziemi wynosi 50N.