Естествознание

В обыденной жизни под словом "вес" мы зачастую подразумеваем массу тела, не делая различия между этими терминами. Однако это неверно. И сегодня мы выясним почему.

Весом тела в физике называют силу, с которой тело давит на свою опору или растягивает подвес. Например, на рисунке в конце параграфа медведь действует на опору - прогнувшуюся доску. Согласно определению, сила давления медведя на доску является его весом.

Довольно часто вес тела равен действующей на него силе тяжести. В виде формулы это записывается так:
Однако эта формула верна не всегда.

Пример первый: тело погружено в жидкость или газ. Как вы знаете, в этом случае возникает выталкивающая сила. Обычно она приводит к уменьшению веса. На рисунке в § 3-е показано, что при погружении картофеля в воду растяжение пружины динамометра уменьшается. Значит, уменьшается сила, с которой картофель тянет за конец пружины. Согласно определению, эта сила - вес картофеля.

Пример второй. Возьмем динамометр и подвесим к нему гирьку массой 102 г. В состоянии покоя ее вес равен 1 Н. И действительно, если гирька будет неподвижно висеть на крючке динамометра, то он покажет именно 1 Н. Но если же динамометр качать вверх-вниз или влево-вправо, то он покажет, что вес гири стал другим. На рисунке, например, он равен 4 Н.

Итак, многочисленные опыты показывают, что вес тела равен действующей на него силе тяжести, когда тело и его опора (подвес) покоятся или движутся вместе равномерно и прямолинейно, и не действует архимедова сила. Эта фраза, как говорят в физике, описывает границы применимости формулы W = Fтяж.

Заметим, что в рассмотренных примерах изменение веса тел не влияло на силу тяжести. Она оставалась постоянной, так как при качаниях гирьки или погружении картофеля в воду величины "m" и "g" не изменялись (формула Fтяж = m·g).

Заметим также, что числовые значения веса и силы тяжести могут быть равны, однако точки их приложения всегда различны. Сила тяжести всегда приложена к самому телу, а его вес - к подвесу или опоре (см. рисунок).

Как видите, термины "масса" и "вес" описывают различные физические величины. Первая из них измеряется килограммами, вторая - ньютонами. Для измерения массы служат весы, для измерения веса - динамометр. Вес, в отличие от массы, имеет пространственное направление, то есть может быть изображен на чертеже в виде вектора. Масса - нет. При погружении в жидкость или газ вес тел меняется, а масса - нет. Есть и другие отличия.