A szabadon eső tárgynak miért nincs súlya?
Kérdező, a következtetésed rossz, mert a jó és rossz válaszok közül semmiféle támpontod (alátámasztásod) nem volt a választáshoz. Ez a gond azzal, ha egy fórum züllik. Nincs benne kapaszkodó, ami garantált.
Továbbá ez a gond azzal, ha olyasmit igyekszünk megérteni, ha a megértéshez sok más dolog értése szükséges, miközben az sincs meg. Egyébként pont azért utálod a fizikát, mert nem érted. Vizsgáld meg, minden mással is így vagy. Az ember alapvetően nem szeret tudatlan lenni. Más szavakkal, kíváncsi. És ha nem megy, megutálja (mert kell a megmagyarázás).
A test alaptermészete, hogy van tömege, ami csak rá jellemző, nem függ mástól (ennek nagy jelentősége van). Newton arra jött rá, hogy a tömeg (vagy test, ebben az értelemben mindegy, különben nem) erő hatására megváltoztatja állapotát. Csak éppen az erő ravasz dolog, szeretjük nem mindet észrevenni vagy keverni azt, hogy valamire hat, vagy a valami hat. Szóval egyszerű esetben a tömegre hat a gravitáció, ami erő, tehát az esik. Ha ez a tömeg egy tollpehely és a szél is fúj, akkor rá a szél ereje is hat, tehát a pehely nem esik, hanem szálldos. Azért teszi ezt, mert a légáram nem egyenletes, tehát hol ilyen, hol olyan erő hat rá.
Ha csak a gravitáció miatt hulló tömeg alá egy lapot teszel, ráesik, több dolog történet. Gyenge a tömeg belső összetartó ereje, a hirtelen megállást előidéző erő ennél nagyobb, ezért összetörik (a lap törését most hagyjuk, az egy másik eset). Ha a tömeg egy labda volt, a lap hatóereje (ami csak azért létezik, mert a tömeg ráesett) behorpasztja azt, de ettől a belső nyomóerő megnő, az visszarúgja a felületet. Ha pedig egy vasdarab volt, akkor némi esetleges pattogás után megáll. Mi történt? A tömeg esett, tehát mozgási energiája volt (az energiáról tudjuk, hogy nem vész el csak átalakul). Amikor ütközött, energiája egy részét a lapnak adta, az is meg ő is ettől deformálódott. Ha rugalmas test, akkor ettől megnő a belső feszültség, ami visszaállítja eredeti alakját (egy kis energia persze átadódik másnak, lapnak vagy környezetnek, de ezt szemmel nem vesszük észre). Egyszer csak a test áll a lapon, de hová lett a mozgási energiája? Átalakult helyzetivé, ami most a lapot nyomja. A lap meg visszanyom. Tehát a tömegre hat a gravitációs erő, meg a lap visszanyomó ereje, ezek eredője nulla, a tömeg meg íme, áll.
Mivel az ember eddig (néhány asztronautát leszámítva) csak a földet tapasztalta meg, megszokta, természetes számára, hogy a rá mindig ugyanakkora erővel ható gravitációt és ezáltal a testnek a földet vagy amin áll, azt a testet történő nyomása (fizikusan: nyomóereje, hétköznapiasan: nyomása) állandó a testre nézve. Az őskorban a cserkereskedelem hajnalán észrevették, hogy ha egy test szemre nagyobb, akkor ez a nyomás (például a lábon, ami alá került) nagyobb. Ezért ezt a tulajdonságot kiválóan hasznosítva egy normának tekintették és elnevezték súlynak. A testnek tehát van súlya, nyomja a földet (asztalt, bármit, amin áll).
Semmi gond nem volt ezzel mindaddig, míg a fizika nem fejlődött egy bizonyos szintre, és rá nem jöttek, hogy a tömeg sokféle energiával rendelkezhet, és amit csinál, nemcsak a gravitáció (tehát súly) miatt történhet. Ekkor vált el a tömeg és a súly fogalma. Mindkettő normál esetben egyértelműen a testet jellemzi. De ha más erőt is tekintünk, akkor megváltozik annak a testnek a súlya (amit a mérleg mér – érthető, hiszen mindig a testre ható erők eredőjét kell nézni).
Innentől a test egyértelmű jellemzőjének a tömeget tekintjük. Fizikában pedig a súlyt azért különböztetjük meg, mert az valójában erő. Ha mértékegységeket is bevezetünk, ki is számítható. És mivel a testre ható erők sokfélék, a súlyt meghagytuk speciálisan a testre ható gravitációs erő által keltett, és a testből eredő (a gravitációs erővel azonos nagyságú ellentétes irányú) erő jellemzésére. Ugyanakkor, a sokféleség egymásba átvihető, ezért bármelyiket használhatjuk definíciónak (a fizikában úgy mondjuk, ha van mondjuk 100 ekvivalens tulajdonság, mindegy, melyiket nevezzük ki definíciónak, mert a többi 99 levezethető belőle ugyanúgy. Ettől ekvivalensek). A sok zavar oka e sokféleség. De az eredeti mégis az volt, hogy a test speciálisan a földi gravitáció hatására bekövetkező nyomóerejét (egy másik testre való erőkifejtésének képességét) neveztük el súlynak. Mert ez a legtermészetesebb számunkra. Elég azt tudnunk, hogy bármely ekvivalens változata is nevezhető súlynak, csak, aki ezt nem tudja, félre fogja érteni.
Ebből következően az eredeti kérdésedre a pontos válasz: mert szabadon esik, ezáltal nincs mire erőt fejtsen ki. Amint alátámasztod, kapott valamit, amire hathat, így rögtön lett súlya. A test súlya a gravitáció miatt a testnek más (őt mozogni megakadályozó) testre való hatásának képessége. Ezért ugyanennek a testnek más lesz a súlya a földön, napon és holdon. Hiszen mindegyiknek más a gravitációs ereje, tehát a testre ható ereje, a súly meg ennek az ellenereje, ha van mire kifejteni.
És ezért félig jó sok válasz, és ezért találod zavarosnak némelyiket.
"keverni azt, hogy valamire hat, vagy a valami hat"
"eredeti kérdésedre a pontos válasz: mert szabadon esik, ezáltal nincs mire erőt fejtsen ki"
A saját magad által leírt hibát követted el. :))
A súlyerőt kétféleképpen lehet megfogalmazni, és a főkérdés is valójában erről szól: a súlyerő
- a gravitásció tér által a tömegre kifejtett m*g erő,
- gravitációs térben a tömeg által az alátámasztásra kifejtett m*g erő.
Tuképpen a kettő azonos, ha a test nyugalomban van. Ilyenkor a fenti (mindegy melyik) erő ellenereje lesz az alátámasztás által a testre kifejtett erő. Ilyenkor kiotják egymást, az erők eredője nulla.
Viszont ha nincs alátámasztás és a test gyorsul, akkor nincs ellenerő, csak a gravitációs erő hat a testre. Ez pontosan ugyanaz az erő, ami a fentebbi esetben az alátámasztást nyomta, nevezzük "súlyerőnek". A különbség annyi, hogy a test nem hat erővel más testre, és itt jön elő, hogy akkor mi mire hat, mert így a fenti két megfogalmazás már nem azonos erőt jelent.
"van az a fajta súlytalanság, amit a NASA űrkabinjaiban látunk. Mitől lenne súly a súlytalanságban"
Föld körüli pályán keringve is hat ránk a gravitáció, ilyenkor ez az a centripetális erő, ami meggátolja, hogy kirepüljünk a Naprendszerből. Aztán hogy a centripetális erő azonos-e a súlyerővel... ez már kicsit tényleg erőltetettnek tűnik, de valójában ugyanazon erőnek két neve.
** "ugyanazon erőnek két neve"
..Mármint gravitációs orbitális pályán.
Ajjaj, teljes a káosz.
A műholdra ható centripetális erő az a Föld gravitációs ereje.
"A műholdra ható centripetális erő az a Föld gravitációs ereje"
És a párkányon lévő muskátlis cserépre mi hat? :)
Azt hiszem, meg kellene kísérelni(!) "tiszta vizet önteni a pohárba".
Volt(!) egy kérdés: "A szabadon eső tárgynak miért nincs súlya?"
Először vizsgáljuk meg a kérdés igazságát. Valóban nincs súlya a szabadon(!) eső tárgynak? Mije nincs? Súlya?
És mi az a "tömeg"? Az is megszűnik? Nem? És mi az a "súly"? Összefügg-e a "tömeggel"? És ha igen hogyan? Egyenlő vele? Hogyan egyenlő? Elnevezésben?
No akkor...Mi is a súly?
"Az a szó, hogy „súly” az erővel azonos természetű fizikai mennyiséget jelöl: egy test súlya a tömegének és a gravitációs gyorsulásnak a szorzata. A szabványos súly a test tömegének és a nehézségi gyorsulás konvencionális valódi értékének szorzata."
Ez a definíciója. De nézzük közelebbről:
Mit mond? "Egy test súlya tehát a testnek nem valamiféle "fix, belső, hozzá szorosan rögzített" tulajdonsága (mint amilyen a test tömege), hanem a súly a körülmények, a környezet függvénye is."
De menjünk tovább:
"A súly fogalma alatt sok országban a testre ható nehézségi erőt (vagy még egyszerűbben a testre ható gravitációs erőt) értik. Magyarországon a súly definciója az 1960-as évek óta ettől eltér: a súly az az erő, amivel a test nyomja az alátámasztását és/vagy húzza a felfüggesztését."
Úgy látom itt Magyarországon is sokan vannak akik az első mondat igazát erősítik. (Ezért is(!) parttalan a vita. Persze a meg nem értésből fakadó csúsztatások is komoly szerepet játszanak... :)
De tessék itt az egész:
Értően olvasva - azt hiszem - tiszta víz kerül a pohárba.
A tömeg már kissé bonyolultabb, ha a "mélyére ásunk". És tulajdonképpen nem is tartozik szorosan a kérdéshez. De a "súlyos tömeg, és a tehetetlen tömeg összefüggésében belekeveredik az ilyenfajta kérdésekbe:"A szabadon eső tárgynak miért nincs súlya?"
" A dinamika alapegyenletében szereplő tömeget tehetetlen tömegnek, míg a tömegvonzás mértékére jellemző mennyiséget súlyos tömegnek nevezzük.
Az, hogy a tehetetlen tömeg arányos, illetve a már megválasztott mértékrendszerben egyenlő a súlyos tömeggel, egyáltalán nem magától értetődő, hanem kísérletileg igazolandó állítás."
Ez persze csak egy kicsi része a "tömeggel" kapcsolatos dolgoknak, és nem teljes válasz a "mi a tömeg" kérdésre. De még egy "adalék":
De mit ír a Wikipédia a "tömegről"? Pl.:
"Szigorúan véve három különböző dolgot neveznek tömegnek:
A tehetetlen tömeg a test tehetetlenségének mértéke: a rá ható erő mozgásállapot változtató hatásával szembeni ellenállás. A kis tehetetlen tömegű test sokkal gyorsabban változtatja mozgásállapotát, mint a nagy tehetetlen tömegű.
A passzív gravitáló tömeg a test és a gravitációs tér kölcsönhatásának mértéke. Azonos gravitációs térben a kisebb passzív gravitáló tömegű testre kisebb erő hat, mint a nagyobbra. (Ezt az erőt nevezik a test súlyának. Gyakran a hétköznapi értelemben a „súlyt” és a „tömeget” szinonimaként használják, mert a gravitációs tér nagyjából állandó nagyságú az egész Föld felszínén. A fizikában a kettőt megkülönböztetjük: egy testnek nagyobb lesz a súlya, ha erősebb gravitációs térbe helyezzük, de a passzív gravitáló tömege változatlan.)
Az aktív gravitáló tömeg a test által létrehozott gravitációs tér erősségének a mértéke. Például a Hold gyengébb gravitációs teret hoz létre, mint a Föld, mert a Holdnak kisebb az aktív gravitáló tömege.
A fizikától eltérően a hétköznapi nyelvhasználat a „tömeg” – mint mérték – helyett általában a „súly” kifejezést használja."
És végül hallgassuk meg Dávid Gyulát is:
https://www.youtube.com/watch?v=9cPZOXmu5pA
dellfil
Ps.:Igen, tudom, a posztom 2/3-a offnak számít. :)
Választ ugyan most sem kaptunk, de legalább tudjuk, hogy miért. :))
Egyébként delfill kb. azt írta, mint én feljebb, csak diplomatikusabban kerülte az állásfoglalást. :)
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2025, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!