У нас есть дурная привычка сравнивать несравнимые вещи, путать понятия не разбираясь в сути вещей, думать об одном, а спрашивать про другое. Это так, ради вступления.
А суть, собственно, вот в чем – многие люди в своей повседневной жизни всегда приравнивают вес к массе, считая это один и тем же. Это классика жанра.
Будем откровенны, пытаясь в чем-либо разобраться и не понимая сути, люди еще больше запутываются и раздражаются, считая всех вокруг идиотами неспособными ответить на простой вопрос.
Сколько раз мы спрашивали о весе груза, гантели или мешке сахара? И сколько раз получали ответ в граммах, фунтах, тоннах и тому подобном?
Ответ на вышеуказанные вопросы начинается с того факта, что понятия массы и веса, с научной точки зрения, две совершенно разные вещи. Позвольте объяснить.
Векторы и скаляры
Короче говоря, в физике есть два понятия – величина скалярная и величина векторная. Скалярные величины являются фиксированными значениями, тогда как векторные имеют направленную составляющую.
Масса против веса
Масса – это скалярная величина, которая выражается в единицах массы (граммах, унциях, фунтах, килограммах, тоннах и т.д.) и это значение не меняется. Если масса вашего тела 70 кг, то она будет такая же на Земле, Луне, Юпитере, в космосе, на поверхности Солнца и даже в центре черной дыры; эта ваша 70-ти килограммовая рамка будет равна 70 килограммам везде.
С другой стороны, вес – это векторная величина, это единица силы и направления и выражается в единицах силы, в ньютонах.
Представляю какой диссонанс сейчас происходит у некоторых в голове: вес – в ньютонах? Как так? Не в килограммах, как все привыкли, а в каких-то ньютонах…
И что всё это значит? А то, что всё мы делаем неправильно.
Как известно большинству из нас, сила Ньютона – это произведение массы и ускорения. В случае определения нашего веса здесь, на Земле, это будет наша масса (как мы уже определились – 70 кг) умноженная на гравитационную постоянную (на Земле это – 9,81) с результатом в 686,7 Ньютона, силы, которую надо приложить к поверхности Земли чтобы встать, к примеру, со стула. То есть каждый раз, когда вы встаете, вы генерируете по крайней мере такое количество восходящей силы, чтобы не упасть.
Но если вы находитесь на Луне, с гравитационной постоянной в шесть раз меньшей, чем у Земли, то и вес ваш будет в шесть раз меньший чем на родной планете (около 114 Ньютонов). Это, по сути, означает, что вам потребуется гораздо меньше сил чтобы встать со стула. И да, вы почувствуете себя легче, намного. Помните американских астронавтов на Луне? Как они там прыгали и скакали?
Этот факт справедлив для любого объекта, на котором вы будете находиться с массой меньше земной.
А вот на таком гиганте, как Юпитер все будет с точностью до наоборот. Гравитационная постоянная у Юпитера примерно в 2,4 раза больше земной, следовательно, потребуется около 1650 Ньютонов силы чтобы вы могли просто встать со стула и, таким образом, вы будете ощущать себя намного тяжелее.
Паря в пространстве, вы не прилагаете никакой силы и поэтому чувствуете себя невесомым. Из-за этого в космосе нет не верха, не низа.
Но почему мы на Земле постоянно используем понятия «масса» и «вес» как взаимозаменяемые? Почему мы путаем наши скаляры и векторы? Ответ прост – для обычного человека это одно и то же. Это уже стало частью нашего языка, даже несмотря на то, что это не совсем научно. И когда кто-то спрашивает вас о весе пакета сахара или транспортного контейнера, он подразумевает, что ему нужна масса предмета в килограммах, тоннах и т.д.
