Тегло

Серия статии на тема
Класическа механика

Импулс · Сила · Енергия · Работа · Мощност · Скорост · Ускорение · Инерционен момент · Момент на сила · Момент на импулса

Основни понятия

Пространство · Време · Маса · Тегло · Гравитация

Формулировки

Нютонова механика · Механика на Лагранж · Хамилтонова механика ·

Раздели

Кинематика · Динамика · Приложна механика · Небесна механика · Статистическа механика · Механика на флуидите

Закони за запазване

Закон за запазване на механичната енергия · Закон за запазване на импулса · Закон за запазване на момента на импулса

Учени

Галилео Галилей · Йохан Кеплер
Исак Нютон · Леонард Ойлер
Пиер-Симон Лаплас · Жан Лерон д'Аламбер
Жозеф Луи Лагранж · Уилям Роуън Хамилтон
Огюстен Луи Коши

Теглото се дефинира от физиката като силата на тежестта (гравитационната сила съгласно закона за всеобщото привличане), упражнявана върху тяло с маса m, намиращо се в дадено гравитационно поле. В Международната система единици теглото се измерва в нютони.

За тела, намиращи се в гравитационното поле на Земята и разположени относително близо до нейната повърхност, според втория закон на Нютон масата и теглото са свързани със следната формула:

{\vec {G}}=m{\vec {g}}\,

където ${\vec {G}}\,$ е силата на тежестта (теглото), а ${\vec {g}}\,$ е гравитационното ускорение при свободно падане към повърхността на Земята, означавано за краткост като земно ускорение.

Маса и тегло

Въпреки че в ежедневието думите маса и тегло са взаимнозаменими, те представляват две принципно различни понятия и величини. За практически нужди, с разумно приближение (отчитайки хомогенно и постоянно гравитационно поле на повърхността на Земята) може да се счита, че теглото е право пропорционално на масата. Например, ако тяло А тежи 10 пъти повече от тяло В, то масата на тяло А е 10 пъти по-голяма от тази на тяло В.

Във физиката смесването на тези два термина е недопустимо, масата представлява скалар, а теглото като всяка сила е вектор. Мерните единици са също различни – теглото се измерва в нютони (N), а масата – в килограми (kg). Разликите стават очевидни, когато се намесят гравитационни полета на други небесни тела. Така например на повърхността на Луната гравитационното притегляне е шест пъти по-слабо от това на Земята. На Земята човек с маса 60 kg тежи приблизително 600 N, а на Луната той ще тежи само 100 N, но масата му ще си остане 60 kg.

Различия

	Величина	Определение	Мерни единици	Промяна
Маса	скаларна	мярка за съдържащото се вещество	килограм	не се променя на различните небесни тела
Тегло	векторна	силата на гравитационното притегляне	нютон	мени се на различните небесни тела

Гравитационно ускорение

Основна статия: Гравитационно ускорение

В Нютоновата теория за гравитацията, гравитационното ускорение на телата е правопропорционално на тяхната маса и обратнопропорционално на квадрата от разстоянието между тях. Гравитационното ускорение на повърхността на космически тела, различни от Земята, може да се определи по формулата:^[1]

g_{r}={\frac {m_{r}}{r_{r}^{2}}}

където:

g_r – относително гравитационно ускорение, спрямо земното (9,81 m/s²);
m_r – относителна маса на небесното тяло, спрямо земната (5,9736×10²⁴ kg);
r_r – относителен радиус на небесното тяло, спрямо земния (6372,796 km).

Относителното гравитационно ускорение ( ${\overrightarrow {g_{r}}}$ ) на повърхността на телата в Слънчевата система, в сравнение със земното, е:

Относително гравитационно ускорение ( ${\overrightarrow {g_{r}}}$ ) на повърхността на телата в Слънчевата система
тяло	Слънце	Меркурий	Венера	Земя	Марс		Церера	Юпитер
${\overrightarrow {g_{r}}}$				1,000	0,376			2,53
спътник				Луна	Фобос	Деймос		Йо	Европа	Ганимед	Калисто
${\overrightarrow {g_{r}}}$	28,02	0,38	0,904	0,1654	0,0005814	0,000306	0,0275	0,183	0,134	0,15	0,126
тяло	Сатурн				Уран	Нептун	Плутон		Хаумея	Макемаке	Ерида
${\overrightarrow {g_{r}}}$	0,987					1,14	0,067
спътник	Мимас	Енцелад	Титан	Япет		Тритон	Харон	Никта
${\overrightarrow {g_{r}}}$	0,0078	0,008	0,14	0,026	0,89	0,0797	0,028	~ 0,002	0,064	~ 0,0587	0,084

Превръщане от маса в тегло

Превръщането става използвайки втория закон на Нютон в общ вид: ${\vec {F}}=m{\vec {a}}\,$ т.е. силата е равна на масата, умножена по ускорението. В случая силата е теглото, а ускорението е гравитационното ускорение, което за Земята е приблизително 9,8 m/s².

Източници

↑ Detailed Models of super-Earths: How well can we infer bulk properties?, Diana Valencia, Dimitar D. Sasselov, and Richard J. O'Connell, arXiv:astro-ph/0704.3454.

Вижте също

Външни препратки

[model-1] Detailed Models of super-Earths: How well can we infer bulk properties?, Diana Valencia, Dimitar D. Sasselov, and Richard J. O'Connell, arXiv:astro-ph/0704.3454.

[1]