La gravedad y el peso son dos conceptos involucrados en la teoría del campo gravitatorio de la física. Estos dos conceptos son a menudo mal entendidos y utilizados en el contexto incorrecto. Esta situación se ve agravada por el hecho de que, en el nivel ordinario, los conceptos de masa (la propiedad de la materia) y el peso también se perciben como algo idéntico. Es por eso que una comprensión adecuada del peso y el peso es importante para la ciencia. A menudo, estos dos conceptos casi similares se usan indistintamente. Este artículo proporciona una visión general de los conceptos básicos, sus manifestaciones, casos especiales, similitudes y, finalmente, sus diferencias.
Análisis de conceptos básicos:
Gravedad
La fuerza dirigida a un objeto desde el lado del planeta Tierra o desde el lado de otro planeta en el Universo (cualquier cuerpo astronómico en un sentido amplio) es la gravedad. La fuerza es una demostración observable de la fuerza de la gravedad. Se expresa numéricamente mediante la ecuaciónFth = mg (g = 9.8m /c2) .
Esta fuerza se aplica a cada micropartícula del cuerpo, en el nivel macro esto significa que se aplica al centro de gravedad del cuerpo, ya que las fuerzas que actúan en cada partícula por separado pueden reemplazarse por la resultante de estas fuerzas. Esta fuerza es un vector, siempre luchando hacia el centro de masa del planeta. Por otro lado, Ftyazh se puede expresar a través de la fuerza de gravedad entre dos cuerpos, generalmente diferentes en masa. Habrá conectividad inversamente proporcional con el intervalo entre objetos que interactúan en el cuadrado (de acuerdo con la fórmula de Newton).
En el caso de un cuerpo en un plano, seráSer la brecha entre el cuerpo y el centro de masa del planeta, que es su radio (R). Dependiendo de la altura del cuerpo sobre la superficie, Fth yg cambian a medida que aumenta la brecha entre los objetos relacionados (R + h), donde h muestra la altura sobre la superficie. Esto implica la dependencia de que cuanto más alto está el objeto por encima del nivel de la Tierra, menor es la fuerza de la gravedad y menos g.
Peso corporal, características, comparación con la gravedad
La fuerza con la que el cuerpo actúa sobre un soporte o una suspensión vertical se denomina peso corporal(W) . Este es un vector, valor direccional. Los átomos (o moléculas) de un cuerpo son repelidos de las partículas de base, como resultado de lo cual se produce una deformación parcial, tanto del soporte como del objeto, surgen fuerzas elásticas y, en algunos casos, la forma del cuerpo y el soporte cambian a nivel macro. Existe una fuerza de reacción del soporte, paralelamente en la superficie del cuerpo también aparece la fuerza de elasticidad en respuesta a la reacción del soporte: este es el peso. El peso corporal (W) es un vector dirigido de manera opuesta a la fuerza de la reacción de soporte.
Casos especiales, para todos ellos, se observa igualdadW = m (g-a) :
El soporte está parado en el caso de un objeto en la mesa, o se mueve uniformemente a una velocidad constante (a = 0). En este caso, W = Ft.
Si el soporte acelera hacia abajo, entonces el cuerpo también acelera hacia abajo, entonces W es menor que Fth y el peso es cero, si la aceleración es igual a la aceleración de caída libre(con g = a, W = 0)gravedad cero, el soporte se mueve con aceleración g y, por lo tanto,No hay tensiones y deformaciones diferentes de la fuerza mecánica de contacto aplicada. Por ingravidez, también puede venir colocando el cuerpo en un punto neutro entre dos masas gravitantes idénticas o alejando un objeto de una fuente de gravedad.
Un campo gravitatorio homogéneo en su esencia no puede causar "tensiones" en el cuerpo, al igual que un cuerpo que se mueve bajo la acción de Ftyazh no sentirá la aceleración gravitacional y seguirá siendo un cuerpo sin peso, "libre de estrés". Cerca de un campo no uniforme (objetos astronómicos masivos), un cuerpo que cae libremente sentirá diferentes fuerzas de marea y el fenómeno de la ingravidez estará ausente ya que diferentes partes del cuerpo acelerarán de manera desigual y cambiarán de forma.
El soporte con el cuerpo subiendo . El equivalente de todas las fuerzas se dirigirá hacia arriba, por lo tanto, la reacción F del soporte será mayor que F y la W y más que F y este estado se llama sobrecarga. La multiplicidad de sobrecarga (K): cuántas veces la magnitud del peso es más Ftyazh. Este valor se tiene en cuenta, por ejemplo, durante los vuelos espaciales y la aviación militar, ya que es posible alcanzar velocidades significativas principalmente en estas áreas.
La sobrecarga aumenta la carga en los órganos humanos, principalmente el sistema musculoesquelético y el corazón se cargan principalmente debido al aumento en el peso de la sangre y los órganos internos. La sobrecarga también es un valor direccional y se debe tener en cuenta su concentración en una cierta dirección para el organismo (la sangre corre hacia las piernas o hacia la cabeza yetc.) Sobrecargas permisibles hasta un valor de K no más de diez.
Diferencias clave
- Estas fuerzas se aplican a "áreas" desiguales. El peso se aplica al centro de gravedad del objeto y el peso se aplica al soporte o la suspensión.
- La diferencia radica en la esencia física: la fuerza de la gravedad es una fuerza gravitacional, el peso es de naturaleza electromagnética. De hecho, el cuerpo no está sujeto a deformación por fuerzas externas en la ingravidez.
- Ftyazh y W pueden diferir tanto en valor cuantitativo como en direccionalidad, si la aceleración del cuerpo no es cero, entonces el cuerpo es mayor o menor que la fuerza de la gravedad, como en los casos anteriores (si la aceleración es un ángulo, entonces W aceleración lateral).
- Peso corporal y gravedad en los polos del planeta y el ecuador. En el polo, un objeto que se encuentra en la superficie se mueve con la aceleración a = 0, ya que está ubicado en el eje de rotación, por lo tanto, Fth y W coincidirán. Teniendo en cuenta la rotación de oeste a este en el ecuador, el cuerpo parece una aceleración centrípeta y el enfoque de todas las fuerzas de acuerdo con la ley de Newton se dirigirá hacia el centro del planeta, en la dirección de la aceleración. La fuerza de reacción del soporte opuesto a la gravedad también se dirigirá al centro de la tierra, pero será menor que el peso F y el peso corporal será correspondientemente menor que el peso F.
Conclusión
En el siglo XX, se desafiaron los conceptos de espacio y tiempo absolutos. El enfoque relativista ha puesto a todos los observadores, pero también al desplazamiento o la aceleración, en la misma base relativa. Esto ha llevado a ambigüedades sobre lo queSe entiende por la acción de la gravedad y el peso. Una escala en un elevador de aceleración, por ejemplo, no se puede distinguir de una escala en un campo gravitatorio.
La fuerza y el peso gravitacionales, por lo tanto, se volvieron esencialmente dependientes del acto de observación y del observador. Esto provocó un rechazo del concepto por superfluo en disciplinas fundamentales como la física y la química. Sin embargo, la representación sigue siendo importante en la enseñanza de la física. La ambigüedad introducida por la relatividad condujo, a partir de la década de 1960, a discusiones sobre cómo determinar el peso, eligiendo entre definición nominal: fuerza debida a la gravedad o definición operativa, determinada directamente por el acto de pesar.
