As pessoas que observam seu peso podem alegar que as balanças não mentem, mas o que elas dizem a uma pessoa é, no mínimo, um nome impróprio. O peso, em termos físicos, é na verdade uma força
: a força da gravidade agindo sobre uma massa. A unidade de força do SI é Newtons (N). Massa, por outro lado, é uma medida da quantidade de matéria em um objeto. A unidade de massa SI é o quilograma (kg).

Então, o que a balança realmente deve exibir para uma pessoa que busca seu peso é um valor em Newtons
. Para os discernentes estudantes de física que desejam se aproximar disso; no entanto, o seguinte funciona: Apenas multiplique os quilos que a balança dá por 10 (ou os quilos por 4,5).
Qual é a diferença entre massa e peso?

Em poucas palavras, a principal diferença entre massa e peso é que massa é uma propriedade fundamental de um objeto e peso não é. A massa não muda, não importa onde um objeto esteja localizado até que a matéria seja adicionada ou subtraída dele. Um elefante de 2.300 kg é 2.300 kg no planeta Terra, na lua e no meio do espaço.

O peso, por outro lado, depende da localização, pois a força gravitacional que atua na massa é diferente em diferentes locais. . Um elefante de 2.300 kg tem um peso de aproximadamente 23.000 N na superfície da Terra, mas apenas cerca de um sexto desse peso na lua e, se o elefante foi depositado no espaço profundo, longe da influência de qualquer gravitacional campo, ele não teria peso.

Outra distinção importante entre massa e peso que se segue de suas definições é que massa é um valor escalar , pois não há direção associada a um valor em quilogramas, enquanto o peso é um vetor de força .
O peso de um objeto é sempre direcionado da mesma forma que a gravidade o puxa.

Massa tecnicamente é uma medida quantitativa da inércia de um objeto, ou "its resistance to motion.", 3, [[Quanto mais maciço um objeto, menos ele é afetado pelas forças que atuam nele.
Peso: força da gravidade

Como qualquer força, o peso pode ser calculado usando a equação da força gravitacional:

F _{grav \u003d mg}

Onde g
é a aceleração devido à gravidade perto da superfície da Terra: g \u003d
9,8 m /s ^{2. Qualquer objeto jogado em qualquer lugar do planeta cai em direção ao centro da Terra a uma taxa cada vez maior: 9,8 m /s mais rápido a cada segundo que o segundo anterior.}

Esta fórmula explica por que multiplicar a massa em kg por 10 ( ou em libras por 4,5, para explicar a primeira conversão para a unidade SI de kg) fornece uma rápida aproximação do peso "real" de uma pessoa.

Em outras partes do universo, o valor de g
é diferente, pois a aceleração devido à gravidade é resultado do campo gravitacional local de um grande corpo. No pequeno planeta Mercúrio, por exemplo, g
é de apenas 3,7 m /s ^{2. Como isso representa apenas 38% dos g na Terra, qualquer coisa em Mercúrio pesa apenas 38% do que faz na Terra.
Peso Aparente}

Como definição estrita, o objeto peso no mesmo campo gravitacional não muda. Se uma pessoa está subindo ou descendo no elevador, o mesmo g
está acelerando o mesmo m
, então F _{grav
, ou peso, será seja o mesmo.}

Na realidade, existem pequenas diferenças no valor de g
em locais diferentes ao redor de um corpo grande, como no Pólo Norte versus o Equador na Terra ou em o interior versus na superfície do sol. Mas aproximar um valor constante para todos os lugares em um campo gravitacional geralmente é suficiente para estudantes de física.

Dito isso, os observadores de elevadores podem ter notado que às vezes se sentem mais pesados ou mais leves que o normal em diferentes pontos no passeio. Seus pesos aparentes estão mudando porque seus corpos têm inércia, ou eles resistem a mudanças de movimento.
Quando um elevador começa a subir, seus corpos estão imóveis e resistindo ao movimento. para cima, fazendo com que se sintam mais pesados por um momento, até que se ajustem ao movimento. O inverso é verdadeiro por um momento em que o elevador começa a descer. No entanto, em nenhum momento o peso real e a mudança da pessoa.
Balanças em um elevador acelerador

E a leitura da balança para as mesmas pessoas subindo e descendo o elevador? Aqui, novamente, a balança pode parecer mentir, mas desta vez não apenas com um nome impróprio.

A balança opera medindo a força líquida que atua sobre ela. Quando ainda está no chão do banheiro, toda a força líquida na balança é proveniente da força da gravidade, puxando o corpo para baixo na balança. Mas em um elevador em aceleração, quando o elevador começa a acelerar ou a desacelerar, a aceleração total da massa na balança não é apenas de g
, mas também do movimento do elevador .

Se o elevador estiver acelerando para cima na direção oposta de g
, a aceleração líquida será ligeiramente menor que g
, resultando em uma força líquida ligeiramente menor ( desde F _{net \u003d ma
e assumindo que a aceleração do elevador seja menor em magnitude que g
). A balança exibirá, portanto, um número menor do que quando está parado. Por outro lado, ao acelerar para baixo, há aceleração adicional na direção de g, resultando em uma força líquida maior na escala e exibirá um número maior.}

Observe que isso só é verdade quando o elevador está acelerando. A uma velocidade constante para cima ou para baixo (o que a maioria dos passageiros pode esperar!), A aceleração líquida e, portanto, a força líquida não diferem da escala que não está se movendo no chão do banheiro.
Escalas em um declive

Outra maneira fácil de "perder peso" instantaneamente é colocar uma balança em uma inclinação, em vez de no chão. Desenhar um diagrama de corpo livre das forças na balança e entender como a balança funciona, revela por que isso é verdade.

Novamente, a balança funciona registrando a força da gravidade que atua sobre ela na direção descendente da balança. . A força da gravidade é sempre direcionada para o centro da Terra. Quando a balança é plana no chão do banheiro, ela fica diretamente para baixo a 90 graus.

Quando a balança é inclinada, por exemplo, sentada em uma rampa a 20 graus, a força da gravidade é não mais perpendicular à escala
. Resolver a força da gravidade em seus componentes revela que o componente perpendicular, aquele que vai direto para a balança e, portanto, serve como fonte da leitura da balança, é menor que a força total da gravidade. Assim, a balança exibe um número menor quando inclinada do que quando plana no chão.
Por que saber a diferença entre massa e peso?
Massa e peso não são intercambiáveis na física! Muitas equações e conceitos dependem da massa de um objeto ou da massa de vários objetos. O peso é apenas um conceito útil nas situações da física newtoniana, como analisar forças nas situações descritas aqui.