Le persone che osservano il loro peso potrebbero affermare che le scale non mentono, ma ciò che dicono a una persona è, almeno, un termine improprio. Il peso, in termini fisici, è in realtà una forza
: la forza di gravità che agisce su una massa. L'unità di forza SI è Newton (N). La massa, d'altra parte, è una misura della quantità di materia in un oggetto. L'unità di massa SI è il chilogrammo (kg).

Quindi ciò che la bilancia dovrebbe davvero mostrare a una persona che cerca il proprio peso è un valore in Newton
. Per gli studenti di fisica più esigenti che vogliono avvicinarsi da soli; tuttavia, le seguenti opere: Basta moltiplicare i chilogrammi che la scala fornisce per 10 (o i chili per 4,5).
Qual è la differenza tra massa e peso?

In poche parole, la principale differenza tra massa e il peso è che la massa è una proprietà fondamentale
di un oggetto e il peso no. La massa non cambia indipendentemente da dove si trova un oggetto fino a quando la materia non viene aggiunta o sottratta da essa. Un elefante di 2.300 kg è 2.300 kg sul pianeta Terra, sulla luna e nel mezzo dello spazio.

Il peso, d'altra parte, dipende dalla posizione poiché la forza gravitazionale che agisce sulla massa è diversa in luoghi diversi . Un elefante di 2.300 kg ha un peso
di circa 23.000 N sulla superficie terrestre, ma solo circa un sesto di quel peso sulla luna e, se l'elefante si depositava nello spazio profondo, lontano dall'influenza di qualsiasi gravità campo, non avrebbe alcun peso.

Un'altra importante distinzione tra massa e peso che segue dalle loro definizioni è che la massa è un valore scalare
, poiché non vi è alcuna direzione associata a un valore in chilogrammi, mentre il peso è una forza vettore.
Il peso di un oggetto è sempre diretto allo stesso modo in cui la gravità lo trascina.

La massa tecnicamente è una misura quantitativa dell'inerzia di un oggetto, oppure Più un oggetto è massiccio, meno è influenzato dalle forze che agiscono su di esso.
Peso: la forza di gravità

Come ogni forza, il peso può essere calcolato usando l'equazione della forza gravitazionale:

F _{grav \u003d mg}

Dove g
è l'accelerazione dovuta alla gravità vicino alla superficie terrestre: g \u003d
9,8 m /s ^{2. Qualsiasi oggetto caduto in qualsiasi parte del pianeta cade verso il centro della Terra a una velocità sempre crescente: 9,8 m /s più veloce ogni secondo rispetto al secondo precedente.}

Questa formula spiega perché moltiplicare la massa in kg per 10 ( o in libbre di 4,5, per tenere conto della prima conversione in unità SI di kg) fornisce una rapida approssimazione del peso "reale" di una persona.

Altrove nell'universo, il valore di g
è diverso, poiché l'accelerazione dovuta alla gravità è il risultato del campo gravitazionale locale di un grande corpo. Sul minuscolo pianeta Mercurio, ad esempio, g
è solo 3,7 m /s ^{2. Poiché è solo circa il 38 percento di g
sulla Terra, qualsiasi cosa su Mercurio pesa solo circa il 38 percento di ciò che fa sulla Terra.
Peso apparente}

Come definizione rigorosa, un oggetto il peso nello stesso campo gravitazionale non cambia. Sia che una persona salga o scenda in un ascensore, lo stesso g
sta accelerando lo stesso m
, quindi F _{grav
, o peso, lo farà essere lo stesso.}

In realtà, ci sono piccole differenze nel valore di g
in diverse posizioni intorno a un grande corpo, come al Polo Nord rispetto all'Equatore sulla Terra, o in l'interno contro la superficie del sole. Ma approssimare un valore costante ovunque in un campo gravitazionale è di solito sufficiente per gli studenti di fisica.

Detto questo, i cavalieri osservatori dell'ascensore possono aver notato che a volte si sentono più pesanti o più leggeri del normale in punti diversi nel giro. I loro pesi apparenti
stanno cambiando perché i loro corpi hanno inerzia o resistono ai cambiamenti del loro movimento.

Quando un ascensore inizia a salire, i loro corpi sono fermi e resistono al movimento verso l'alto, facendoli sentire più pesanti per un momento fino a quando non si abituano a muoversi. È vero il contrario per un momento in cui l'ascensore inizia a scendere. Tuttavia, in nessun momento il peso effettivo della persona è cambiato.
Bilance su un ascensore accelerato

Che dire della lettura della bilancia per le stesse persone che salgono e scendono dall'ascensore? Anche in questo caso, la bilancia potrebbe sembrare mentire, ma questa volta non semplicemente con un termine improprio.

La bilancia funziona misurando la forza netta che agisce su di essa. Quando è ancora sul pavimento del bagno, l'intera forza netta sulla bilancia proviene dalla forza di gravità che tira il corpo in piedi sulla bilancia verso il basso. Ma su un ascensore in accelerazione,
quando l'ascensore inizia ad accelerare o rallentare, l'accelerazione totale della massa sulla scala non è solo da g
ma anche dal movimento dell'ascensore .

Se l'ascensore sta accelerando verso l'alto nella direzione opposta di g
, l'accelerazione netta sarà leggermente inferiore a g
, risultando in una forza netta leggermente inferiore ( poiché F _{net \u003d ma
e supponendo che l'accelerazione dell'ascensore sia di dimensioni inferiori rispetto a g
). La bilancia visualizzerà quindi un numero inferiore rispetto a quando è ferma. Al contrario, quando si accelera verso il basso, vi è ulteriore accelerazione
nella direzione di g, che risulta in una forza netta maggiore sulla scala e verrà visualizzato un numero maggiore.}

Nota che questo è vero solo quando l'ascensore sta accelerando
. A una velocità costante su o giù (che la maggior parte dei passeggeri potrebbe sperare!), L'accelerazione netta e quindi la forza netta non differiscono dalla scala che non si muove sul pavimento del bagno.
Scale su una pendenza

Un altro modo semplice per "perdere peso" all'istante è quello di mettere una bilancia su una pendenza piuttosto che piatta sul pavimento. Tracciare un diagramma a corpo libero delle forze sulla scala e capire come funziona la scala, rivela perché questo è vero.

Ancora una volta, la scala funziona registrando la forza di gravità che agisce su di essa nella scala . La forza di gravità è sempre diretta verso il centro della Terra. Quando la bilancia è piatta sul pavimento del bagno, questa è direttamente verso il basso a 90 gradi.

Quando la bilancia è inclinata, ad esempio, seduta su una rampa a 20 gradi, la forza di gravità è no più perpendicolare alla scala
. Risolvere la forza di gravità nei suoi componenti rivela che la componente perpendicolare, quella che va dritta nella scala e quindi funge da sorgente della lettura della scala, è più piccola della forza di gravità totale. Pertanto, la bilancia mostra un numero più piccolo se inclinato rispetto a quando è piatto sul pavimento.
Perché conoscere la differenza di massa rispetto a questioni di peso

La massa e il peso non sono intercambiabili in fisica! Molte equazioni e concetti dipendono dalla massa di un oggetto o dalle masse di più oggetti. Il peso è solo un concetto utile nelle situazioni di fisica newtoniana, come l'analisi delle forze nelle situazioni qui descritte.