Hmotnosť a tiaž
Hmotnosť
Hmotnosť je základnou vlastnosťou každého objektu a predstavuje množstvo hmoty obsiahnutej v objekte. Za normálnych podmienok je hmotnosť konštantná, nemenná veličina. Obvykle sa hmotnosť označuje písmenom m (alebo M) a meria sa v kilogramoch.
Tiaž
Tiaž objektu je jednotkou pre gravitačnú silu. Je definovaná ako w = mg, kde m je hmotnosť objektu a g je gravitačné zrýchlenie. Pretože hmotnosť je jednotkou pre silu, mernou jednotkou hmotnosti je Newton (1 N = 1 m kg/s2).
Aby bol rozdiel medzi hmotnosťou a tiažou jasnejší, poďme sa pozrieť na astronauta, ktorý smeruje na Mesiac. Keď bol astronaut stále na Zemi, jeho kolegovia zistili, že jeho hmotnosť bola 100 kg. Pri zemskom zrýchlení 9,8 m/s2 bude tiaž astronauta 980 N. Po pristátí astronauta na Mesiac bude jeho hmotnosť stále 100 kg, ale pri gravitačnom zrýchlení na mesiaci 1,6 m/s2 bude tiaž astronauta 162 N.
Ďalším významným rozdielom medzi tiažou a hmotnosťou je, že hmotnosť je tzv. skalárna veličina, pričom tiaž je vektor (to znamená, že hmotnosť má číselnú hodnotu, kým tiaž má číselnú hodnotu aj smer).
Obrázok 1: Voľný pád vs. beztiažový stav
Voľný pád vs. beztiažový stav
Teraz vysvetlíme ďalšie dva bežne používané termíny – voľný pád a beztiažový stav. Voľný pád je pohyb objektu JEDINE pod vplyvom gravitačnej sily. T. j. pri voľnom páde objekt nie je ovplyvnený žiadnymi ďalšími, inými silami.
Beztiažový stav je stav, pri ktorom objekt nie je ovplyvnený gravitačným poľom. To, čo bežní ľudia majú na mysli, keď hovoria o beztiaži (beztiažovom stave), je v skutočnosti pocit beztiaže a pozoruje sa počas voľného pádu. To, prečo je tomu tak je, že vtedy na ľudské telo nepôsobia žiadne ďalšie sily a ľudia majú pocit, že sú ľahší. V skutočnosti sa ich tiaž nezmenila, ale keďže gravitačnú silu necítiť tak silno ako tzv. kontaktné sily (normálna sila, trecia sila, ťahová sila a pod.), človek cíti tento pocit beztiaže.