Gewicht (körperlich)

Dieser Artikel erklärt die Bedeutung des Gewichts in der Physik. Dort finden Sie die Definition von Gewicht, wie das Gewicht eines Gegenstandes berechnet wird und was der Unterschied zwischen Gewicht und Masse ist. Schließlich können Sie mit schrittweisen Bodybuilding-Übungen trainieren.

Was ist Gewicht in der Physik?

In der Physik ist das Gewicht eines Körpers die Gravitationskraft, die auf diesen Körper einwirkt. Im Allgemeinen bezieht sich der Begriff Gewicht auf die Schwerkraft, die die Erde auf ein bestimmtes Objekt ausübt, er könnte sich aber auch auf die Schwerkraft jedes anderen Planeten beziehen.

Da das Gewicht also eine Kraft ist, ist es ein Vektor mit einem Modul, einer Richtung, einer Richtung und einem Angriffspunkt. Unten sehen wir, wie man den Gewichtswert ermittelt, aber die Richtung wird immer vertikal sein, die Richtung wird nach unten zeigen und der Angriffspunkt wird dem Schwerpunkt des Körpers entsprechen.

Wie Sie sehen, müssen wir in der Physik zwischen Gewicht und Masse unterscheiden , da die Bedeutung dieser beiden Begriffe im Alltag falsch verwendet wird. Nachfolgend haben Sie die Unterschiede zwischen Gewicht und Masse eines Körpers ausführlich erläutert.

Das Symbol für Gewicht in der Physik ist der Buchstabe P, daher wird der Pfeil, der die Gewichtskraft eines Körpers darstellt, durch den Buchstaben P daneben angezeigt.

Da es sich um eine Kraft handelt, ist die Maßeinheit für das Gewicht das Newton und wird durch den Buchstaben N ausgedrückt. Beispielsweise beträgt das Gewicht einer 50 kg schweren Person etwa 490 N.

Wie berechnet man das Gewicht in der Physik?

In der Physik ist die Formel für das Gewicht eines Körpers gleich der Masse dieses Körpers multipliziert mit der Schwerkraft des Sterns, der die Gravitationskraft ausübt. Um die Gewichtskraft zu berechnen , mit der ein Planet einen Körper anzieht, muss daher die Masse des Körpers mit der Schwerkraft des Planeten multipliziert werden.

Die Formel zur Berechnung des Gewichts eines Objekts lautet also:

Bedenken Sie, dass die Schwerkraft auf der Erde 9,81 m/ ^s2 beträgt.

Um die Formel für die Gewichtskraft zu demonstrieren, gehen wir von dem algebraischen Ausdruck aus, der es uns ermöglicht, die Gravitationskraft zu berechnen, die ein Körper auf einen anderen Körper ausübt:

Die Formel für die Schwerkraft ist jedoch genau die universelle Gravitationskonstante (G), multipliziert mit der Masse des Himmelskörpers (M), dividiert durch das Quadrat des Abstands zwischen dem Mittelpunkt des Himmelskörpers und seiner Oberfläche (r ² ):

Indem wir also einen Ausdruck durch einen anderen ersetzen, erhalten wir die Gewichtsformel:

Unterschied zwischen Gewicht und Masse

Gewicht und Masse sind zwei verschiedene Konzepte in der Physik. Masse ist die Menge an Materie, die ein Körper hat, und wird in Kilogramm (kg) gemessen, während Gewicht die Gravitationskraft ist, die ein Stern auf einen Körper ausübt, und seine Maßeinheit das Newton (N) ist.

Beispielsweise hat eine Person mit einem Gewicht von 70 kg auf der Erde ein Gewicht von 686,7 N. Das Gewicht derselben Person auf dem Mond beträgt jedoch 113,4 N, obwohl ihre Masse gleich bleibt.

Wenn wir also fragen: „Wie viel wiegen Sie?“ » Um die Masse einer Person zu kennen, sollten wir eigentlich fragen: „Wie groß ist Ihre Masse?“ »

Ein weiterer Unterschied zwischen Gewicht und Masse ist das Instrument, das zur Messung der Eigenschaft benötigt wird. Das Gewicht wird mit einem Dynamometer gemessen, während die Masse mit einer Waage gemessen wird.

Außerdem ist die Masse eine einfache Zahl, aber das Gewicht ist ein Vektor, weil es eine Kraft ist. Somit hat das Gewicht wie jeder Vektor eine Richtung, eine Bedeutung, eine Größe und einen Angriffspunkt.

Gewichtsübungen gelöst

Übung 1

Berechnen Sie das Gewicht eines Objekts mit einer Masse von 45 kg auf der Erde. Verwenden Sie den Wert g=9,81 m/s ² als Erdanziehungskraft.

Um das Gewicht eines Objekts zu bestimmen, wenden Sie einfach die entsprechende Formel an:

Nun setzen wir die Daten der Masse des Objekts und der Schwerkraft der Erde in die Formel ein und berechnen das Gewicht:

Übung 2

Das Gewicht eines Körpers auf der Erde beträgt 650 N. Wie groß ist die entsprechende Masse dieses Gewichts auf dem Mars? Fakten: Die Schwerkraft auf dem Mars beträgt 3721 m/s ² .

Um dieses physikalische Gewichtsproblem zu lösen, müssen wir die oben erläuterte Formel verwenden:

In diesem Fall kennen wir den Wert von Gewicht und Schwerkraft und möchten die Masse des Körpers wissen, also lösen wir die Masse zunächst anhand der Formel:

Und schließlich setzen wir die Daten in die Formel ein, um die Masse eines 650-N-Gewichts auf dem Mars zu ermitteln:

Übung 3

Berechnen Sie anhand eines starren Körpers mit einer Masse von 12 kg, der an zwei Seilen aufgehängt ist, deren Winkel in der folgenden Abbildung dargestellt sind, die Kraft, die jedes Seil ausüben muss, um den Körper im Gleichgewicht zu halten.

Um diese Art von Problem zu lösen, müssen wir zunächst das Freikörperdiagramm der Figur zeichnen:

Beachten Sie, dass tatsächlich nur drei Kräfte auf den schwebenden Körper wirken, die Kraft des Gewichts P und die Spannungen der Saiten T ₁ und T ₂ . Die dargestellten Kräfte T _1x , T _1y , T _2x und T _2y sind die Vektorkomponenten von T ₁ bzw. T ₂ .

Da wir also die Neigungswinkel der Saiten kennen, können wir die Ausdrücke für die Vektorkomponenten der Zugkräfte finden:

Andererseits können wir die Gewichtskraft berechnen, indem wir die Gravitationskraftformel anwenden:

Die Problemstellung besagt, dass sich der Körper im Gleichgewicht befindet, sodass die Summe der vertikalen Kräfte und die Summe der horizontalen Kräfte gleich Null sein müssen. Wir können also die Kraftgleichungen aufstellen und sie gleich Null setzen:

Wir ersetzen nun die Komponenten der Spannungen durch ihre zuvor gefundenen Ausdrücke:

Und schließlich lösen wir das Gleichungssystem, um den Wert der Kräfte T ₁ und T ₂ zu erhalten:

Die Kräfte, die auf das gesamte System wirken, sind also:

Die Problemstellung sagt uns, dass das Kräftesystem im Gleichgewicht ist, also müssen sich die beiden Körper im Gleichgewicht befinden. Aus diesen Informationen können wir die Gleichgewichtsgleichungen der beiden Körper vorschlagen:

Nun wenden wir die Gravitationskraftformel an und vereinfachen die Gleichung:

Schließlich ersetzen wir die Daten und ermitteln die Masse von Körper 1: