Greutate

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Salt la: Navigare, căutare

Greutatea unui corp este forța cu care un cîmp gravitațional acționează asupra corpului. De exemplu greutatea unui corp aflat la suprafața Pământului este

\vec G = m \cdot \vec g

unde m este masa corpului, iar \vec g este vectorul accelerației gravitaționale la suprafața Pămîntului, orientat spre centrul planetei și cu valoarea standard de 9,80665 m/s² (valoarea reală depinde de poziția geografică și de altitudine).

Unități de măsură[modificare | modificare sursă]

Ca pentru orice alt tip de forță, unitatea de măsură în Sistemul Internațional pentru greutate este newtonul (simbol: N). În sistemul CGS de unități greutatea se măsoară în unitatea numită „dină”, definită ca forța care imprimă unui corp de 1 g o accelerație de 1 cm/s².

În aplicații practice greutatea se exprimă adesea și în kilograme-forță (simbol: kgf), unitate definită ca forța egală cu greutatea unui corp cu masa de 1 kg la suprafața Pământului; relația dintre kilogramul-forță și newton este: 1 kgf = 9,80665 N (egalitate exactă prin definiție). Greutățile exprimate în kilograme-forță au avantajul că sunt aproximativ egale numeric cu masele corespunzătoare (măsurate în kilograme) și deci permit calcule simple. Totuși, exprimarea greutății în kilograme, care se întâlnește deseori în viața curentă, este greșită din punct de vedere științific.

Măsurarea greutății[modificare | modificare sursă]

Greutatea se poate determina folosind aceleași instrumente ca pentru alte tipuri de forță. O categorie de astfel de instrumente se bazează pe deformarea unui corp elastic și măsurarea acestei deformări. Așa funcționează dinamometrul, cîntarele hidraulice, cîntarele pneumatice, cîntarele electronice cu senzori de tensiune mecanică etc.

O altă metodă se bazează pe echilibrul de greutăți sau momente ale forței, ceea ce permite compararea greutății unei mase necunoscute cu a unor mase cunoscute. Pe acest principiu se bazează balanțele (cu brațe de obicei egale) și cîntarele (cu mase ce pot fi deplasate în dreptul unei scale).

Diferența dintre cele două principii de măsurare este că în cazul dinamometrelor etc. se determină direct greutatea, iar în cazul balanțelor se găsește o relație între mase, încît greutatea rezultă indirect și necesită cunoașterea accelerației gravitaționale de la locul măsurării sau includerea acesteia în procesul de calibrare.

Greutatea și masa corpurilor[modificare | modificare sursă]

Greutatea unui corp nu trebuie confundată cu masa lui. În viața curentă se face deseori confuzia între greutate și masă, aceasta din cauză că, la prima vedere, orice obiect care cîntărește 1 kilogram-forță are masa tot de 1 kilogram. Din punct de vedere fizic însă cele două noțiuni sînt distincte. Astfel, masa este o proprietate intrinsecă a corpului, un scalar care nu depinde de locul unde se află corpul, și exprimă cantitativ inerția acestuia, adică tendința de a se opune mai puternic sau mai slab schimbării stării de mișcare sau repaus atunci cînd i se aplică o forță. În schimb, greutatea este o forță (un vector) care măsoară o interacțiune, în particular aceea dintre corpul a cărui greutate o măsurăm și corpul care generează cîmpul gravitațional respectiv. În timp ce masa corpului este constantă, greutatea sa depinde de intensitatea cîmpului gravitațional; de exemplu greutatea unui obiect pe Pămînt este diferită de greutatea aceluiași obiect la mari altitudini, în stratosferă, în misiunile spațiale sau și pe Lună, deși masa obiectului e în toate cazurile aceeași.

Greutatea pe Pămînt[modificare | modificare sursă]

Măsurări de precizie arată că nici pe Pămînt greutatea unui corp nu este constantă, ci depinde de valoarea locală a accelerației gravitaționale. Aceasta depinde de latitudine, de altitudine și de distribuția locală de masă a scoarței terestre. De aceea cîntarele care măsoară masa prin intermediul greutății trebuie să fie calibrate înainte de utilizare și au precizia optimă numai în locul unde s-a efectuat calibrarea (problema se pune numai la cîntarele cu precizie mai bună de 1 %). Balanțele nu suferă de această limitare; ele efectuează calibrarea în mod natural la fiecare măsurare, întrucît funcționează prin compararea greutății necunoscute cu greutăți cunoscute.