Miben különbözik a tömeg a súlytól?

A mindennapi életben gyakran látom, hogy sokan összekeverik az olyan alapvető fontosságú fogalmakat, mint a tömeg és a súly. Miben különbözik a tömeg és a súly a fizikában, és miért fontos különbséget tenni közöttük?

Kezdjük a mértékegységekkel. A tömeg SI mértékegysége a kilogramm (kg), míg a súlyt Newtonban (N) mérjük. Ez elsőre furcsának tűnhet, de ez is jelzi, hogy két különböző fogalomról van szó.

Akkor tehát, amikor a piacon krumplit vásárolunk, helytelen a „súly” szót használni? Igen, pontosan. Ha arra a kérdésre válaszolunk, hogy „mennyit nyom egy vödör krumpli”, akkor a választ Newtonban kellene megadni, nem kilogrammal. Tehát helyesen így kellene fogalmazni: „Kérek 100 N krumplit.” Vagy fordítva: „Szükségem van egy vödör krumplira, amelynek tömege 10 kg.” A dolgok eltérő köznyelvi értelmezése okozza a zűrzavart.

Mi a tömeg?

A fizikában a tömeg skaláris mennyiség. Nincs iránya, hanem egy jellemző. A leggyakoribb meghatározás szerint a tömeg a test tehetetlenségének mértéke.

Leegyszerűsítve, a tehetetlenség a test azon törekvése, hogy megtartsa nyugalmi állapotát vagy egyenes vonalú egyenletes mozgását. Képzeld el, hogy megpróbálsz eltolni egy öntöttvas golyót. Nehéz, ugye? Nagy a tehetetlensége.

Most pedig tolj el egy ugyanolyan méretű léggömböt. Sokkal könnyebb. Ahogy látod, a két golyó között csak egy paraméter különbözik: a tömeg. Az öntöttvas golyó tömege 15 kg, a léggömbé pedig 0,2 kg. Ez a tömeg a tehetetlenség mértéke. A tömeg mindig állandó egy adott test esetében.

Egy egyszerű test esetében a tömeg közvetlenül összefügg a test sűrűségével, és a test összes részecskéjének összegéből adódik. A sűrűséget megszorozzuk a térfogattal, és megkapjuk a tömeget.

Mi a súly?

Amikor a súlyról beszélünk, fontos megérteni, hogy a súly elsősorban erő, és vektormennyiség. Az az erő, amellyel a test a föld felé vonzódik.

A súlynak van iránya. A súlyt Newtonban mérjük.

A fizikában súlyon azt az erőt értjük, amellyel a test az alátámasztásra vagy a felfüggesztésre hat. A test nyomja a padlót, a padló pedig ellenáll ennek.

A súlyt gyakran összekeverik a nehézségi erővel.

A nehézségi erőt mg-ként számoljuk. A súly azonban bizonyos esetekben nem egyenletesen arányos vele.

Például egy liftben felfelé haladó ember a mozgás megkezdésekor túlterhelést tapasztal, és „nehezebbnek” érzi magát. Ugyanis az alátámasztási erőhöz hozzáadódik a lift mozgásából adódó erő is.

A tömeg és a súly közötti különbséget a legegyszerűbben úgy jegyezheted meg, ha az űrre gondolsz. Az űrben nincs súly, de a tömeg megmarad. Ahogy a tehetetlenség is, ami közvetlenül összefügg a tömeggel.

Akkor hogyan mérhetjük a tömeget mérlegen? Hiszen a mérlegnek elvileg erőkkel kellene dolgoznia, mivel a mechanikus változatban például egy összenyomott rugóval van dolgunk. Ez nagyon egyszerű. A skála kilogrammra van kalibrálva. A kalibrálás előtt a beállítási pont tömegét a test súlyából számították ki.

N-mg=0; N + a mérleg rugójának rugalmas ereje – mg = 0; Ezen megfontolások alapján számítjuk ki a tömeget. Az alátámasztási erő (N) itt nulla, mivel a rugó tölti be az alátámasztás szerepét.