massa vs. Paino-massan ja painon ero
massan ja painon ero on kappaleen ainemäärän mitta, kun taas paino on painovoiman vaikutuksen mitta kyseiseen massaan. Toisin sanoen painovoima aiheuttaa massalle painon. Massan ja painon suhde on yksinkertainen yhtälö:
W = M * g
tässä W on paino, massa on massa, ja g on painovoima
ihmiset käyttävät usein sanoja ”massa” ja ”paino” vaihdellen, koska painovoima on melko vakio maapallolla, joten heidän arvojensa välillä ei ole eroa. Mutta, jos verrataan painoa maan eri paikkaan, kuten kuu, voit saada eri arvot. Massanne kuussa pysyisi samana, mutta painonne olisi erilainen, koska painovoiman aiheuttama kiihtyvyys on siellä erilainen.
massan ja painon ero
massan ja painon välillä on useita eroja.
massa on aineen luontainen ominaisuus. Se ei muutu sen mukaan, missä sen mittaa. Se on skalaariarvo, eli sillä on suuruus, mutta siihen ei liity suuntaa. Kappaleen massa ei ole koskaan nolla. Massaa mitataan tavallisella tasapainolla maapallolla tai inertiaalitasapainolla avaruudessa.
paino riippuu painovoiman vaikutuksesta, joten se voi muuttua riippuen siitä, missä sitä mitataan. Painovoiman puuttuessa paino voi olla nolla. Koska paino on voima, se on vektori. Sillä on sekä suuruus että suunta. Paino mitataan jousitasapainolla.
| massa on aineen ominaisuus. Kappaleen massa on sama kaikkialla. | paino riippuu painovoiman vaikutuksesta. Paino kasvaa tai laskee suuremman tai pienemmän painovoiman myötä. |
| kappaleen massa ei voi koskaan olla nolla. | paino voi olla nolla, jos mikään painovoima ei vaikuta kappaleeseen, kuten avaruudessa. |
| massa ei muutu sijainnin mukaan. | paino vaihtelee sijainnin mukaan. |
| massa on skalaarisuure. Sillä on magnitudia. | paino on vektorisuure. Sillä on suuruus ja suunta. Suunta on kohti maan keskustaa tai muuta painovoimakaivoa. |
| massa voidaan mitata tavallisella vaa ’ alla. | paino mitataan jousitasapainolla. |
| massa mitataan grammoina (g) ja kilogrammoina (kg). | paino mitataan Newtoneina (N). |
Massayksiköt ja paino
paino mitataan yleensä grammoina, kilogrammoina, unsseina ja paunoina. Teknisesti grammat (g) ja kilogrammat (kg) ovat massayksikköjä. Voiman SI-yksikkö on Newton (N), jonka massa on 1 kg ja voima 9,8 n maapallolla. Yhdysvaltain voimayksikkö on Pauna (lb), kun taas massan yksikkö on jotain nimeltään etana. Pauna on voima, joka tarvitaan 1 etanan massan liikuttamiseen nopeudella 1 ft / s2. Yhden etanan paino on 32,2 kiloa.
vaikka on hienoa käyttää kiloja ja kilogrammoja vaihdellen useimpiin käytännön tarkoituksiin, tieteessä on parasta käyttää kilogrammoja massana ja Newtoneja voimana.
massa vs. painotoiminta
Paino hississä
yksi yksinkertainen toiminto, jolla näkee massan ja painon eron, on punnita itsensä hississä. Digitaalinen asteikko toimii parhaiten, koska on helpompi nähdä painon muutos, kun hissi nousee (kiihtyvyys lisää painovoimaa) ja laskeutuu (negatiivinen kiihtyvyys, joka vähentää painovoiman vaikutusta). Luokkahuoneessa toimintaa, ensin oppilaita punnita itsensä (tai esine) mittakaavassa ja keskustella siitä, onko arvo he saavat on massa, paino, tai onko sillä väliä. Seuraavaksi, pyydä heitä tekemään ennusteita siitä, mitä tapahtuu hississä ja suorittaa kokeen testata hypoteesi.
voi olla haastavaa tutkia massan ja painon eroa maapallolla, koska painovoima on kaikkialla ympärillämme. Onneksi kansainvälisen avaruusaseman (ISS) astronautit tekivät kokeita, jotka täydentävät toimintaa maassa. Seuraa videon mukana ja vertaa, mitä mikrogravitaatiossa tapahtuu verrattuna maahan.
painon mittaaminen kuminauhoilla
esineiden painoja voi vertailla ripustamalla ne kuminauhoista. Maapallolla painovoima vaikuttaa raskaampaan kappaleeseen enemmän kuin kevyempään ja venyttää kuminauhaa edelleen. Ennakoi, mitä tapahtuu, kun raskaat ja kevyet esineet ripustetaan kuminauhoista ISS: lle. Minkä muodon kuminauha ottaa? Odotatko, että kuminauha reagoi raskaaseen esineeseen eri tavalla kuin kevyeen esineeseen?
massa-autot
helpoin tapa tutkia massaa maapallolla on tehdä kokeita, jotka liikkuvat pikemminkin vaakasuunnassa kuin pystysuunnassa. Tämä johtuu siitä, että kappaleet eivät voi muuttaa sijaintiaan painovoiman vaikutuksesta. Rakenna ”massa-auto” ja käytä ilmapumppua massan kiihdyttämiseen telojen yli tai vähäkitkaisella radalla. Muuta auton massaa, tee ennustus siitä, miten tämä muuttaa sitä, kuinka pitkälle auto rullaa, ja suorita koe hypoteesin testaamiseksi. Voit piirtää kuvan siitä, kuinka kaukana auto liikkuu massaansa verrattuna. Ennustaa, onko tulokset ovat erilaisia avaruudessa ja käyttää ISS kokeen päästä päätökseen.
kiihdyttävä massa mittanauhalla
Jos massavaunua ei saa rakennettua tai ilmapumppua hankittua, voi kiihdytys kohdistua sisäänvedettävällä mittanauhalla esineeseen. Tee tämä vetämällä mittanauha metrin tai metrin ja kiinnittämällä Pää esineeseen. Kiinnitä tai pidä mittanauha ja vedä nauha takaisin painamalla painiketta. Kestääkö nauhan vetäminen painavammalla esineellä yhtä paljon aikaa kuin kevyemmällä? Mitä tämä kertoo mittanauhan tuottamasta kiihtyvyydestä? Pyydä oppilaita tekemään ennusteita ja selittämään tuloksia. Tee ennuste siitä, mitä ISS: llä tapahtuu ja katso, oletko oikeassa.
- Galili, Igal (2001). ”Paino versus Gravitational Force: Historical and Educational Perspectives.”International Journal of Science Education. 23(1): 1073-1093.
- Gat, Uri. (1988). ”Massan paino ja painon sotku.”Teknisen terminologian standardointi: periaatteet ja käytäntö. ASTM. 2: 45-48.
- Hodgman, Charles D., toimittaja. (1961). Handbook of Chemistry and Physics (44.). Chemical Rubber Co. 3480-3485.
- Knight, Randall Dewey (2004). Fysiikka tiedemiehille ja insinööreille: strateginen lähestymistapa. Pearson.
- Morrison, Richard C. (1999). ”Paino ja vakavuus-johdonmukaisten määritelmien tarve.”Fysiikan Opettaja. 37(1).