Váha na Saturnu: základy fyziky
Představme si, že bychom se na chvíli přestěhovali k Saturnu s naším přítelem a dvěma měřítky: moderní koupelnová váha a tradičnější dvouramenná váha. Pokud se oba dostaneme na to druhé, každý na jinou desku, váha visí na straně robustnějšího, stejně jako na Zemi. Zjevně se tedy nic nezměnilo. Je velmi odlišný od toho na Zemi. Proč ?
Hmotnost tělesa je hodnota gravitační síly působící na jeho hmotnost.
Hmotnost závisí pouze na kvalitě a množství hmoty, ze které je zkoumané tělo tvořeno.
Hmotnost je tedy stejná, ať jsme kdekoli, a proto je předmět těžší než jiný na Zemi stejný i na Saturnu. Váha, na druhou stranu - podléhající gravitační síle - je „proměnná entita:
Hmotnost (N) = hmotnost (Kg) gravitací (m / s2)
To, čemu běžně říkáme „váha“, je tedy síla (gravitace), s níž nás Země přitahuje k sobě.
Ale co je to gravitace? Je to jev, kdy se těla navzájem přitahují silou úměrnou jejich hmotnosti a nepřímo úměrnou druhé mocnině vzdálenosti, která je odděluje:
Gravitační síla = G (Newtonova konstanta) x první tělesná hmotnost x druhá hmotnost
_______________________________
(Vzdálenost mezi těly) 2
Protože je Země na pólech mírně zploštělá, vzdálenost mezi bodem na zemském povrchu a středem Země se liší podle toho, zda jste na rovníku (kde je větší) nebo na pólech (kde je menší ). z tohoto důvodu (je třeba vzít v úvahu také účinek rotace Země) vážíme více na pólech než na rovníku.
Na Zemi se gravitační síla rovná asi 9,81 m / s2 (1 g), zatímco na Saturnu, který má hmotnost o něco vyšší než Země, se gravitační síla rovná (1,065 g). Naše hmotnost na Saturnu je tedy 1,065krát menší než na Zemi.
UPOZORNĚNÍ: podle konvence vyjadřujeme hmotnost v kg místo v Newtonu (N), protože ve skutečnosti tuto sílu překládáme do jiné měrné jednotky, „kilogramové hmotnosti“ (kgp nebo jednoduše kg), což odpovídá přibližně 9,81 N (1 g). Proto na Zemi váží muž s hmotností 70 kg (70 * 9,81) 686,5 N nebo 70 kgp (686,5 / 9,81). Na Saturnu však stejný muž o hmotnosti 70 kg váží (70 * 10,45) 731,5 N nebo 74,57 kgp (731,5 / 9,81).
