Peso (fisico)

Questo articolo spiega il significato del peso in fisica. Lì troverai la definizione di peso, come viene calcolato il peso di un oggetto e qual è la differenza tra peso e massa. Infine, puoi allenarti con esercizi di bodybuilding passo dopo passo.

Cos’è il peso in fisica?

In fisica il peso di un corpo è la forza gravitazionale che agisce su detto corpo. In generale il concetto di peso si riferisce alla forza di gravità che la Terra esercita su un determinato oggetto, ma potrebbe riferirsi anche a quella di qualsiasi altro pianeta.

Quindi, poiché il peso è una forza, è un vettore con un modulo, una direzione, una direzione e un punto di applicazione. Di seguito vedremo come trovare il valore del peso, ma la direzione sarà sempre verticale, la direzione sarà verso il basso e il punto di applicazione corrisponderà al baricentro del corpo.

Come puoi vedere, in fisica bisogna distinguere tra peso e massa , perché il significato di questi due termini è abusato nella vita di tutti i giorni. Di seguito hai spiegato in dettaglio le differenze tra peso e massa di un corpo.

Il simbolo del peso in fisica è la lettera P, quindi la freccia che rappresenta la forza del peso di un corpo viene indicata accostando la lettera P.

Trattandosi di una forza, l’unità di misura del peso è il newton e si esprime con la lettera N. Ad esempio, il peso di una persona che pesa 50 kg è circa 490 N.

Come calcolare il peso in fisica

In fisica la formula per calcolare il peso di un corpo è uguale alla massa di detto corpo moltiplicata per la gravità della stella che esercita la forza gravitazionale. Pertanto, per calcolare la forza peso con cui un pianeta attrae un corpo, è necessario moltiplicare la massa del corpo per la gravità del pianeta.

Quindi, la formula utilizzata per calcolare il peso di un oggetto è:

Tieni presente che la gravità sulla Terra è 9,81 m/ ^s2 .

Per dimostrare la formula della forza peso partiremo dall’espressione algebrica che permette di calcolare la forza gravitazionale esercitata da qualsiasi corpo su qualsiasi altro corpo:

Tuttavia la formula della gravità è proprio la costante gravitazionale universale (G) moltiplicata per la massa dell’astro (M) divisa per il quadrato della distanza tra il centro dell’astro e la sua superficie (r ² ):

Pertanto, sostituendo un’espressione con un’altra, arriviamo alla formula del peso:

Differenza tra peso e massa

Peso e massa sono due concetti diversi in fisica. La massa è la quantità di materia posseduta da un corpo e si misura in chilogrammi (kg), mentre il peso è la forza gravitazionale che una stella esercita su un corpo e la sua unità di misura è il newton (N).

Ad esempio, una persona che pesa 70 kg ha un peso sulla Terra di 686,7 N. Tuttavia, il peso di questa stessa persona sulla Luna è di 113,4 N sebbene la sua massa rimanga la stessa.

Pertanto, quando chiediamo “Quanto pesi?” » Per conoscere la massa di qualcuno, dovremmo chiedere “Qual è la tua massa?” »

Un’altra differenza tra peso e massa è lo strumento necessario per misurare la proprietà. Il peso viene misurato utilizzando un dinamometro, mentre la massa viene misurata con una bilancia.

Inoltre, la massa è un numero semplice, ma il peso è un vettore perché è una forza. Pertanto, come ogni vettore, il peso ha una direzione, un significato, una grandezza e un punto di applicazione.

Esercizi con i pesi risolti

Esercizio 1

Calcola il peso sulla Terra di un oggetto la cui massa è 45 kg. Utilizzare il valore g=9,81 m/s ² come gravità terrestre.

Per determinare il peso di un oggetto è sufficiente applicare la formula corrispondente, ovvero:

Ora sostituiamo i dati della massa dell’oggetto e della gravità terrestre nella formula e calcoliamo il peso:

Esercizio 2

Il peso di un corpo sulla Terra è 650 N, qual è la massa equivalente di questo peso su Marte? Fatti: La gravità su Marte è di 3721 m/s ² .

Per risolvere questo problema fisico relativo al peso, dobbiamo utilizzare la formula spiegata sopra:

In questo caso, conosciamo il valore del peso e della gravità e vogliamo conoscere la massa del corpo, quindi risolviamo prima la massa dalla formula:

E infine, sostituiamo i dati nella formula per trovare la massa di un peso di 650 N su Marte:

Esercizio 3

Dato un corpo rigido di massa 12 kg sospeso a due funi i cui angoli sono rappresentati nella figura seguente, calcolare la forza che ciascuna fune deve esercitare per mantenere il corpo in equilibrio.

La prima cosa che dobbiamo fare per risolvere questo tipo di problema è disegnare il diagramma di corpo libero della figura:

Si noti che in realtà sono solo tre le forze che agiscono sul corpo sospeso, la forza del peso P e le tensioni delle corde T ₁ e T ₂ . Le forze rappresentate T _1x , T _1y , T _2x e T _2y sono le componenti vettoriali rispettivamente di T ₁ e T ₂ .

Quindi, conoscendo gli angoli di inclinazione delle corde, possiamo trovare le espressioni per le componenti vettoriali delle forze di tensione:

D’altra parte, possiamo calcolare la forza peso applicando la formula della forza gravitazionale:

La formulazione del problema ci dice che il corpo è in equilibrio, quindi la somma delle forze verticali e della somma delle forze orizzontali deve essere uguale a zero. Quindi possiamo stabilire le equazioni delle forze e ponerle uguali a zero:

Sostituiamo ora le componenti delle tensioni con le loro espressioni trovate in precedenza:

E, infine, risolviamo il sistema di equazioni per ottenere il valore delle forze T ₁ e T ₂ :

Pertanto l’insieme delle forze che agiscono sull’intero sistema sono:

La formulazione del problema ci dice che il sistema di forze è in equilibrio, quindi i due corpi devono essere in equilibrio. Da queste informazioni possiamo proporre le equazioni di equilibrio dei due corpi:

Ora applichiamo la formula della forza gravitazionale e semplifichiamo l’equazione:

Infine, sostituiamo i dati e risolviamo per la massa del corpo 1: