Painovoima vs paino
Painovoima ja paino ovat kaksi käsitettä, jotka liittyvät fysiikan gravitaatiokenttäteoriaan. Nämä kaksi käsitettä tulkitaan usein väärin ja niitä käytetään väärässä yhteydessä. On elintärkeää saada parempi ja oikea ymmärrys painovoimasta ja painosta, jos haluaa menestyä tieteessä. Nämä kaksi ovat lähes samanlaisia käsitteitä, joita käytetään vaihtokelpoisesti. Näemme kuitenkin täällä, että painovoima ja paino eivät ole sama asia. Tässä artikkelissa aiomme keskustella siitä, mitä painovoima ja paino ovat, niiden peruskäsitteitä, sovelluksia, yhtäläisyyksiä ja lopuksi niiden eroja.
Painovoima
Painovoima on gravitaatiokentän yleinen nimi. Gravitaatiokenttä on käsite ja menetelmä minkä tahansa massan omaavan kohteen ympärillä tapahtuvien ilmiöiden laskemiseen ja selittämiseen. Gravitaatiokenttä määritellään minkä tahansa massan ympärille. Newtonin universaalin gravitaatiolain mukaan kaksi massaa M ja m, jotka on erotettu toisistaan äärellisellä etäisyydellä r, kohdistavat voiman F=G M m / r2 toisiinsa. Etäisyydellä r massasta r sijaitsevan pisteen gravitaatiokentän voimakkuus määritellään voimaksi massayksikköä kohti pisteeseen r; tätä kutsutaan yleisesti nimellä g, jossa g=GM/r2 Koska tiedämme F=ma ja F=GMm/r2, voimme katso, että a=GM/r2 Tämä tarkoittaa, että gravitaatiokentän intensiteetti ja painovoiman aiheuttama kiihtyvyys ovat samat. Gravitaatiokentän voimakkuus mitataan metreinä sekunnissa neliö.
Paino
Paino määritellään massaan kohdistuvaksi voimaksi, joka johtuu toisen kohteen painovoimakentästä. Koska paino on voima, se mitataan Newtoneissa. Termin "paino" päivittäistä käyttöä käytetään kuitenkin usein "massan" yhteydessä. Massan mittayksikkö on kilogramma, mutta päivittäisessä käytössä paino mitataan kiloissa. Tämä on väärintulkinta. Koska painon määritelmä on gravitaatiokentästä johtuva voima, se on yhtä suuri kuin massan ja painovoimakiihtyvyyden tulo kyseisessä pisteessä (W=m g). Mutta esineen massa on kiinteä arvo. Siksi sama kohde antaisi kaksi painoa eri korkeuksissa, koska painovoimakiihtyvyys on erilainen. Tämä selittää myös painottomuuden vapaassa pudotuksessa. Kehoon vaikuttaa painovoima, mutta staattista tilaa ei tasapainota. Siksi vapaa pudotus aiheuttaa painottomuuden tunteen.
Mitä eroa on painovoimalla ja painolla?
• Painovoima tai tarkemmin määritelty gravitaatiokenttä on käsite, jota käytetään kuvaamaan massan ympärillä tapahtuvia ilmiöitä, paino on painovoimasta johtuva voima.
• Painovoimakentän intensiteetti pisteessä on massan painovoimakiihtyvyys. Se ei riipu testimassasta. Esineen paino riippuu kohteesta ja painovoimakentästä.
• Paino on voima, joten se on vektori, kun taas painovoima on käsite. Kuitenkin gravitaatiokentän intensiteetti tietyssä kentässä on vektori, kun taas gravitaatiokentän intensiteetti avaruudessa on vektorikenttä.
