Aktivita 1. Hmotnosť a váha telies
Explore the textual information below:
Hmotnosť (m) je množstvo hmoty v telese. Čím viac hmoty obsahuje teleso, tým je jeho hmotnosť väčšia. Meria sa v gramoch a kilogramoch. Je to konštantná veličina a nemení sa s miestom. Napríklad predmet s hmotnosťou 1 kilogram na Zemi bude mať rovnakú hmotnosť na Mesiaci a na ktoromkoľvek inom mieste vo vesmíre. Čím väčšia je hmotnosť objektu, tým väčšia sila je potrebná na jeho zrýchlenie alebo zastavenie.
Váha (G) je fyzikálna veličina definujúca gravitačnú silu, ktorou je teleso s danou hmotnosťou priťahované k stredu iného telesa s väčšou hmotnosťou. Hmotnosť akéhokoľvek telesa predstavuje hmotnosť telesa a gravitačnú silu pôsobiacu na toto teleso. Alebo inak povedané, hmotnosť je mierou gravitačnej sily pôsobiacej na objekt. Hmotnosť je sila, a preto sa meria v newtonoch (N).
Na rozdiel od hmotnosti nie je váha konštantná veličina a môže sa meniť v závislosti od toho, kde sa objekt vo vesmíre nachádza, t. j. závisí od sily gravitačného poľa. Napríklad to isté teleso bude na Mesiaci vážiť menej ako na Zemi, pretože gravitácia (g) na Mesiaci je slabšia ako na Zemi.
Hmotnosť a váha sú dva rôzne, ale súvisiace pojmy. Podľa druhého Newtonovho zákona je váha úmerná hmotnosti telesa a zrýchleniu voľného pádu (g) a vyjadruje sa vzorcom G = m.g
To znamená, že čím väčšia je hmotnosť telesa, tým väčšia je jeho váha pri danom zrýchlení voľného pádu.
Príklad: Na objasnenie rozdielu medzi hmotnosťou a váha uvažujme astronauta, ktorý sa čoskoro vydá na misiu na Mesiac. Kým je astronaut ešte na Zemi, jeho nameraná hmotnosť je 100 kg. Pri gravitácii Zeme 9,8 m/s2 by astronautova váha bola 980 N.
Po pristátí na Mesiaci bude astronautova hmotnosť stále 100 kg. Gravitačné zrýchlenie Mesiaca je však len 1,6 m/s2, takže astronautova váha bude 162 N.
Otázky a úlohy, ktoré sa majú vykonať
Každé teleso v našej slnečnej sústave má inú hmotnosť a iný polomer (t. j. veľkosť). Preto je na povrchu každého telesa iné gravitačné zrýchlenie.
1. Pozrite si obrázky a tabuľku, v ktorej sú uvedené údaje o jednotlivých planétach našej slnečnej sústavy.
Zdroj: https://k8schoollessons.com/wp-content/uploads/2013/05/solar-system.jpg
Zdroj: https://www.pixelstalk.net/wp-content/uploads/2016/08/3D-Solar-System-Wallpaper-620×467.jpg
|
hmotnosť m (kg) |
polomer
r (km) |
gravitačné zrýchlenie
g (m/s2) |
hmotnosť osoby G (N) |
|
| Mesiac | 7,342 . 1022 | 1 737 | 1,62 | 129,85 |
| Merkúr | 3,301 . 1023 | 2 440 | 3,7 | 296,0 |
| Venuša | 4,8675 . 1024 | 6 052 | 8,87 | 709,6 |
| Zem | 5,9742 . 1024 | 6 378 | 9,81 | 784,8 |
| Mars | 6,4171 . 1023 | 3 390 | 3,72 | 297,6 |
| Jupiter | 1,8982 . 1027 | 69 911 | 24,79 | |
| Saturn | 5,6834 . 1026 | 58 232 | 10,44 | 835,2 |
| Urán | 8,6810 . 1025 | 25 362 | 8,87 | 709,6 |
| Neptún | 1,024 . 1026 | 24 622 | 11,15 | 892,0 |
- Na základe údajov v tabuľke odpovedzte na otázky a vyriešte problémy.
Otázky a úlohy:
1. Ktorá planéta slnečnej sústavy má najväčšiu hmotnosť?
2. Ktorá planéta v slnečnej sústave má najmenšiu hmotnosť?
3. Ktorá planéta v slnečnej sústave je najväčšia?
4. Ktorá je najmenšia planéta v slnečnej sústave?
5. Ktoré teleso má najmenšie tiažové zrýchlenie na povrchu?
6. Ktoré teleso má najväčšie gravitačné zrýchlenie na povrchu?
7. Koľkokrát menšie je gravitačné zrýchlenie na povrchu Mesiaca?
8. Vypočítajte hmotnosť človeka na povrchu Jupitera.
9. Diskutujte o vplyve hmotnosti telesa na veľkosť tiažového zrýchlenia jeho povrchu.
- Dokončite interaktívne cvičenie:
