重量

物体的重量(或某一物质量的重量)是衡量当地引力场对该物体施加的的强度。重量不应该与相关但完全不同的质量概念相混淆。对于地球上的小物体来说,重量的作用力是朝向地球中心的。对于较大的物体,如围绕地球运行的月球,力则指向组合系统的质量中心。

在普通语言中,物体的重量通常被理解为在地球表面或附近测量的数值。遗憾的是,描述物体重量的常用术语是质量单位,如公斤。在人类历史上,几乎所有的重量都是在地球表面测量的。在这里,重量与质量成正比。具有相同质量的物体具有相同的重量。一个物体的质量是另一个物体的两倍,其重量也是另一个物体的两倍。因此,通常的做法是使用质量和重量这两个词,好像它们的意思是一样的,并使用千克和磅作为质量和重量的单位。使用相同的术语来描述和测量这两种不同的属性,导致了质量和重量这两种属性之间的混淆。质量和重量不是一回事。

重量单位

国际单位制中的重量单位是牛顿,用符号"N"表示。

其他单位过去一直在使用,但已被放弃,如迪恩(旧的CGS系统中的力的单位)或公斤力,这是一个"标准"地球对一公斤物质施加的力:一个质量为1公斤的物体在海平面上的重量约为9.81牛顿。

测量重量

物体或物质的重量通常用弹簧秤等仪器测量。该秤包括一个弹簧,它提供一个力来对抗被称量物体的重力。重力向下拉,弹簧向上推或拉。通常,秤的读数不是给出重量(这是一个力),而是给出物体的质量。弹簧秤是在假设它们是在地球表面使用的情况下制作的。如果把弹簧秤带到月球上,它的读数会产生误导。

天平式体重秤是一种比较两个物体在同一引力场中重量的装置:它能确定一个物体比另一个物体重还是轻。

重量是可变的

重量不是物质的本质属性,因为产生力的局部引力场称为重量,在空间和时间上是变化的。

  • 由于地球的吸引力随到中心距离的平方而减小,所以物体的重量在高空(如山顶)比在海平面略小,或在赤道比在两极略小(因为地球略微隆起)。
  • 地球上的一个任意物体也会受到所有其他天体的吸引,例如月球。因此,月球在头顶时,其重量将小于地球另一边的月球。
  • 重量的定义并不只针对地球。宇航员在月球表面的重量是地球表面的6倍。
  • 失重是宇航员或卫星在围绕行星的轨道上所经历的一种表面状况。实际上,他们的重量(引力)是使他们保持在轨道上的力量。轨道上的物体以非常高的速度飞行。对于在地球上空300-500公里处运行的卫星来说,这个速度大约是27,000公里/小时。如果没有地球的引力,它们会直线飞走。引力使它们向地球坠落。高侧向速度和对地球中心的持续拉力相结合,使它们的路径弯曲,从而保持在轨道上。

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问题和答案

问:什么是物体的重量?
答:物体的重量是当地引力场施加在该物体上的力的强度的量度。

问:重量与质量有何不同?
答:重量不应与质量混淆,因为重量是物体所受重力的量度,而质量是物体所含物质的量度。

问:对于地球上的小物体,重量力指向哪里?
答:对于地球上的小物体,重力指向地球中心。

问:对于较大的物体(如绕地球运行的月球),重力指向哪里?
答:对于较大的物体,如绕地球运行的月球,重力指向组合系统的质心。

问:是什么导致了质量和重量的混淆?
答:使用相同的术语来描述和测量这两种不同的性质,导致了质量和重量之间的混淆。

问:质量和重量是一回事吗?
答:质量和重量不是一回事。

问:质量相同的物体重量相同吗?
答:质量相同的物体重量相同。一个物体的质量是另一个物体的两倍,它的重量也是另一个物体的两倍。

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