Greutatea și gravitatea Superprof
6 septembrie 2017 time 5 minute timp de citire
Care este greutatea ?
Definiție
Un obiect sferic A având o masă mA (cum ar fi o planetă de exemplu) va crea un câmp gravitațional în jurul său. Dacă așezăm un al doilea obiect B având o masă mB lângă obiectul B, deci în câmpul gravitațional, o forță va fi exercitată asupra obiectului B, conducându-l spre centrul obiectului A. Este forța gravitațională. În cazul în care obiectul B este foarte aproape de stea (practic la suprafață), această forță este comparabilă cu greutatea.
Greutatea, notată P, corespunde forței gravitaționale exercitate de o planetă sau o stea pe orice corp situat lângă suprafața sa și având o masă. Valoarea greutății depinde de gravitație și masă. Direcția sa este verticală și este direcționată în jos. Pe Pământ (și pe majoritatea stelelor), acesta va fi îndreptat spre centrul Pământului. Greutatea este o forță exprimată în newtoni (N).
Greutatea unui obiect este legată de masa acestuia. Masa este o cantitate pozitivă legată de cantitatea de materie conținută într-un obiect. Este egală cu masa atomilor și particulelor conținute în obiect și va fi aceeași indiferent de locul în care se măsoară această masă în univers. Unitatea sa, în sistemul internațional, este kilogramul (kg).
Punct de vocabular
Când măsurăm masa unui obiect sau a unei persoane, vorbim adesea despre „cântărire”, un cuvânt derivat din „greutate”. Cu toate acestea, acesta este un nume greșit. Într-adevăr, cântarele convenționale nu măsoară greutatea obiectului, ci masa acestuia.
Prin urmare, este foarte important să deosebim greutatea unui obiect, care corespunde forței de atracție exercitate de steaua pe care este situat (și care variază în funcție de stea și altitudine), și masa sa, invariantă sub aceiași condiții.
În special în textele și exercițiile științifice, se va avea grijă să se acorde atenție contextului de utilizare a cuvântului „greutate”, care nu va avea aceeași semnificație în funcție de faptul dacă este folosit de un individ (folosind limbajul cotidian) sau de un om de știință sau profesor.
Intensitatea gravitației
Intensitatea gravitației, notată g, este o forță de atracție îndreptată spre sol vertical, având pentru unitate N.kg -1. Poate fi exprimat și în m.s -2, cu referire la câmpul de greutate al accelerației. Se exercită asupra oricărui corp având o masă în apropierea unei stele sau a unei planete. Valoarea sa depinde de altitudine și de planeta pe care se află obiectul.
Gravitația a fost măsurată o perioadă cu ajutorul unui pendul. Galileo a privit perioada pendulului din secolul al XVII-lea și a emis ipoteza că aceasta din urmă depindea doar de lungimea pendulului.
Câțiva ani mai târziu, Huygens completează această ipoteză demonstrând că această perioadă depinde și de un parametru al pământului, pe care el îl numește g: gravitație. Apoi reușește să măsoare această gravitație la Paris, cu o valoare estimată de 9.812 m.s -2 .
Cu toate acestea, este necesar să se ia în considerare aspectul general al Pământului, precum și locul de măsurare, atunci când se încearcă măsurarea gravitației. Într-adevăr, Pământul nu este o sferă omogenă și fixă (datorită rotației sale în jurul Soarelui și asupra sa), gravitația va fi diferită în diferite puncte ale suprafeței sale. Gravitația este, prin urmare, dependentă de rotația și altitudinea Pământului, dar și de parametrii mai surprinzători, cum ar fi diferențele în densitatea subsolului sau forța mareelor. Pe Pământ, la nivelul mării (adică la o altitudine de 0 m), g are o valoare de 9.80665 N. kg -1 .
Determinați greutatea unui obiect
Prin calcul
Dacă un obiect are o masă m, atunci greutatea sa P poate fi calculată folosind următoarea relație: