Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z polityką plików cookies.
Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce.

Ciężar (Siła ciężkości)

Ciężar (Siła ciężkości) – jest wielkością fizyczną charakteryzującą zależność między masą a wartością przyspieszenia grawitacyjnego.

Jednostką ciężaru jest Newton [N]. Jeden Newton to siła, z jaka działa na obiekt o masie 1 kg powodująca, że będzie miał przyspieszenie jednego \(\dfrac{m}{s^2}\). W przeszłości używano też pojęć takich jak np.

kilogram-siła, aby przeliczyć jednostki siły polecamy skorzystać z przelicznika jednostek w zakładce siła.

Ciężar jest to wartość mierzona przez każdą wagę (waga domowa nie mierzy masy tylko ciężar). W tym przypadku ciężar jest siłą, jaką działa Ziemia na obiekt znajdujący się na jej powierzchni. Do wyznaczenia tej wartości najłatwiej posłużyć się wzorem:

\(Q=m\cdot g\)

gdzie:

\(Q\) – siła ciężkości na powierzchni ziemi [N],

\(m\) – masa rozpatrywanego obiektu [kg],

\(g\) – wartość przyspieszenia ziemskiego \(\dfrac{m}{s^2}\).

Wartość przyspieszenia ziemskiego jest wartością zmienną i wynosi średnio \(g=9,81\dfrac{m}{s^2}\) jednak wartość ta jest większa im znajdujemy się bliżej środka ziemi a mniejsza gdy znajdujemy się dalej od jej środka. Dlatego kosmonauci będący tylko i aż 400 km nad powierzchnią ziemi prawie nie odczuwają grawitacji. Z powodu spłaszczenia ziemi grawitacja na równiku jest troszkę mniejsza niż grawitacja na biegunie a co za tym idzie ta sama waga ważąca ten sam obiekt na biegunie podałaby większą wartość niż na równiku. Wartość przyspieszenia na księżycu wynosi

\(1,6 \dfrac{m}{s^2}\).

Dla przykładu na rysunku jest ten sam obiekt o masie 10kg, na ziemi i na księżycu ważony tą samą wagą, na ziemi wskazałby 100N (a po przeliczeniu 10 kg) a na księżycu 16N (po przeliczeniu 1,6kg), ponieważ waga mierzy ciężar i dzieli tą wartość przyspieszenia ziemskiego, a ta na księżycu jest inna.

ciężar


Siła ciężkości w przypadku ogólnym, gdy rozpatruje się oddziaływanie na siebie dwóch obiektów np. dwa atomy, dwie planety, planeta i człowiek, atom i planeta itd. może być obliczona z wzoru:

\(F=G\dfrac{m_1\cdot m_2}{r}\)

gdzie:

\(F\) – siła grawitacji z jaką jeden obiekt przyciąga drugi obiekt [N],

\(G\) – stała grawitacji

\(m_1\), \(m_2\) – masy rozpatrywanych obiektów [kg],

\(r\) – odległość między rozpatrywanymi obiektami [m].

Stała grawitacji wynosi w przybliżeniu \(G=6,67\cdot 10^{-11} \dfrac{Nm^2}{kg^2}\). Powyższy wzór przedstawia siłę grawitacji Newtona. Dotyczy on jednak przypadku, w którym masy obiektów są punktowe, czyli fizycznie upraszcza się, że cała masa ziemi znajduje się w jednym punkcie. Takie uproszczenie stosuje się bardzo często i nie powoduje ono dużej rozbieżności w otrzymanym wyniku w większości przypadków.