Viktdefinition i vetenskap

Den vardagliga definitionen av vikt är ett mått på hur tung en person eller objekt den har. Definitionen är dock något annorlunda inom vetenskapen. Vikt är namnet på den kraft som utövas på ett föremål på grund av tyngdkraften. På jorden är vikten lika med massan gånger accelerationen på grund av tyngdkraften (9,8 m / sek.)² på jorden).

Key Takeaways: Weight Definition in Science

• Vikt är produkten från massa multiplicerad med acceleration som verkar på den massan. Vanligtvis är det ett föremålsmassa multiplicerat med accelerationen på grund av tyngdkraften.
• På jorden har massa och vikt samma värde och enheter. Vikt har dock en storlek, som massa, plus en riktning. Med andra ord, massa är en skalmängd medan vikt är en vektormängd.
• I USA är pundet en enhet av massa eller vikt. SI-viktenheten är Newton. Cgs-viktenheten är färgämnet.

Viktenheter

I USA är enheterna för massa och vikt desamma. Den vanligaste viktenheten är pundet (lb). Men ibland används poundal och snigel. Pundalen är den kraft som krävs för att påskynda en 1 lbs massa vid 1 ft / s². Sluggen är massan som accelereras med 1 ft / s² när 1 pund-kraft utövas på den. En snigel motsvarar 32,2 pund.

I det metriska systemet är enheterna för massa och vikt separerade. SI-viktenheten är Newton (N), som är 1 kilogram meter per sekund i kvadrat. Det är den kraft som krävs för att accelerera en 1 kg massa 1 m / s². Cgs-viktenheten är färgämnet. Färgen är den kraft som krävs för att påskynda en massa på ett gram med en kvadrat av en centimeter per sekund. En färg motsvarar exakt 10^-5 newton.

Mass vs vikt

Massa och vikt förväxlas lätt, speciellt när pund används! Mass är ett mått på mängden ämne som finns i ett objekt. Det är materiens egendom och förändras inte. Vikt är ett mått på effekten av gravitation (eller annan acceleration) på ett föremål. Samma massa kan ha en annan vikt beroende på accelerationen. Till exempel har en person samma massa på jorden och på Mars, men väger ändå bara en tredjedel lika mycket på Mars.

Mätning av vikt och vikt

Massan mäts på en balans genom att jämföra en känd mängd materia (en standard) med en okänd mängd materia.

Två metoder kan användas för att mäta vikt. En balans kan användas för att mäta vikt (i massaenheter), men balans kommer inte att fungera i frånvaro av tyngdkraft. Obs a Kalibrerad balans på månen skulle ge samma avläsning som en på jorden. Den andra metoden för att mäta vikt är fjäderskalan eller pneumatisk skala. Denna enhet står för den lokala tyngdkraften på ett föremål, så en fjäderskala kan ge en något annan vikt för ett objekt på två platser. Av denna anledning kalibreras skalor för att ge den vikt ett objekt skulle ha vid nominell standardtyngd. Kommersiella fjäderskalor måste kalibreras om när de flyttas från en plats till en annan.

Viktvarans över hela jorden

Två faktorer ändrar vikt på olika platser på jorden. Ökande höjd minskar vikten eftersom det ökar avståndet mellan en kropp och jordens massa. Till exempel skulle en person som väger 150 kilo vid havsnivån väga cirka 149,92 pund vid 10 000 fot över havet.

Vikt varierar också med latitud. En kropp väger något mer vid polerna än vid ekvatorn. Delvis beror detta på jordens utbuktning nära ekvatorn, som placerar föremål på ytan något längre från masscentrumet. Skillnaden i centrifugalkraft vid polerna jämfört med ekvatorn spelar också en roll, där centrifugalkraften verkar vinkelrätt mot jordens rotationsaxel.

källor

• Bauer, Wolfgang och Westfall, Gary D. (2011). Universitetsfysik med modern fysik. New York: McGraw Hill. s. 103. ISBN 978-0-07-336794-1.
• Galili, Igal (2001). "Vikt kontra gravitationskraft: historiska och pedagogiska perspektiv". International Journal of Science Education. 23: 1073. doi: 10.1080 / 09500690110038585
• Gat, Uri (1988). "Massans vikt och röran av vikt". I Richard Alan Strehlow (red.). Standardisering av teknisk terminologi: principer och praxis - andra volym. ASTM International. sid 45-48. ISBN 978-0-8031-1183-7.
• Knight, Randall D. (2004). Fysik för forskare och ingenjörer: en strategisk strategih. San Francisco, USA: Addison-Wesley. sid 100-101. ISBN 0-8053-8960-1.
• Morrison, Richard C. (1999). "Vikt och gravitation - behovet av konsekventa definitioner". Fysikläraren. 37: 51. doi: 10.1119 / 1.880152