Siła ciężkości, masa i ciężar ciała

Fizyka

Zestaw wyjaśnia, czym jest siła ciężkości, czym różni się masa od ciężaru ciała oraz jak korzystać ze wzoru $F_g = m \cdot g$ . Znajdziesz tu fiszki, pytania i krótką notatkę z przykładami z życia codziennego oraz najważniejszymi jednostkami.

8 fiszek16 pytań · 2 etapynotatkaSzkoła podstawowa

Pobierz test do druku

1.siła ciężkości

Siła, z jaką Ziemia przyciąga ciało. Działa pionowo w dół, ku środkowi Ziemi. Jest to jedna z sił, które możemy zaznaczać jako wektor.

2.masa

Wielkość fizyczna mówiąca o ilości materii w ciele i o jego bezwładności. Masę oznaczamy literą $m$ , a jej jednostką jest kilogram $kg$ . Masa ciała nie zmienia się przy przenoszeniu go z miejsca na miejsce.

3.ciężar ciała

W szkole podstawowej ciężar ciała rozumiemy jako siłę ciężkości działającą na to ciało. Ciężar zależy od masy ciała i wartości przyspieszenia grawitacyjnego.

4.przyspieszenie grawitacyjne

Wielkość oznaczana literą $g$ . W pobliżu powierzchni Ziemi przyjmuje się zwykle wartość około $10 \frac{N}{kg}$ lub w przybliżeniu $10 \frac{m}{s^2}$ . Dzięki niemu możemy obliczyć siłę ciężkości.

5.wzór na siłę ciężkości

Siłę ciężkości obliczamy ze wzoru $F_g = m \cdot g$ , gdzie $F_g$ to siła ciężkości, $m$ to masa, a $g$ to przyspieszenie grawitacyjne.

6.niuton

Jednostka siły. Oznaczamy ją literą $N$ . W niutonach podajemy między innymi ciężar ciała i inne siły działające na przedmioty.

7.kilogram

Podstawowa jednostka masy. Oznaczamy ją symbolem $kg$ . Nie służy do podawania siły.

8.bezwładność

Właściwość ciała związana z masą. Im większa masa, tym trudniej zmienić stan ruchu ciała, czyli trudniej je rozpędzić, zatrzymać lub zmienić kierunek ruchu.

Notatka

Co to jest siła ciężkości

Siła ciężkości to siła, z jaką Ziemia przyciąga ciało. Działa na każdy przedmiot mający masę: na książkę, piłkę, człowieka i kroplę deszczu. To właśnie przez tę siłę przedmioty spadają na ziemię, a my nie unosimy się w powietrzu.

Siła ciężkości działa pionowo w dół, czyli w stronę środka Ziemi. Jest to siła, więc podajemy ją w niutonach $N$ . W zadaniach często oznacza się ją symbolem $F_g$ .

W fizyce ważne jest odróżnianie pojęć. Nie każda wielkość związana z ciałem jest siłą. Dlatego trzeba uważać, by nie mylić siły ciężkości z masą.

Ważne

Siła ciężkości jest siłą, więc jej jednostką jest $N$ , a nie $kg$ .

Masa a ciężar ciała

Masa to wielkość fizyczna, która mówi, ile materii ma ciało oraz jak duża jest jego bezwładność. Oznaczamy ją literą $m$ , a mierzymy w kilogramach $kg$ . Gdy przeniesiesz plecak z klasy do domu, jego masa się nie zmieni.

Ciężar ciała w szkolnym ujęciu to po prostu siła ciężkości działająca na to ciało. Oznacza to, że ciężar jest siłą i podajemy go w niutonach. Częsty błąd polega na mówieniu, że masa i ciężar to to samo. To nieprawda.

Łatwo zauważyć różnicę w praktyce. Dwie butelki mogą mieć różną masę, więc Ziemia przyciąga je z różną siłą. Butelka o większej masie ma też większy ciężar.

masa: wielkość fizyczna, jednostka $kg$
ciężar: siła, jednostka $N$
większa masa zwykle oznacza większy ciężar

Zapamiętaj

Masa to nie ciężar. Masa jest w $kg$ , a ciężar w $N$ .

Wzór na siłę ciężkości

Siłę ciężkości obliczamy ze wzoru $F_g = m \cdot g$ . W tym wzorze $F_g$ oznacza siłę ciężkości, $m$ oznacza masę ciała, a $g$ to przyspieszenie grawitacyjne.

W pobliżu powierzchni Ziemi najczęściej przyjmujemy, że $g \approx 10 \frac{N}{kg}$ . Dzięki temu obliczenia są proste. Jeśli ciało ma masę $3 kg$ , to jego siła ciężkości wynosi $3 \cdot 10 = 30 N$ .

Ze wzoru widać ważną zależność: gdy masa rośnie, to siła ciężkości też rośnie. Jeśli masa wzrośnie dwa razy, to przy tym samym $g$ siła ciężkości także wzrośnie dwa razy.

Przykład

Dla jabłka o masie $0{,}2 kg$ siła ciężkości wynosi około $0{,}2 \cdot 10 = 2 N$ .

Masa i bezwładność w życiu codziennym

Bezwładność to cecha ciała związana z jego masą. Im większa masa, tym trudniej zmienić ruch ciała. Dlatego łatwiej ruszyć pusty wózek sklepowy niż pełny, a lekką piłkę łatwiej kopnąć niż ciężką kulę.

Masa nie mówi tylko o tym, jak „dużo czegoś jest”, ale także o tym, jak ciało reaguje na działanie sił. Ciało o dużej masie trudniej rozpędzić, zatrzymać albo zmienić jego kierunek ruchu.

To pokazuje, że masa jest bardzo ważną wielkością fizyczną. Nie zależy od tego, czy ciało stoi, jedzie czy spada. Zmienia się sposób ruchu, ale sama masa pozostaje taka sama.

Jak nie popełniać typowych błędów

Podczas rozwiązywania zadań trzeba zawsze sprawdzać, o jaką wielkość pytają. Jeśli pytanie dotyczy masy, wynik podajemy w $kg$ . Jeśli pytanie dotyczy siły ciężkości albo ciężaru, wynik podajemy w $N$ .

Warto też pamiętać, że siłę można mierzyć siłomierzem. Taki przyrząd pokazuje wartość siły w niutonach. Z kolei masę często odczytujemy na wadze, ale w zadaniach fizycznych trzeba rozumieć, czy mówimy o masie, czy o sile.

Najczęstsze pomyłki to:

zamiana jednostek $kg$ i $N$
mylenie masy z ciężarem
zapominanie o użyciu wzoru $F_g = m \cdot g$
podstawianie złej wartości $g$

Gdy zachowasz porządek w oznaczeniach i jednostkach, zadania o sile ciężkości staną się proste i przewidywalne.

Pobierz notatkę (PDF)

Quizy w tym zestawie

16 pytań w 2 etapach — odblokujesz je po dodaniu zestawu

Podobne zestawy

Budowa SłońcaFizyka · 12 fiszek · uczy się 2

Wielki wybuch i powstanie WszechświataFizyka · 10 fiszek · uczy się 2

Wielkości wektorowe i skalarneFizyka · 8 fiszek · uczy się 1

Refrakcja i soczewki – podstawy optykiFizyka · 24 fiszek · uczy się 2

Pomiary i niepewność pomiarowaFizyka · 14 fiszek · uczy się 1

Dualizm falowo-korpuskularny światłaFizyka · 10 fiszek · uczy się 1

Zobacz wszystkie fiszki z fizyki