Вес тела от чего зависит: Вес равен массе, но не наоборот: что не так с этими терминами?

В чем разница между «массой» и «весом»? — Наука Science на vc.ru

11 587 просмотров

В обыденной жизни «масса» и «вес» для большинства людей — это зачастую взаимозаменяемые термины, но с точки зрения науки — это совершенно разные понятия, имеющие свои четкие определения

Что такое масса?

Масса — это количество материи, которое содержит объект. Однако, из-за двусмысленности, связанной с определением материи, такое определение вызывает много споров и критики. Более простым и понятным способом определения понятия массы является ее представление с точки зрения инерции.

Инерция объекта — это его свойство оставаться в состоянии движения или покоя до тех пор, пока какая-то внешняя сила не изменит этого состояния.

НАУКА SCIENCE, Автор

Чем больше масса, тем труднее перемещать или останавливать движение тела.

Одной из характерных оcособенностей массы объекта является то, что она постоянна, независимо от его положения в пространстве.

Согласно закону всеобщего тяготения, два объекта притягиваются друг к другу с силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. При этом сама сила гравитационного притяжения не влияет на величину массы этих объектов.

Так, например, камень массой 60 кг на Земле будет иметь массу 60 кг на Марсе, Юпитере или любом другом уголке нашей бесконечной Вселенной. Здесь мы не рассматриваем эффекты, описываемые специальной теорией относительности, когда масса изменяется при движении по релятивистским скоростям близким к скорости света. Рассмотрение этих эффектов выходит за рамки этой статьи.

Что такое вес?

Вес объекта указывает на то, насколько он тяжелый. Из-за этого вес и масса часто используются как синонимы. Однако, технически вес представляет собой силу, которую массосодержащий объект оказывает на другое тело исключительно под действием силы тяжести.

В то время как масса не зависит от силы тяжести, вес является воплощением этой силы.

Поскольку вес является силой, его единицей измерения является ньютон.

Сила тяжести, действующая на тело, находящееся на поверхности Земли равна массе тела, умноженной на ускорение свободного падения (эта величина составляет 9,8 м/с2).

Для разных небесных тел величина ускорения свободного падения различна, так как она зависит от массы самого небесного тела. Например, на Луне ускорение свободного падения составляет 1,62 м/с2, поэтому все объекты на Луне весят приблизительно в шесть раз меньше, чем на Земле.

Таким образом, астронавт массой 90 кг весит 90*9,8=882 ньютона на Земле, и он же будет весить 90*1,62=145,8 ньютонов на Луне. Если астронавт будет находиться на более массивном объекте, таком как Юпитер или Сатурн, то его вес будет намного больше.

Обратите внимание, что масса астронавта остается неизменной (90 кг).

Однако, весы на Луне показали бы вовсе не 90 кг. Почему?

Весы — это прибор, который измеряет массу объекта по силе взаимодействия поверхностей соприкасающихся тел (нас и Земли). Эта сила называется нормальной силой.

Весы измеряют нормальную силу, создаваемую Землей, но отрегулированы таким образом, чтобы отображать на шкале в 9,8 раз меньше, таким образом на весах показывается приблизительная величина массы тела (m=F/g)

Измерение массы весовой шкалой, откалиброванной по отношению к гравитации Земли, приведет к ошибочным результатам на Луне или Марсе. Также весы становятся бесполезными в условиях свободного падения или в невесомости, поскольку при свободном падении весы падают с тем же ускорением, что и мы, при этом действие нормальной силы отсутствует и весы не производят измерения.

Вес тела – кратко формула, определение, примеры нахождения, единица измерения (7 класс, физика)

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 98.

Обновлено 16 Июля, 2021

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 98.

Обновлено 16 Июля, 2021

Понятие «вес тела» очень часто используется в повседневной жизни. Многие продукты и материалы покупаются, исходя из измеренного веса. Как правило, в быту понятие веса отождествляется с понятием массы тела. Однако в физике это не одно и то же. Более того, эти величины не равны. Рассмотрим эту тему подробнее, приведём определение и формулу веса тела.

Вес тела

Чтобы понять физическую природу веса тела, достаточно вспомнить, как происходит взвешивание на пружинных весах. На чашку весов укладывается тело, под действием силы тяжести оно сжимает пружину, и по степени этого сжатия можно судить о том, сколько весит тело.

То есть сила, с которой тело воздействует на опору, называется весом.

Найдём величину этой силы. На тело, имеющее опору, действует сила тяжести $m \overrightarrow {\mathrm{g}}$ и сила реакции опоры $ \overrightarrow {N}$.

По третьему закону Ньютона, тело также действует на опору с равной силой $ \overrightarrow {P}= – \overrightarrow {N}$ (противоположной по направлению). Эта сила и есть вес тела.

Если опора (и тело вместе с ней) движется вверх с ускорением $ \overrightarrow {a}$, то по второму закону Ньютона имеем:

$$\overrightarrow {N}+ m \overrightarrow {\mathrm{g}} = m \overrightarrow {a}$$

Учитывая равенство веса и его противоположную направленность относительно реакции опоры, после проецирования на ось координат, направленную вниз, можно записать:

$$P = m (\mathrm{g} – a)$$

Это и есть формула веса тела массой $m$, существующего в условиях гравитации (ускорение свободного падения $\mathrm{g}$), имеющего опору, которая двигается вверх с ускорением $a$.

Рис. 1. Вес тела

Свойства веса тела

Из вышесказанного можно сделать важные выводы.

• Во-первых, как физическая величина, вес является силой. Поэтому единица измерения веса в физике — ньютон.
• Во-вторых, вес — фактически, это проявление сил упругости. Вес появляется в результате взаимодействия тела с опорой.
• В-третьих, вес зависит от ускорения, с которым движется опора. Если опора неподвижна (или движется равномерно и прямолинейно), то вес равен силе тяжести.

Последнее свойство показывает, что вес — это величина непостоянная, и может быть как меньше, так и больше силы тяжести, в зависимости от движения опоры.

Невесомость и перегрузки

Таким образом, вес без опоры не существует. Говорят, что тело, у которого нет опоры, находится в состоянии невесомости.

Рис. 2. Невесомость.

Обратите внимание, состояние невесомости не зависит от того, действует ли на тело гравитационная сила или нет. Предмет во время свободного падения, кабина лифта в момент начала спуска, когда натяжение троса исчезло, человек во время прыжка — всё это примеры состояния невесомости, которое появляется, несмотря на действие силы тяжести.

Из формулы веса тела следует, что если опора движется с ускорением, у тела появляется вес, который может быть даже больше, чем сила тяжести. В этом случае говорят о возникновении перегрузок.

Поскольку в формулу веса входит масса и сумма ускорения, перегрузку можно измерять в единицах $\mathrm{g}$. Для нахождения перегрузки используется формула:

$$k= {m(\mathrm{g} + a) \over m\mathrm{g}}=1+{a\over \mathrm{g}}$$

Фактически перегрузка показывает, во сколько раз вес тела больше силы тяжести, действующей на тело на Земле. Перегрузка $k=1$ означает обычный вес тела, перегрузка $k=2$ означает, что вес тела вдвое больше, чем сила тяжести и так далее.

Рис. 3. Перегрузки.

Что мы узнали?

Вес тела — это сила, с которой тело действует на опору. Фактически это проявление силы упругости. Тело, у которого нет опоры, находится в состоянии невесомости. Если опора тела двигается с ускорением, тело испытывает перегрузки.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

Пока никого нет. Будьте первым!

Оценка доклада

4.2

Средняя оценка: 4.2

Всего получено оценок: 98.

---

А какая ваша оценка?

Факторы, влияющие на вес и здоровье

Какие факторы влияют на вес и здоровье?

Многие факторы могут повлиять на ваш вес и привести к избыточному весу или ожирению. Некоторые из этих факторов могут мешать вам похудеть или избежать повторного набора веса, который вы потеряли.

Семейный анамнез и гены

Избыточный вес и ожирение, как правило, передаются по наследству, что позволяет предположить, что определенную роль могут играть гены. Ваши шансы на избыточный вес выше, если один или оба ваших родителя имеют избыточный вес или страдают ожирением. Ваши гены могут влиять на количество жира, которое вы храните в своем теле, и на то, где на вашем теле вы носите лишний жир.

Расовая или этническая принадлежность

Некоторые расовые и этнические меньшинства более склонны к ожирению. Уровень ожирения среди взрослых американцев самый высокий у афроамериканцев, за ними следуют латиноамериканцы/латиноамериканцы, а затем европеоиды. Это справедливо для мужчин и женщин. ⁴ Несмотря на то, что у мужчин и женщин американцев азиатского происхождения самый низкий уровень ожирения, ⁴ они все же могут быть подвержены риску заболеваний, связанных с ожирением, если у них много нездорового жира в области живота, даже если их индекс массы тела (ИМТ) ) ниже. ⁵

Возраст

Многие люди с возрастом набирают вес. Взрослые с нормальным ИМТ часто начинают набирать вес в молодом возрасте и продолжают набирать вес до 60–65 лет. Кроме того, дети, страдающие ожирением, с большей вероятностью будут иметь ожирение во взрослом возрасте.

Пол

В США ожирение чаще встречается у чернокожих или латиноамериканских женщин, чем у чернокожих или латиноамериканских мужчин. ⁴ Пол человека также может влиять на то, где в организме накапливается жир. Женщины склонны откладывать жир на бедрах и ягодицах. Мужчины обычно накапливают жир в области живота или живота. Лишний жир, особенно если он находится вокруг живота, может подвергнуть людей риску проблем со здоровьем, даже если они имеют нормальный вес.

Привычки в еде и физической активности

Привычки в еде и физической активности могут увеличить ваши шансы набрать избыточный вес и ожирение, если вы

• едите и пьете много продуктов и напитков с высоким содержанием калорий, сахара и жира
• пить много напитков с высоким содержанием добавленного сахара
• проводят много времени сидя или лежа и имеют ограниченную физическую активность

Место, где вы живете, работаете, играете и поклоняетесь

Место, где вы живете, работаете, играете и совершаете богослужения, может повлиять на ваши привычки в еде и физической активности, а также на доступ к здоровой пище и местам для занятий спортом.

Например, проживание в районе с большим количеством продуктовых магазинов может расширить ваш доступ к более качественным и менее калорийным продуктам. Жизнь в районе с большим количеством зеленых насаждений и мест для безопасной физической активности может побудить вас быть более физически активными.

Там, где вы работаете и посещаете богослужения, вам также может быть проще есть нездоровую и высококалорийную пищу. Торговые автоматы, кафетерии или специальные мероприятия на вашем рабочем месте или в месте отправления культа могут не предлагать здоровых и низкокалорийных вариантов. По возможности выбирайте более здоровые варианты и ограничивайте свои угощения небольшим кусочком пирога или торта.

Семейные привычки и культура

Семейные привычки в еде и образе жизни могут повлиять на ваш вес и здоровье. Некоторые семьи могут потреблять продукты и напитки с высоким содержанием жира, соли и добавленных сахаров или есть большое количество нездоровой пищи на семейных собраниях. Некоторые семьи также могут проводить много неактивного времени за просмотром телевизора, за компьютером или мобильным устройством вместо того, чтобы быть активными.

Ваша социальная, этническая или религиозная культура также может повлиять на ваш вес и здоровье из-за общих привычек в еде и образе жизни. Некоторые культуры могут потреблять продукты и напитки с высоким содержанием жира, соли и добавленных сахаров. Некоторые распространенные методы приготовления пищи, такие как жарка, могут привести к потреблению большого количества калорий. Регулярное употребление продуктов с высоким содержанием калорий, жиров и сахара может со временем привести к увеличению веса.

Недостаточно сна

Люди, которые не высыпаются, могут потреблять больше калорий и больше перекусывать. ⁶ Эксперты рекомендуют взрослым в возрасте от 18 до 64 лет спать от 7 до 9 часов в день, а взрослым в возрасте 65 лет и старше — от 7 до 8 часов в день. ⁷

Другие факторы

Другие факторы, которые могут привести к увеличению веса, включают

• определенные заболевания
• некоторые лекарства
• компульсивное переедание
• стресс

Что мешает некоторым людям похудеть?

Многие факторы могут затруднить похудение, в том числе

• ваши гены
• что и сколько вы едите
• отсутствие регулярной физической активности или малоподвижный образ жизни
• прием определенных лекарств
• наличие определенных заболеваний
• Трудности в управлении стрессом

Ссылки

Факторы, определяющие вес

Вес человека определяется множеством факторов, в том числе генетической предысторией, привычками в еде, скоростью метаболизма и общим уровнем активности.

• Гены. Гены влияют на массу тела, устанавливая основные параметры метаболической эффективности организма (эффективность, с которой организм сжигает калории). У полных людей, как правило, очень эффективный метаболизм; им требуется меньше топлива для бега, чем худым людям, и они запасают лишнее топливо в виде жира. Гены, управляющие метаболизмом, передаются по наследству. Если один из ваших родителей страдает ожирением, у вас в несколько раз больше шансов страдать ожирением, чем у кого-то, чьи родители имеют здоровый вес. Если оба ваших родителя страдают ожирением, вы сами подвергаетесь очень высокому риску ожирения. Какими бы мощными они ни были, гены лишь определяют тенденцию к более высокой или более низкой метаболической эффективности; они сами по себе не определяют, каким будет фактический обмен веществ в организме. Выбор образа жизни, такой как физические упражнения, также влияет на метаболизм человека и, следовательно, на его вес.

• Скорость метаболизма. Помимо генетики, уровень метаболизма людей во многом определяется их активностью. Нам говорят, что каждые десять лет после двадцатипятилетнего возраста наш метаболизм замедляется примерно на 10%. Хотя снижение метаболизма наблюдается с возрастом, такое снижение может быть больше связано с малоподвижным образом жизни, чем просто со старением. Мышечная ткань метаболически активна по сравнению с жиром, и поэтому наш уровень метаболизма в любой момент в значительной степени зависит от состояния нашей мышечной массы. Отсутствие активности ускоряет потерю мышечной ткани с течением времени, что замедляет метаболизм, делая почти уверенным, что вес будет набран. Активность, с другой стороны, уменьшает потерю мышечной массы или даже увеличивает мышечную массу с эффектом увеличения метаболизма и облегчения потери веса.

• Режимы питания. Привычки людей, связанные с едой, и культурные ожидания также являются важными факторами, определяющими их вес, влияя на типы и количество потребляемой пищи. Например, семьи, предпочитающие жирную и высококалорийную пищу (такую ​​как лазанья), подаваемую «по-семейному» (чтобы каждый мог есть столько, сколько хочет), подвержены большему риску съедать слишком много пищи и набирать вес, чем семьи, питающиеся меньшие порции нежирного мяса, тушеных овощей и коричневого риса. Точно так же семьи, которые подталкивают своих членов к еде или держат под рукой жирные закуски и десерты, подвергаются большему риску проблем с весом, чем семьи, которые пропагандируют разумные размеры порций и оставляют угощения для особых случаев. Скорость, с которой люди учатся есть, и осознанность, с которой они это делают, также важны. Люди, которые едят быстро, как правило, съедают больше, чем люди, которые едят медленно, поскольку вашему желудку требуется несколько минут, чтобы сообщить мозгу, что он полон. Быстрые едоки иногда заканчивают свои тарелки до того, как получают сообщение о наполненности желудка.

  Ожидание большего размера порции становится все более серьезной проблемой. Американцы восприняли ресторанную еду (как сидячую, так и еду на вынос) как удобное решение для приготовления пищи. Рестораны, в свою очередь, стали предлагать большие порции высококалорийной еды по низким ценам, чтобы привлечь клиентов. Со временем большие порции стали считаться нормальными и ожидаемыми, а общее количество потребляемой пищи увеличилось. Результатом стало увеличение веса.

• Упражнение. Упражнения являются важным компонентом программы здорового веса. Там, где генетика человека более или менее установлена ​​при зачатии, количество энергии, которое человек тратит на физическую активность, находится под произвольным контролем. Люди могут выбрать более активный образ жизни, и более активный образ жизни поможет им похудеть. Упражнения наращивают мышечную массу и сжигают жировые запасы. Мышцы очень метаболически активны. Увеличение мышечной массы за счет силовых тренировок повышает метаболизм (скорость, с которой организм сжигает калории), что облегчает похудение.