NộI Dung
- Trọng lượng khối lượng lớn
- Đơn vị cho khối lượng và trọng lượng
- Trọng lượng: Lực do trọng lực
- Định luật chuyển động của Newton
- Khối lượng quán tính hấp dẫn
Khối lượng và trọng lượng rất dễ nhầm lẫn. Sự khác biệt không chỉ là thứ khiến học sinh mắc phải bài tập về nhà - nó luôn đi đầu trong khoa học. Bạn có thể giúp trẻ hiểu điều này bằng cách đi qua các đơn vị và bằng cách thảo luận về trọng lực, khối lượng đến từ đâu và khối lượng và trọng lượng hành động như thế nào trong các tình huống khác nhau.
Trọng lượng khối lượng lớn
Một sự khác biệt quan trọng giữa khối lượng và trọng lượng là trọng lượng là một lực trong khi khối lượng thì không. Trọng lượng đặc biệt đề cập đến trọng lực tác dụng lên một vật. Khối lượng phản ánh lượng vật chất (tức là, electron, proton và neutron) một vật thể chứa. Chúng ta có thể đặt một cái cân lên mặt trăng và cân một vật ở đó. Trọng lượng sẽ khác nhau vì sức mạnh của trọng lực là khác nhau. Nhưng đại chúng sẽ giống nhau.
Đơn vị cho khối lượng và trọng lượng
Ở Hoa Kỳ, cân gia dụng và thương mại đo trọng lượng tính bằng pound, thước đo lực, trong khi ở hầu hết các quốc gia khác trên thế giới, cân đo theo đơn vị mét, chẳng hạn như gram hoặc kilôgam (1.000 gram). Mặc dù bạn có thể nói rằng một thứ gì đó có trọng lượng nặng 10 kg, nhưng thực tế bạn đang nói về khối lượng của nó chứ không phải trọng lượng. Trong khoa học, trọng lượng được đo bằng Newton, đơn vị của lực, nhưng điều này không được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày.
Trọng lượng: Lực do trọng lực
Trọng lượng là lực mà trọng lực tác dụng lên một vật. Để chuyển đổi giữa khối lượng và trọng lượng, bạn sử dụng giá trị cho gia tốc trọng trường g = 9,81 mét mỗi giây bình phương. Để tính trọng lượng, W, theo Newton, bạn nhân khối lượng, m, tính bằng kilogam lần g: W = mg. Để có được khối lượng từ trọng lượng, bạn chia trọng lượng cho g: m = W / g. Một thang đo số liệu sử dụng phương trình đó để cung cấp cho bạn một khối lượng, mặc dù các hoạt động bên trong của thang đo phản ứng với lực.
Với trẻ em, thật hữu ích khi nói về trọng lượng trên một hành tinh khác, mặt trăng hoặc tiểu hành tinh. Giá trị của g là khác nhau, nhưng nguyên tắc là như nhau. Tuy nhiên, các công thức chỉ áp dụng gần bề mặt, trong đó gia tốc trọng trường không thay đổi nhiều theo vị trí. Cách xa bề mặt, bạn cần sử dụng công thức Newton, cho lực hấp dẫn giữa hai vật ở xa. Tuy nhiên, chúng tôi không đề cập đến lực lượng này như trọng lượng.
Định luật chuyển động của Newton
Định luật chuyển động đầu tiên của Newton nói rằng các vật ở trạng thái nghỉ có xu hướng ở trạng thái nghỉ, trong khi các vật chuyển động có xu hướng ở lại chuyển động. Định luật thứ hai của Newton, nói rằng gia tốc, a, của một vật bằng với lực ròng trên nó, F, chia cho khối lượng của nó: a = F / m. Gia tốc là một sự thay đổi trong chuyển động, vì vậy để thay đổi trạng thái chuyển động của vật thể, bạn áp dụng một lực. Quán tính hay khối lượng của vật thể chống lại sự thay đổi.
Khối lượng quán tính hấp dẫn
Bởi vì gia tốc là một tính chất của chuyển động, không quan trọng, bạn có thể đo nó mà không phải lo lắng về lực hoặc khối lượng. Giả sử bạn tác dụng một lực cơ học đã biết lên một vật, đo gia tốc của nó và từ đó tính khối lượng của nó. Đây là khối lượng quán tính đối tượng. Sau đó, bạn sắp xếp một tình huống trong đó lực duy nhất tác dụng lên vật là trọng lực và một lần nữa đo gia tốc của nó và tính khối lượng của nó. Đây được gọi là khối lượng hấp dẫn của đối tượng. Các nhà vật lý từ lâu đã tự hỏi liệu khối lượng hấp dẫn và quán tính có thực sự giống hệt nhau hay không. Ý tưởng rằng chúng giống hệt nhau được gọi là nguyên tắc tương đương, và có những hậu quả quan trọng đối với các định luật vật lý. Trong hàng trăm năm, các nhà vật lý đã thực hiện các thí nghiệm nhạy cảm để kiểm tra nguyên lý tương đương.Tính đến năm 2008, các thí nghiệm tốt nhất đã xác nhận nó là một phần trong 10 nghìn tỷ đồng.