Вопрос навеян спорами вокруг ответов на некоторые вопросы этого проекта. Поскольку в ТЕХ вопросах, в основном отвечали и спорили дилетанты вроде меня, то хотелось бы, кроме мнения дилетантов, узнать и мнения профессиональных физиков в ответах на ЭТОТ вопрос. Желательно, что бы физики оговаривали бы в ответах свою принадлежность к данной науке, что бы было понятно, какое же мнение является мнением знатока. Конечно же, и дилетанты вроде меня могут высказать свою точку зрения, но все же не хочется плодить наши дилетантские мысли типа:
«Вес — это сила, с которой тела притягиваются к Земле»,
«Вес тела всегда равен силе тяжести»,
«Вес тела есть всегда в соответствии с законом всемирного тяготения»,
«Но, под воздействием своего веса она (МКС) падает на поверхность Земли»,
«Но, невесомости в космосе нет, вес есть всегда»,
или вот еще перл «превосходящий» все ранее сказанные «Посчитал еще ради интереса, что если прыгнуть строго на запад, то весить буду во время прыжка на 5 грамм меньше, а на восток на пять грамм больше))»
Суть вопроса сводится к следующему: « Насколько верно сегодня увязывать понятие «вес» только с силой тяжести». И в школе и, например, в Википедии вес определяется примерно так: « Вес-сила воздействия тела на опору (или подвес, или другой вид крепления), возникающая в поле сил тяжести». Полагаю, что такое определение веса было допустимым до начала ХХ века. Но ведь уже первые полеты самолетов практически показали, что вес зависит не только от силы тяжести. Ну, а сегодня буквально каждый старт ракеты в космос убеждает нас в этом. В самом деле, во время подъема ракеты носителя космонавты испытывают многократные перегрузки. Т.е. начинают ВЕСИТЬ во много раз больше, нежели перед стартом. И лишь одно g из всех перегрузок вызвано силой тяжести. Остальные 3 – 5g вызваны исключительно ускоренным движением ракеты. И не будь при старте силы тяжести, то эти трех-пяти кратные перегрузки все равно бы были. И, следовательно, космонавты ВЕСИЛИ бы в 3-5 раз больше, чем в поле тяжести до старта. Так причем же, в общем случае, сила тяжести? Не пришло ли время определять «вес» для общего случая и лишь, как частный случай упоминать о весе, вызванном силой тяжести.
подробнее о бонусах
бонус за лучший ответ (выдан): 100 кредитов
тэги:
вес,
невесомость,
сила тяжести
категория:
наука и техника
ответить
комментировать
в избранное
6 ответов:
старые выше
новые выше
по рейтингу
2
Грустный Роджер
[194K]
1 неделю назад
Вот что по этому поводу говорить Большая Российская энциклопедия (источник, согласимся, не менее авторитетный, чем Википедия или любой из тут тусующихся):
Как по мне, тут всё объяснено исчерпывающим образом. Для неподвижного (относительно Земли) тела вес, да, равен силе притяжения (mg), потому что для неподвижного тела все действующие на него силы уравновешивают друг друга, в частности, сила притяжения уравновешивается реакцией опоры. Если тело движется — его запустили на орбиту или сунули в центрифугу, — то вес уже не равен силе притяжения. Но в любом случае вес есть характеристика взаимодействия тела и опоры, а не тела и Земли.
Если реакции опоры нет (тело падает с крыши вниз или мотается на орбите), то нет и веса (невесомость).
автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
в избранное
ссылка
отблагодарить
bk.ru
[7.3K]
Уважаемый Роджер, из Вашего заявления (точнее из приведенного Вами определения) делаю вывод, что в той области пространства, где сумма гравитационных сил равна нулю (сила тяжести отсутствует), или близка к нему, силу давления тела на опору в корабле, движущемся с ускорением, нельзя называть весом. А как тогда называть эту силу? Если это все же вес, то зачем же сегодня непременно увязывать вес ТОЛЬКО с полем тяготения, совсем не упоминая ускоренное движение.
— 1 неделю назад
Грустный Роджер
[194K]
Вывод неверен.
— 1 неделю назад
bk.ru
[7.3K]
Если исходить из определения, данного в упомянутой энциклопедии, то, вероятно, надо признать, что этот источник НЕ БОЛЕЕ «… авторитетный, чем Википедия или любой из тут тусующихся». Ну хотя бы потому, что, например, в школе решают задачу, типа: «Сколько будет весить на дне бассейна стальной шар с известным радиусом?» А Архимедову силу атмосферы тоже порой приходится учитывать при определении веса. Из всего этого следует, что и определение приведенное в энциклопедии, так же опирается на силу тяжести (да еще если вспомнить упоминание свободного падения), наличие которой для возникновения веса не обязательно. Так что, извините, уважаемый Роджер, но я не соглашусь с Вами, что «…тут всё объяснено исчерпывающим образом».
— 6 дней назад
комментировать
3
Infiltrator
[86.1K]
1 неделю назад
На тела действует сумма сил. Вес, который определяется силой тяжести m*g — лишь одна из них. И вес вовсе не равен силе реакции опоры.
В случае с самолетом опорой становится воздух.
В случае с космонавтами, на них действует ускорение, возникающее из-за реакции опоры (кресла, в котором они сидят). Реакция опоры равна сумме веса и инерциальной силы m*a. Весят космонавты, все так же, m*g. Когда они попадают на орбиту, они все равно весят m*g1, где g1- это ускорение свободного падения на орбите. Но этот вес уравнивается центробежной силой инерции.
Не думаю, что вес нужно как-то по-другому определять, нежели как он уже определен.
А насчет принадлежности к физикам, то физики-теоретики уже динамику изучают постольку-поскольку. У них более глобальные идеи в головах, а динамика- давно пройденный этап. Увязывать волны гравитации с электрическим взаимодействием- это совсем не то же самое, что рассчитывать скорость падения пера в сосуде с откачанным воздухом.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить
2
simpl
[65.4K]
1 неделю назад
Уже был похожий вопрос, в котором автор задавался справедливо им, не всё так просто..
Схема объяснения Ньютона возникновении невесомости такова, проведём мысленный эксперимент: мы стреляем из пушки, например с углом возвышения ствола в 45 градусов, (при этом теоретическая дальность максимальна)..
Увеличивая всё время количество заряд пороха из опыта в опыт мы увеличиваем дальность и поскольку Земля имеет форму, близкую к шару (точнее к форме Земля — это геоид), то при определённом заряде снаряд, вылетевший из ствола не упадёт на поверхность Земли, но обогнув его будет летать вокруг земного шара, бесконечно падая на него..
А вся непонятность данного вопроса из поколения в поколения состоит в том, что непосредственно сила тяжести обычно не регистрируется, она обнаруживается через наличие силы реакции опоры.. Именно вес по Ньютону есть сила реакции опоры, при падении из-под ног космонавта уходит всё время пол, нет реакции опоры, значит невесомость..
Именно так и работают все пружинные весы (или тензорные-в электронных моделях): сила гравитации давит на поверхность, а по третьему закону Ньютона появляется сила реакции опоры, равная силе гравитации и уравновешивает её..
И здесь будет интересный эффект: на полюсах и на экваторе пружинные весы будут показывать разное значение, а вот рычажные — не будут, поскольку здесь сравнивается отношение груза и гирь..
Так что космонавт, летающий внутри корабля, находящегося на орбите будет находится в поле гравитации Земли, но поскольку он и пол корабля падают с одинаковым ускорением (вспомним опыты Галилея!), то космонавт не будет давить ногами на пол и не будет силы реакции опоры и значит налицо невесомость..
Подобное можно почувствовать например в идущем вниз лифте (это чувствуют даже внутренние органы в животе):)
А вот теперь самое интересное, вы не одиноки в своём сомнении!: такой же вопрос задавал себе Эйнштейн..
Почему же космонавт на орбите, находясь в гравитационном силовом поле его не чувствует??
Налицо противоречие: есть поле, но нет силы!!
Здесь ответ кроется в одном из фундаментальных принципах: равенстве инерционной и гравитационной масс! Это сделал ещё Ньютон, но при этом никак это не обосновал, если применить второй закон Ньютона к телу в гравитационном поле например Земли и приравнять ma=gmM/r^2, то ускорение свободного падения будет постоянно и зависит не от массы падающего тела, а от параметров планеты Земля (если не учитывать сопротивление воздуха и прочее)..
Это связано с тем, что мы приравняли гравитационную и инерционную массы!
И тогда Эйнштейн ввёл понятие эквивалентности гравитационной и инерционной масс и это был фундаментальный принцип ОТО!
Т.е. инерционная и гравитационная массы имеют разную природу, но они равны (сейчас в результате опытов доказано, что с большой степенью точности это так)..
И дальше следующий шаг: гравитационное и инерционное действие на тело не различимо принципиально!!
Это значит, что в тело, двигающееся с ускорением под действием внешних сил и тело, находящееся под воздействием гравитации ведут одинаково!
И тут по ОТО и есть объяснение невесомости: космонавт на орбите находится под воздействием инерции и гравитации, они уравновешиваются и это и есть невесомость..
Так что одно и то же явление в классической механике и ОТО объясняется по разному..
Далее Эйнштейн ввёл мысленный опыт с вращающимся твёрдым диском: если предположить, что диск вращается с субсветовой скоростью, то его периметр будет сокращаться (поскольку согласно СТО тела в направлении движения сокращаются), а вот в радиус диска будет не изменен!!!
Отсюда следует, что диск будет деформироваться наподобие кувшина..
И последний шаг: вращающийся диск испытывает ускорения, что локально эквивалентно гравитации..
Так что ваши сомнения в объяснении такого явления как невесомость не беспочвенны, просто вы всё время имели дело с классическим объяснением этого явления, но вот Эйнштейн также задавался вопросом относительно этого и основал ОТО!!
в избранное
ссылка
отблагодарить
Грустный Роджер
[194K]
"космонавт на орбите находится под воздействием инерции и гравитации, они уравновешиваются" — сомнительно…
Если две силы уравновешиваются, то тело должно двигаться по поямой, меж тем космонавты вместе со станцией двигаются по эллипсу. Это даже не говоря о том, что нет такой штуки — сила инерции. Инерция есть, а вот силы инерции — нету…
— 1 неделю назад
simpl
[65.4K]
Я написал два варианта: по Ньютону и Эйнштейну..
Читайте внимательно, ваше понимание в основном — ньютоновское..
Ньютоновой прямой в ОТО соответствует геодезическая линия, эллипс — некий её аналог..
Кроме того в ОТО вообще нет понятий сил, оно как некорректное оттуда исключено..
Есть например энергия-импульс..
В своём объяснении я упомянул силы для понятности, в реальности в ОТО сложнее..
— 1 неделю назад
Грустный Роджер
[194K]
Геодезическая в ОТО показывает, как распространяется луч света, а не то, как движется тело. Мне трудно себе представить свет, распространящийся по эллипсу в столь слабом поле тяготения, как, например, лунное.
Энергия-импульс в ОТО (и в СТО тоже) рассматривается постольку, поскольку в понятие "энергия" должна входить и энергия поля, через которое взаимодействуют объекты (то есть как раз то, что отсутствует в ньютоновской теории). Тензор энергии-импульса заменяет скорее импульс, чем силу.
— 1 неделю назад
simpl
[65.4K]
Нет, геодезическая линия в общем случае и есть аналог прямой в искривлённом пространстве..
Луч света — это всего лишь модель для лучшего понимания, точно также как и скорость света (именно в вакууме): предел скорости выражается не потому, что свет так быстро двигается, а потому, что он может в вакууме (sic!) разгоняться до предельной скорости и это совсем не значит, что ничто не может двигаться со скоростью более скорости света (ведь в среде свет двигается медленнее)..
— 1 неделю назад
simpl
[65.4K]
Если же хотитие подробнее изучить ОТО без всяких упрощений, то здесь на пальцах это не возможно..
Начинайте с основ: тензора Риччи и т.д..
А так есть капитальные монографии по этой теме, например Петров "Пространства Эйнштейна"..
— 1 неделю назад
Грустный Роджер
[194K]
Книжка Рашевского, проштудированная в студенчестве, канает за основы?
— 1 неделю назад
simpl
[65.4K]
Это в смысле "Введение в риманову геометрию и тензорный анализ"?
Для получения понимания математических основ пойдёт..
Но нужно осмыслить и вторую составляющую — физическую..
Полно освещается у Петрова..
— 1 неделю назад
Грустный Роджер
[194K]
"Луч света — это всего лишь модель для лучшего понимания" — по какой линии движется луч света? Ну-ка, продемонстрируйте глубину своего физического понимания…
— 1 неделю назад
simpl
[65.4K]
Желание троллить в сложных вопросах науки и техники не приемлю..
А так по простому, "на пальцах" объясню: как физически, именно физически согласно ньютоновой механике тела движутся по инерции по прямой? Откуда они "понимают" что такое прямая и как "отличают" от кривой? Какое же физическое явление наиболее приближалось в том понимании механики? Сначала представляли натянутую нить, как наиболее очевидную, потом — луч света..
Луч света как определитель "прямолинейности" тогда был выбран за эталон, ничто так не може прямо передвигаться, как луч света..
Потом оказалось, что и свет движется не по прямой, а по кривой — геодезической линии..
Так если автомобиль и движется по поверхности земли по прямой, то в глобальном смысле он движется по кривой той самой геодезической линии.. И вообще мы живём в мире не прямом, а кривом, та поверхность земного шара — та самая риманова поверхность, в которой не приемлемы законы (в глобальном смысле) евклидовой геометрии..
— 1 неделю назад
Грустный Роджер
[194K]
Нет. И это не троллинг — речь о сущностных понятиях.
Геодезическая — это фактически свойство пространства. Вот какое у нас пространство — такие в нём и линии. Если пропёрло — то евклидовое, и геодезические становятся прямыми. Не пропёрло — значит, придётся довольствоваться геодезическими.
И отличие автомобиля от света в том, что свет движется в соответствии со свойствами пространства, и **поэтому** движется по геодезической, а автомобиль может взаимодействовать с другими объектамии (дорогой) и поэтому движется как дорога идёт, а не по геодезической.
Геометрия пространства в ОТО хоть и является римановой, но всё ж отличается от геометрии Римана, описывающей сферу. И путать их не следует.
— 1 неделю назад
simpl
[65.4K]
Вот именно, геодезическая линия — это свойство пространства и именно от него зависит прохождение по нему луча, траектория других предметов..
А само пространство зависит от нахождения предметов..
Пример с дорогой есть некая аналогия и как всякая аналогия имеет свои пределы применения, в науке это часто применяется, если же начинать вникать в подробности, то никогда ничего не изучишь.. Аналогии и абстракции — важные инструменты в науке..
А какая геометрия пространства в ОТО — да всё опять зависит от распределения вещества, а его, это распределения никто не знает, есть только предположения.. Да хотя бы решение Фридмана, вот вам вариант, а есть и ещё решения со своими вариантами..
— 1 неделю назад
bk.ru
[7.3K]
Уважаемый Simpl, похоже Вы не дочитали до конца мой комментарий к вопросу. Ведь я не спрашиваю, что такое вес или невесомость, и как они появляются. Мне кажется, что я достаточно хорошо это знаю. Поэтому-то у меня и возник этот вопрос. В самом деле, в гравитационном поле ускоренное движение тела по вертикали приводит к изменению веса. Уже одно это обстоятельство указывает на то, что при ускоренном движении тела вес может возникать и в отсутствии поля тяготения. Так почему же в определении понятия «ВЕС» непременным условием для его возникновения указывается наличие поля тяжести? Ведь вес может возникать и в отсутствии этого поля. Поэтому-то я и спросил, не пора ли «навести порядок» в определении этого понятия.
— 1 неделю назад
Грустный Роджер
[194K]
Для возникновения веса наличие силы тяжести не является необходимым (жаль, что в комментариях нет выделения жирным шрифтом…). Залезьте в центрифугу, даже и в невесомости. Веса будет хоть завались, а силы тяжести может не быть вообще, если центрифуга между нами и Туманностью Андромеды.
Точно так же для невесомости не обязательно наличие "центробежный силы", и даже нет нужды крутиться вокруг Земли. Спрыгните с крыши. Невесомость будет, пусть и недолго, а вот вращения — не будет.
— 1 неделю назад
bk.ru
[7.3K]
Уважаемый Роджер, неужели же я настолько невразумительно высказываю свою мысль, что «окружающие» её не понимают. Ведь в Вашем последнем комментарии Вы повторили мою мысль, высказанную и в пояснении к вопросу и в комментарии к ответу Simpl. Повторю эту мысль еще раз: «…при ускоренном движении тела вес может возникать и в отсутствии поля тяготения. Так почему же в определении понятия «ВЕС» непременным условием для его возникновения указывается наличие поля тяжести?» По моему дилетантскому мнению в определении веса если и должно присутствовать упоминание силы тяжести, то лишь как частный случай. Но во всех трактовках веса именно влияние силы тяжести является определяющим. Таким образом, мне кажется, что определение понятия «ВЕС», требует сегодня корректировки.
— 6 дней назад
Грустный Роджер
[194K]
Чёрт… что ли и в самом деле невнятно сформулировано?
Тогда ещё раз: вес однозначно определяется по реакции опоры. Вызывается эта реакция чисто гравитационным тяготением, или же создаётся искусственно (центрифуга) — роли не играет. Что, замечу, как раз находится в замечательном соответствии с ОТО, по которой тяготение и "просто ускорение" экввалентны.
— 5 дней назад
simpl
[65.4K]
bk.ru [7.3K] вы очевидно плохо прочитали мой ответ..
Ещё раз уточню: в ОТО имеется утверждение, что действие силы тяжести и действие инерции эквивалентно..
Т.е. в для тела безразлично, если оно положим движется с ускорением в космосе с ускорением 8, 81 и если это тело будет покоится на поверхности планета Земля: сила реакции опоры будет одинакова..
Т.е. вес — это сила реакции опоры на суммарное действие сил инерции и гравитации..
Вы можете управлять весом с помощью ускорения в гравитационном поле массивного тела (например планеты Земля)..
— 5 дней назад
все комментарии (еще 11)
комментировать
1
Ира любительница длинных ответов
[8.4K]
1 неделю назад
Взвешивание производится на весах любого типа для определения веса объекта в состоянии почти абсолютного покоя на Земле. Другие варианты не рассматриваются. Космонавтов не сажают на весы в ракете, а просто пересчитывают их массу с учётом ускорения. На луне Марсе, и других планетах тоже не взвешивают, а просто пересчитывают массу, относительно притяжения небесного тела.
Вес, весы, взвешивание однокоренные слова и не рассматриваются с точки зрения свободного падения, ускорения или притяжения на других планетах. Вес продуктов может изменяться в сторону увеличения при впитывании воды или наоборот уменьшаться при усыхании. Вес твёрдых тел не увеличивается и не уменьшается при увеличении или уменьшении температуры. Изменяется их удельный вес и не более того.
Прыгающего мальчика на запад или на восток никто взвешивать не будет, для этого потребуются специальные измерительные приборы, а выглядит это глупо, достойно учёных Лапуты из романа Свифта.
При определении всяких нонсенсов типа невесомости или свободного падения слово "вес" не используется, а используется слово "масса", как физический термин. Точно так же и в формулах.
Если кто-то заявит, что при скорости приближающейся к скорости света вес стремится к бесконечности, я его тут же поправлю: "Не вес, а масса". Моё мнение вес — это эмпирическое определение и понятие, а масса физическое и рассчитывается по формуле "E=mc2", где буква "m", подразумевает массу, а не вес.
Вот таковы рассуждения дилетантки от физики.
в избранное
ссылка
отблагодарить
Грустный Роджер
[194K]
Ну отчего ж. Вес — тоже вполне себе физическое понятие. Просто вес — это другая физическая величина. Это сила, а не масса.
— 1 неделю назад
Ира любительница длинных от…
[8.4K]
Физики это категория населения с развитой логикой, но абстрактного (женского) мышления они лишены и не видят различия между эмпирическим понятием и физическими свойствами тела.
— 1 неделю назад
комментировать
1
Вова маленький
[72.8K]
4 часа назад
Поднятый вопрос свидетельствует о том, что дискуссия между физиками, начатая с 1960-х годов, какое определение давать весу, как силы, обусловленной действием силы тяжести или как определённой напрямую актом взвешивания, так ничем и не закончилась.
Существующее номинальное определение, увязанное с полем сил тяжести, из-за размытости её формулировки вносит невольное смешение понятия веса с понятием силы тяжести. И следствием каши в голове по причине правильно и неправильно усвоенных двух терминов из школьного курса физики становится нудное объяснение, чем отличается вес тела от силы тяжести.
Оно хорошо вписывается в инерциальную систему отсчёта, а для неинерциальной приходится добавлять ещё силу, возникающую от ускорения системы отсчета. Так объясняется, что вес из-за вращения Земли меньше у полюсов и больше на экваторе, при одной и той же силе тяжести, а невесомость на МКС появляется вследствие компенсации силы тяжести центробежной силой при вращении МКС. И, конечно в ракете, двигающейся в фазе ускорения с g=9,8 м/с^2, действие сил инерции ничем не отличается от воздействия массы тела на опору, находящуюся на Земле.
Возможно, что высоколобые физики не хотят давать более чёткого определения, потому что у них самих эти хитросплетения не вызывают затруднений, а сложность их понимания порождают хоть какой-то интерес к физике вне школьных стен.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить
0
ВладимирЪ
[69.5K]
1 неделю назад
Дело в том, что вес — это только сила. А масса — это более широкое физическое понятие, которое участвует и в таких понятиях, как вес. И как мера инерции тела в определении импульса движения. А также в понятиях кинетической и потенциальной энергии.
комментировать
в избранное
ссылка
отблагодарить