La gravité et le poids sont deux concepts impliqués dans la théorie de la physique du champ gravitationnel. Ces deux concepts sont souvent mal compris et utilisés dans un mauvais contexte. Cette situation est aggravée par le fait qu’au niveau ordinaire, les notions de masse (propriété de la matière) et de poids sont également perçues comme quelque chose d’identique. C'est pourquoi une bonne compréhension du poids et du poids est importante pour la science. Souvent, ces deux concepts presque similaires sont utilisés de manière interchangeable. Cet article donne un aperçu des concepts de base, de leurs manifestations, des cas particuliers, des similitudes et, enfin, de leurs différences.
Analyse des concepts de base:
gravité
La force dirigée sur un objet du côté de la planète Terre ou du côté d’une autre planète de l’Univers (tout corps astronomique au sens large) est la gravité. La force est une démonstration observable de la force de gravité. Il est exprimé numériquement par l'équationFth = mg (g = 9,8 m /c2) .
Cette force est appliquée à chaque microparticule du corps. Au niveau macro, cela signifie qu’elle s’applique au centre de gravité du corps, car les forces agissant séparément sur chaque particule peuvent être remplacées par la résultante de ces forces. Cette force est un vecteur, cherchant toujours à atteindre le centre de gravité de la planète. Par ailleurs, Ftyazh peut s'exprimer par la force de gravité entre deux corps, généralement de masse différente. Il y aura une connectivité inversement proportionnelle avec l'intervalle entre les objets en interaction dans le carré (selon la formule de Newton).
Dans le cas d’un corps dans un avion, il serasoit l’écart entre le corps et le centre de masse de la planète, qui est son rayon (R). En fonction de la hauteur du corps au-dessus de la surface, Fth et g changent à mesure que l'espace entre les objets liés augmente (R + h), où h indique la hauteur au-dessus de la surface. Cela implique la dépendance selon laquelle plus l'objet est haut au-dessus du niveau de la Terre, moins la force de gravité est faible et moins g.
Poids corporel, caractéristiques, comparaison avec la gravité
La force avec laquelle le corps agit sur un support ou une suspension verticale est appelée poids corporel(W) . C'est un vecteur, une valeur directionnelle. Les atomes (ou molécules) d’un corps sont repoussés par les particules de base, ce qui entraîne une déformation partielle du support et de l’objet, des forces élastiques et, dans certains cas, une modification de la forme du corps et du support au niveau macro. Il y a une force de réaction du support, parallèlement à la surface du corps apparaît également la force d'élasticité en réponse à la réaction du support - c'est le poids. Le poids corporel (W) est le vecteur opposé à la force de la réaction de support.
Cas particuliers, pour tous, l'égalitéest observée W = m (g-a) :
Le support est immobile dans le cas d’un objet placé sur la table ou il se déplace uniformément à une vitesse constante (a = 0). Dans ce cas, W = Ft.
Si le support accélère vers le bas, le corps accélère également vers le bas, alors W est inférieur à Fth et le poids est nul, si l'accélération est égale à l'accélération de la chute libre(avec g = a, W = 0)gravité zéro, le support se déplace avec l'accélération g et sera doncil n'y a pas de contraintes et de déformations différentes de la force mécanique de contact appliquée. En apesanteur, vous pouvez également venir en plaçant le corps à un point neutre entre deux masses gravitantes identiques ou en éloignant un objet d'une source de gravité.
Un champ gravitationnel homogène dans son essence ne peut pas causer de "stress" dans le corps, tout comme un corps qui bouge sous l'action de Ftyazh ne ressentira aucune accélération gravitationnelle et restera un corps sans poids et sans stress. Près d'un champ non uniforme (objets astronomiques massifs), un corps en chute libre sentira différentes forces de marée et le phénomène d'apesanteur sera absent, car différentes parties du corps vont accélérer de manière inégale et changer de forme.
Le support avec le corps en mouvement . L'équivalent de toutes les forces sera dirigé vers le haut. Par conséquent, la réaction F du support sera supérieure à F et à W et supérieure à F; cet état est appelé surcharge. La multiplicité de surcharge (K) - combien de fois l'ampleur du poids est plus Ftyazh. Cette valeur est prise en compte, par exemple, lors des vols spatiaux et de l'aviation militaire, car il est possible d'atteindre des vitesses importantes principalement dans ces zones.
La surcharge augmente la charge des organes humains, principalement le système musculo-squelettique et le cœur, principalement en raison de l'augmentation du poids du sang et des organes internes. La surcharge est également une valeur directionnelle et sa concentration dans l’organisme doit être prise en compte (le sang afflue aux jambes ou à la tête etetc.) Les surcharges admissibles jusqu’à une valeur de K ne dépassant pas dix.
Différences clés
- Ces forces sont appliquées à des "zones" inégales. Le poids est appliqué sur le centre de gravité de l'objet et sur le support ou la suspension.
- La différence réside dans l'essence physique: la force de gravité est une force de gravitation, le poids est de nature électromagnétique. En fait, le corps qui n'est pas sujet à la déformation par des forces extérieures est en apesanteur.
- Ftyazh et W peuvent différer par leur valeur quantitative et par leur direction, si l'accélération du corps n'est pas nulle, le corps est supérieur ou inférieur à la force de gravité, comme dans les cas précédents (si l'accélération est inclinée, alors W est dirigé vers accélération latérale).
- Poids corporel et gravité aux pôles de la planète et de l'équateur. Au pôle, un objet se trouvant sur la surface se déplace avec une accélération a = 0, puisqu'il se trouve sur l'axe de rotation; Fth et W coïncident donc. En considérant la rotation d'ouest en est à l'équateur, le corps apparaît comme une accélération centripète et la concentration de toutes les forces selon la loi de Newton sera dirigée vers le centre de la planète, dans la direction de l'accélération. La force de réaction du support opposé à la gravité sera également dirigée vers le centre de la terre, mais elle sera inférieure au poids F et le poids corporel sera en conséquence inférieur au poids F.
Conclusion
Au XXe siècle, les concepts d'espace et de temps absolus ont été remis en question. L’approche relativiste a mis non seulement tous les observateurs, mais également les déplacements ou les accélérations, sur la même base relative. Cela a conduit à des ambiguïtés sur ce queil s'agit de l'action de la gravité et du poids. Une échelle dans un ascenseur en accélération, par exemple, ne peut pas être distinguée d'une échelle dans un champ gravitationnel.
La force et le poids gravitationnels sont donc devenus essentiellement dépendants de l’observation et de l’observateur. Cela a provoqué un rejet du concept, considéré comme superflu dans des disciplines fondamentales telles que la physique et la chimie. Cependant, la représentation reste importante dans l'enseignement de la physique. L’ambiguïté introduite par la relativité a conduit, à partir des années 1960, à des discussions sur la manière de déterminer le poids, en choisissant entre définition nominale: force due à la gravité ou définition opérationnelle, déterminée directement par le pesage.
