Βάρος

Το βάρος ενός αντικειμένου (ή το βάρος μιας ποσότητας ύλης) είναι το μέτρο της έντασης της δύναμης που επιβάλλεται σε αυτό το αντικείμενο από το τοπικό βαρυτικό πεδίο. Το βάρος δεν πρέπει να συγχέεται με τη συναφή αλλά αρκετά διαφορετική έννοια της μάζας. Για μικρά αντικείμενα στη Γη, η δύναμη του βάρους κατευθύνεται προς το κέντρο του πλανήτη. Για μεγαλύτερα αντικείμενα, όπως η Σελήνη σε τροχιά γύρω από τη Γη, η δύναμη κατευθύνεται προς το κέντρο μάζας του συνδυασμένου συστήματος.

Στην κοινή γλώσσα, το βάρος κάποιου πράγματος συνήθως νοείται ως η τιμή που μετράται στην επιφάνεια της Γης ή κοντά σε αυτήν. Δυστυχώς, οι συνήθεις όροι που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν το βάρος ενός αντικειμένου είναι μονάδες μάζας όπως τα κιλά ή οι λίβρες. Σχεδόν σε όλη την ανθρώπινη ιστορία, το βάρος μετριέται στην επιφάνεια της Γης. Εδώ, το βάρος είναι ανάλογο της μάζας. Αντικείμενα που έχουν την ίδια μάζα έχουν το ίδιο βάρος. Ένα αντικείμενο με τη διπλάσια μάζα από ένα άλλο θα έχει και διπλάσιο βάρος. Κατά συνέπεια, είναι κοινή πρακτική να χρησιμοποιούνται οι δύο λέξεις, μάζα και βάρος, σαν να σημαίνουν το ίδιο πράγμα και να χρησιμοποιούνται τα χιλιόγραμμα και οι λίβρες ως μονάδες τόσο για τη μάζα όσο και για το βάρος. Η χρήση των ίδιων όρων για την περιγραφή και τη μέτρηση των δύο διαφορετικών ιδιοτήτων έχει οδηγήσει σε σύγχυση μεταξύ αυτών των δύο ιδιοτήτων, της μάζας και του βάρους. Η μάζα και το βάρος δεν είναι το ίδιο πράγμα.

Μονάδες βάρους

Η μονάδα βάρους στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων είναι το νιούτον, το οποίο συμβολίζεται με το σύμβολο "Ν".

Άλλες μονάδες χρησιμοποιήθηκαν στο παρελθόν αλλά εγκαταλείφθηκαν, όπως το dyne (η μονάδα της δύναμης στο παλιό σύστημα CGS) ή το kilogram-force, το οποίο είναι η δύναμη που ασκείται σε ένα κιλό ύλης από μια "τυπική" Γη: ένα σώμα με μάζα 1 kg έχει βάρος περίπου 9,81 N στο επίπεδο της θάλασσας.

Μέτρηση βάρους

Το βάρος ενός αντικειμένου ή μιας ποσότητας ύλης μετράται συνήθως με ένα όργανο, όπως μια ζυγαριά με ελατήριο. Η ζυγαριά περιλαμβάνει ένα ελατήριο το οποίο παρέχει μια δύναμη που αντιτίθεται στη βαρυτική δύναμη του αντικειμένου που ζυγίζεται. Η βαρυτική δύναμη έλκει προς τα κάτω, το ελατήριο ωθεί ή έλκει προς τα πάνω. Συνήθως, η ζυγαριά διαθέτει ένδειξη η οποία δεν δίνει το βάρος (που είναι μια δύναμη) αλλά τη μάζα του αντικειμένου. Οι ζυγαριές με ελατήριο κατασκευάζονται με την παραδοχή ότι χρησιμοποιούνται στην επιφάνεια της Γης. Εάν μια ζυγαριά με ελατήριο μεταφερόταν στη Σελήνη, θα έδινε παραπλανητική ένδειξη.

Η ζυγαριά είναι μια συσκευή που συγκρίνει τα βάρη δύο αντικειμένων στο ίδιο βαρυτικό πεδίο: προσδιορίζει αν το ένα αντικείμενο είναι βαρύτερο ή ελαφρύτερο από το άλλο.

Το βάρος είναι μεταβλητό

Το βάρος δεν είναι εγγενής ιδιότητα της ύλης, επειδή το τοπικό βαρυτικό πεδίο που παράγει τη δύναμη που ονομάζεται βάρος είναι μεταβλητό στο χώρο και στο χρόνο:

Δεδομένου ότι η έλξη της Γης μειώνεται ως το τετράγωνο της απόστασης από το κέντρο της, το βάρος ενός αντικειμένου είναι ελαφρώς μικρότερο σε μεγάλο υψόμετρο (π.χ. στην κορυφή ενός βουνού) από ό,τι στο επίπεδο της θάλασσας ή στον ισημερινό από ό,τι στους πόλους (επειδή η Γη είναι ελαφρώς διογκωμένη).
Ένα αυθαίρετο αντικείμενο στη Γη έλκεται επίσης από όλα τα άλλα ουράνια σώματα, όπως για παράδειγμα η Σελήνη. Ως εκ τούτου, το βάρος του θα είναι μικρότερο με τη Σελήνη πάνω από το κεφάλι του από ό,τι με τη Σελήνη στην άλλη πλευρά της Γης.
Το βάρος δεν ορίζεται αποκλειστικά στη Γη: Ένας αστροναύτης ζυγίζει 6 φορές λιγότερο στην επιφάνεια της Σελήνης απ' ό,τι στην επιφάνεια της Γης.
Η έλλειψη βαρύτητας είναι μια προφανής κατάσταση που βιώνουν οι αστροναύτες ή οι δορυφόροι σε τροχιά γύρω από έναν πλανήτη. Στην πραγματικότητα το βάρος τους (βαρυτική έλξη) είναι η δύναμη που τους κρατά σε τροχιά. Τα αντικείμενα σε τροχιά ταξιδεύουν με πολύ μεγάλη ταχύτητα. Για τους δορυφόρους που βρίσκονται σε τροχιά 300 - 500 χιλιομέτρων πάνω από τη Γη η ταχύτητα αυτή είναι περίπου 27.000 χλμ/ώρα. Χωρίς τη βαρυτική έλξη της Γης θα πετούσαν σε ευθεία γραμμή. Η βαρυτική έλξη τους κρατάει να πέφτουν προς τον πλανήτη. Ο συνδυασμός της μεγάλης πλευρικής ταχύτητας και της συνεχούς έλξης προς το κέντρο της Γης κάμπτει την πορεία τους ώστε να παραμένουν σε τροχιά.

Σχετικές σελίδες

Ερωτήσεις και απαντήσεις

Ερ: Ποιο είναι το βάρος ενός αντικειμένου;

A: Το βάρος ενός αντικειμένου είναι το μέτρο της έντασης της δύναμης που επιβάλλεται στο αντικείμενο αυτό από το τοπικό βαρυτικό πεδίο.

Ερ: Πώς διαφέρει το βάρος από τη μάζα;

Α: Το βάρος δεν πρέπει να συγχέεται με τη μάζα, καθώς το βάρος είναι το μέτρο της δύναμης της βαρύτητας σε ένα αντικείμενο, ενώ η μάζα είναι η ποσότητα της ύλης που υπάρχει στο αντικείμενο.

Ερ: Πού κατευθύνεται η δύναμη του βάρους για τα μικρά αντικείμενα στη Γη;

Α: Για μικρά αντικείμενα στη Γη, η δύναμη βάρους κατευθύνεται προς το κέντρο του πλανήτη.

Ερ: Πού κατευθύνεται η δύναμη βάρους για μεγαλύτερα αντικείμενα, όπως η Σελήνη που περιφέρεται γύρω από τη Γη;

Α: Για μεγαλύτερα αντικείμενα, όπως η Σελήνη που περιφέρεται γύρω από τη Γη, η δύναμη βάρους κατευθύνεται προς το κέντρο μάζας του συνδυασμένου συστήματος.

Ερ: Τι έχει οδηγήσει σε σύγχυση μεταξύ μάζας και βάρους;

Α: Η χρήση των ίδιων όρων για την περιγραφή και τη μέτρηση των δύο διαφορετικών ιδιοτήτων έχει οδηγήσει σε σύγχυση μεταξύ μάζας και βάρους.

Ερ: Είναι η μάζα και το βάρος το ίδιο πράγμα;

Α: Η μάζα και το βάρος δεν είναι το ίδιο πράγμα.

Ερ: Τα αντικείμενα με την ίδια μάζα έχουν το ίδιο βάρος;

Α: Αντικείμενα που έχουν την ίδια μάζα έχουν το ίδιο βάρος. Ένα αντικείμενο με διπλάσια μάζα από ένα άλλο θα έχει και διπλάσιο βάρος.