Сила тяжести и вес тела

Сила тяжести и вес тела

Сила тяжести — это сила, с которой Земля притягивает к себе тело. Она приложена к самому телу и всегда направлена вертикально вниз, к центру Земли. Именно из-за силы тяжести выпущенный из рук предмет падает.

От чего зависит сила тяжести

Сила тяжести прямо пропорциональна массе тела и вычисляется по формуле:

F_тяж = g * m

где m — масса тела, g — коэффициент, примерно равный 9,8 Н/кг (в задачах часто берут 10 Н/кг). Сила тяжести измеряется в ньютонах (Н).

Что такое вес тела

Вес тела — это сила, с которой тело давит на опору или растягивает подвес из-за притяжения к Земле. Важно: вес приложен не к самому телу, а к опоре или подвесу. В этом главное отличие веса от силы тяжести.

Разобранный пример

Найдём силу тяжести, действующую на тело массой 5 кг (при g = 10 Н/кг).

F_тяж = g * m = 10 * 5 = 50 Н

Если тело покоится на неподвижной горизонтальной опоре, его вес равен по значению силе тяжести и тоже составляет 50 Н.

Как измеряют силу

Силу измеряют прибором, который называется динамометр. Его главная часть — пружина: чем больше сила, тем сильнее она растягивает пружину. По растяжению пружины и судят о значении силы. Динамометром можно измерить вес тела, силу тяжести, силу трения и силу упругости.

Сила тяжести на разных небесных телах

Коэффициент g на разных небесных телах разный. На Луне он примерно в шесть раз меньше, чем на Земле, поэтому одно и то же тело на Луне притягивается слабее и его легче поднять. При этом масса тела не меняется: меняется только сила тяжести и вес. Это важно понимать: масса — постоянная характеристика тела, а вес зависит от условий.

Невесомость

Если опора или подвес исчезает и тело свободно падает, оно перестаёт давить на опору — наступает невесомость. В состоянии невесомости находятся космонавты на орбитальной станции. При этом сила тяжести на тело по-прежнему действует, именно она удерживает станцию на орбите.

Ещё один пример

Определим массу тела, если действующая на него сила тяжести равна 300 Н (при g = 10 Н/кг).

m = F_тяж / g = 300 / 10 = 30 кг

Так из формулы силы тяжести можно найти не только саму силу по массе, но и массу по известной силе. Эти расчёты часто встречаются в задачах седьмого класса.

Направление силы тяжести

Сила тяжести всегда направлена вертикально вниз, к центру Земли. Поэтому отвес — груз на нити — показывает строго вертикальное направление. Строители используют отвес, чтобы проверять, ровно ли поставлена стена.

Частые ошибки. Вес и масса — разные величины: масса в килограммах, вес в ньютонах. Сила тяжести приложена к телу, а вес — к опоре. При свободном падении вес тела равен нулю (невесомость), хотя сила тяжести продолжает действовать.

Кратко о главном

• Сила тяжести — притяжение тела Землёй, направлена вниз.
• Формула: F_тяж = g * m, где g около 9,8 Н/кг.
• Вес — сила давления тела на опору или подвес.
• Сила тяжести приложена к телу, вес — к опоре.
• Силу и вес измеряют в ньютонах.