El peso

Peso - la fuerza con la que el cuerpo actúa sobre el soporte (o suspensión, u otro tipo de sujeción), impidiendo la caída, surgiendo en el campo de gravedad [1] [2] . La unidad de peso en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es newton , a veces la unidad CGS es dina .

Además de la definición anterior, que tiene sus raíces en la pedagogía soviética y postsoviética, existe una interpretación de peso como sinónimo de gravedad , es decir, la fuerza de atracción del cuerpo por la Tierra. En la literatura inglesa, hay una palabra que suena parcialmente similar, "peso", que en física significa gravedad [3] , pero en la vida cotidiana tiene otros significados, incluidos "masa" y "peso".

Terminología y significado

En el caso de un cuerpo en reposo en un marco de referencia inercial , su peso es igual a la fuerza de gravedad que actúa sobre el cuerpo, y es proporcional a la masa y aceleración de caída libre en un punto dado: $\mathbf {P}$ $metro$ ${\matemáticas g}$

\mathbf {P} =m\mathbf {g} .

La aceleración de caída libre depende de la altura sobre la superficie terrestre y, debido a la no esfericidad de la Tierra , así como a su rotación, de las coordenadas geográficas del punto de medición. Como resultado de la rotación diaria de la Tierra, se produce una disminución latitudinal del peso: en el ecuador, el peso es aproximadamente un 0,3 % menor que en los polos. Otro factor que influye en el valor y, en consecuencia, en el peso del cuerpo son las anomalías gravitatorias , debidas a las características estructurales de la superficie terrestre y del subsuelo en las inmediaciones del punto de medición. Si el cuerpo está cerca de otro planeta y no de la Tierra, entonces la aceleración de la caída libre estará determinada por la masa y el tamaño de este planeta, junto con la distancia entre su superficie y el cuerpo. ${\matemáticas g}$

Cuando el sistema "cuerpo" - "soporte o suspensión" se desplaza con respecto al marco de referencia inercial con aceleración, el peso deja de coincidir con la fuerza de la gravedad [1] : ${\ estilo de visualización \ mathbf {w}}$

\mathbf {P} =m(\mathbf {g} -\mathbf {w} ).

Por ejemplo, si la aceleración (independientemente de la velocidad) del ascensor se dirige hacia arriba, entonces el peso de la carga aumenta, y si es hacia abajo, entonces disminuye. La aceleración debida a la rotación de la Tierra no está incluida en , ya se tiene en cuenta en . El estado de ingravidez ( ingravidez ) se produce lejos del objeto atrayente, o cuando el cuerpo se encuentra en caída libre, es decir, cuando . ${\ estilo de visualización \ mathbf {w}}$ ${\matemáticas g}$ $\mathbf {g} -\mathbf {w} =0$

Un cuerpo de masa , cuyo peso se analiza, puede quedar sujeto a la aplicación de fuerzas adicionales, indirectamente debido a la presencia de un campo gravitatorio, incluyendo la fuerza de Arquímedes y la fricción . $metro$

La definición del preámbulo no especifica si tales factores deben tenerse en cuenta. Tampoco se especifica si el papel de soporte-suspensión debe desempeñarlo un cuerpo sólido elástico y si hay varios soportes. Además, hay definiciones no equivalentes de peso en publicaciones [4] [5] [6] .

Entonces, cuando solo se tiene en cuenta la contribución de la gravedad, a un cuerpo que descansa sobre una superficie inclinada se le asigna un peso dirigido a lo largo de la normal al apoyo , donde es el ángulo de inclinación [5] . Pero si también tenemos en cuenta la fuerza de fricción estática (y, según la tercera ley de Newton , se aplica tanto al cuerpo como al soporte), entonces el vector de peso será igual a [4] . De manera similar con la fuerza de Arquímedes : en un líquido o gas con una densidad , una fuerza de elevación actúa sobre el cuerpo (donde está el volumen del cuerpo), debido a lo cual, digamos, el impacto del cuerpo en el fondo desigual [7] del depósito se debilita. Si consideramos el líquido o gas como soporte y tenemos en cuenta (de acuerdo con la tercera ley de Newton) la acción del cuerpo de la fuerza de Arquímedes sobre el líquido, el vector peso seguirá siendo igual a . En un enfoque que tiene en cuenta la acción del cuerpo sobre todo lo que actúa sobre el propio cuerpo, el peso del cuerpo, hasta un signo, es igual a la suma vectorial de todas las fuerzas (excepto la gravedad) que actúan sobre el cuerpo, incluidas las fuerzas de Arquímedes (“soporte líquido” [4] ) y el rozamiento, teniendo en cuenta todos los soportes-suspensiones disponibles juntos. $mg\cos \alfa$ $\alfa$ $m\mathbf {g}$ $\rho$ $\mathbf {F} _{A}=-\rho \mathbf {g} V$ $V$ $m\mathbf {g}$

En inglés, hay una palabra "peso" que es parcialmente similar en sonido, que en física significa gravedad [3] , pero en la vida cotidiana tiene otros significados, incluidos "masa" y "peso". En alemán y francés, las palabras para gravedad son diferentes de la palabra rusa para "peso". En la literatura inglesa, para la fuerza total de influencia sobre el soporte, se utiliza el término "peso aparente", que a veces se traduce como " peso aparente ". Conocer este valor, por ejemplo, puede ayudar a evaluar la capacidad de una estructura para sostener el cuerpo bajo estudio en determinadas condiciones. $m\mathbf {g}$

En algunos casos -digamos, en una situación de un globo lleno de helio amarrado en la calle, si por "soporte" entendemos solo el lugar de unión sin incluir la atmósfera en el concepto de soporte- el peso (o, en terminología inglesa , el peso aparente) puede resultar dirigido contra el vector debido a la influencia . ${\matemáticas g}$ ${\ estilo de visualización \ mathbf {F} _ {A}}$

El concepto de "peso" en física no es necesario [8] . En principio, es posible abolir este término por completo y hablar de "masa" o de "fuerza" [9] de tal o cual naturaleza. El uso del concepto de "peso" se debe en gran medida simplemente a la costumbre [8] y las tradiciones lingüísticas.

Dimensión

El peso se puede medir con balanzas de resorte , que también pueden servir para la medición indirecta de la masa, si están debidamente calibradas; Las balanzas de palanca no necesitan tal calibración, ya que en este caso se comparan masas, que se ven afectadas por la misma aceleración de caída libre o la suma de aceleraciones en marcos de referencia no inerciales. Al pesar con balanzas de resorte técnicas, las variaciones en la aceleración gravitatoria generalmente se desprecian, ya que la influencia de estas variaciones suele ser menor que la precisión de pesaje prácticamente necesaria.

Cuando se encuentra en un medio gaseoso o líquido, el peso medido de un cuerpo puede diferir del medido en las mismas condiciones en el vacío debido a una disminución de peso por la acción de la fuerza de Arquímedes [1] .

Peso y masa

En física, peso y masa son conceptos diferentes. El peso es una cantidad vectorial , la fuerza con la que un cuerpo actúa sobre un soporte o suspensión. La masa es una cantidad escalar , una medida de la inercia del cuerpo (masa inercial) o la "carga" del campo gravitatorio (masa gravitacional). Estas cantidades también tienen diferentes unidades de medida (en el sistema SI, la masa se mide en kilogramos y el peso se mide en newtons ). Las situaciones con peso cero y masa distinta de cero del mismo cuerpo son posibles, por ejemplo, en condiciones de ingravidez, todos los cuerpos tienen peso cero y cada cuerpo tiene su propia masa. Y si en reposo los pesos serán cero, entonces cuando se golpeen los pesos de cuerpos con las mismas velocidades, el impacto será diferente (ver ley de conservación del momento , ley de conservación de la energía ).

Al mismo tiempo, se acepta principalmente en la ciencia y la tecnología una distinción estricta entre los conceptos de peso y masa, y en muchas situaciones cotidianas se sigue utilizando la palabra "peso" cuando en realidad se habla de "masa". Por ejemplo, decimos que un objeto "pesa un kilogramo" a pesar de que el kilogramo es una unidad de masa [10] . Además, el término "peso" en el sentido de "masa" se usaba tradicionalmente en el ciclo de las ciencias humanas, en la frase "peso del cuerpo humano", en lugar del moderno " peso del cuerpo humano ". En este sentido, las organizaciones metrológicas señalan que debe cesar el mal uso del término "peso" en lugar del término "masa", y en todos los casos en los que se quiera decir masa, se debe usar el término "masa" [11] [12] .

Historia

La III Conferencia General de Pesos y Medidas , celebrada en 1901, enfatizó que el término "peso" denota una cantidad de la misma naturaleza que el término "fuerza". La conferencia definió el peso de un cuerpo como el producto de la masa del cuerpo y la aceleración debida a la atracción gravitacional. El peso estándar de un cuerpo fue definido por la conferencia como el producto de la masa de un cuerpo y la aceleración estándar debida a la atracción gravitacional. A su vez, se adoptó para la aceleración estándar el valor de 980,665 cm/s 2 [13] .

Notas

↑ 1 2 3 Rudoy Yu. G. Peso // Enciclopedia física : [en 5 volúmenes] / Cap. edición A. M. Projorov . - M .: Enciclopedia soviética , 1988. - T. 1: Aharonov - Efecto Bohm - Largas colas. - S. 262. - 707 pág. — 100.000 copias.
↑ Sivukhin D.V. Curso general de física. — M .: Fizmatlit; Editorial MIPT, 2005. - T. I. Mecánica. - S. 373. - 560 pág. — ISBN 5-9221-0225-7 .
↑ 12 "Peso " . Encyclopædia Britannica . — "Peso, fuerza de atracción gravitacional sobre un objeto, causada por la presencia de un segundo objeto masivo, como la Tierra... el peso es el producto de la masa de un objeto y el campo gravitatorio o la aceleración de la gravedad...". Consultado el 8 de noviembre de 2020. Archivado desde el original el 17 de noviembre de 2020. (indefinido)
↑ 1 2 3 I. E. Kagan "Peso corporal" (Grado IX) Copia de archivo fechada el 2 de octubre de 2016 en Wayback Machine // Física: problemas de diseño. - 2001. - Nº 3. - S. 58-74.
↑ 1 2 S. V. Zadorozhnaya "Peso corporal" Copia de archivo fechada el 24 de enero de 2021 en Wayback Machine // Pedag. mensaje "Urok.rf" (2016).
↑ En muchas publicaciones en idiomas extranjeros, peso (ver, por ejemplo, Allen L. King. Peso e ingravidez (inglés) // American Journal of Physics : journal. - 1963. - Vol. 30. - P. 387. - doi : 10.1119 /1.1942032 .- . , también el comienzo de la versión alemana del artículo ) es sinónimo de gravedad, lo que se considera un error en la pedagogía rusa.
↑ Se necesita rugosidad para que el agua se filtre debajo del soporte, consulte L. G. Aslamazov: copia de archivo de Hydrostatics del 6 de abril de 2018 en Wayback Machine // Kvant. - 1972. - Núm. 12. (pág. 57, fig. 9av).
↑ 1 2 V. G. Zubov . Mecánica. M.: Nauka, 1978. - 352 p. // ver § 71, pág. 176 Archivado el 16 de septiembre de 2017 en Wayback Machine : “En mecánica, el concepto de peso es completamente redundante. Pero como esta palabra es simple, familiar, se usa a menudo. (enlace muerto) Consultado el 21 de septiembre de 2020.
↑ The National Standard of Canada, CAN/CSA-Z234.1-89 Canadian Metric Practice Guide, enero de 1989: 5.7.3. Existe una confusión considerable en el uso del término "peso". <…> En el trabajo científico y técnico, el término "peso" debe ser reemplazado por el término "masa" o "fuerza", según la aplicación.
↑ Anteriormente, la unidad de fuerza kilogramo-fuerza se usaba ampliamente en tecnología , una de las unidades principales del sistema MKGSS .
↑ ISO 80000-4:2006, Cantidades y unidades - Parte 4: Mecánica. "En el lenguaje común, el nombre 'peso' se sigue utilizando cuando se refiere a 'masa', pero esta práctica está en desuso".
↑ Unidades SI: Masa . Pesos y Medidas . NIST . Fecha de acceso: 7 de diciembre de 2016. Archivado desde el original el 17 de diciembre de 2016.
↑ Declaración sobre la unidad de masa y sobre la definición de peso; valor convencional de g (inglés) . Resolución de la 3ª CGPM (1901) . BIPM. Consultado el 1 de noviembre de 2015. Archivado desde el original el 25 de junio de 2013.

Véase también

diccionarios y enciclopedias	bíblico gran noruego gran noruego gran ruso Gran soviet (1 ed.) Brockhaus y Efron Pequeño Brockhaus y Efron V.Dahl
En catálogos bibliográficos	TIERRA : 4130657-0 J9U : 987007553501805171 LCCN : sh85145953

Fuerzas que actúan sobre el plano.
fuerza de elevación Gravedad empuje Arrastrar