В чём разница между массой и весом?

Масса — это количество вещества в объекте, измеряется в килограммах и остаётся одинаковой повсюду. Вес — это гравитационная сила, действующая на эту массу, измеряется в ньютонах или фунт-силах и зависит от ускорения свободного падения. Человек массой 70 кг весит 687 Н на Земле, но лишь 113 Н на Луне.

Сколько бы я весил на Луне?

Вы бы весили примерно 1/6 (16,5%) от вашего земного веса. Поверхностная гравитация Луны составляет 1,62 м/с² по сравнению с 9,81 м/с² на Земле. Человек весом 68 кг (150 фунтов) на Земле весил бы на Луне около 11 кг (25 фунтов).

Почему космонавты испытывают невесомость?

Космонавты на орбите испытывают видимую невесомость, потому что находятся в состоянии непрерывного свободного падения к Земле. Космический корабль и всё внутри него падают вместе с одинаковым ускорением, поэтому между ними нет относительной силы. Они не за пределами земной гравитации — на высоте МКС гравитация составляет около 90% от поверхностной.

Гравитация и вес

Сила, которая удерживает нас на земле

Узнайте о гравитации

На Луне вы весите меньше, но ваша масса остаётся прежней. Вес — это сила, а именно сила гравитационного притяжения между вами и планетой или спутником, на котором вы находитесь. Понимание этой зависимости проясняет множество повседневных и научных концепций.

Масса и вес

Масса (измеряется в кг)

Количество вещества в объекте
Одинакова везде во Вселенной
Человек массой 70 кг имеет 70 кг массы на Земле, Луне или Марсе

Вес (измеряется в Н или lbf)

Сила гравитационного притяжения, действующая на объект
Зависит от местоположения (различное ускорение свободного падения)
Человек массой 70 кг весит 687 Н на Земле и 114 Н на Луне

Сравнение ускорения свободного падения

Местоположение	g (м/с²)	g (относительно Земли)	Человек 70 кг весит
Земля (уровень моря)	9,81	1,00	687 Н / 154 lbf
Луна	1,62	0,165	113 Н / 25 lbf
Марс	3,72	0,38	260 Н / 59 lbf
Юпитер	24,79	2,53	1 735 Н / 390 lbf
МКС (орбита)	~0	~0	~0 (микрогравитация)

Конвертировать единицы силы

Почему гравитация различается

Закон всемирного тяготения Ньютона

F = G × (m₁ × m₂) / r²

Сила гравитации зависит от:

Масс тел: более массивные тела притягиваются сильнее
Расстояния: сила убывает пропорционально квадрату расстояния

На планетах

Поверхностная гравитация зависит от:

Массы планеты: больше масса = сильнее гравитация
Радиуса планеты: больший радиус = поверхность дальше от центра

Юпитер очень массивен, но и очень велик, поэтому его поверхностная гравитация лишь в 2,5 раза больше земной.

Расчёт веса

На Земле

Человек массой 70 кг:

Вес = 70 кг × 9,81 м/с² = 686,7 Н
В фунт-силах: 686,7 ÷ 4,448 = 154,4 lbf

На Луне

Тот же человек массой 70 кг:

Вес = 70 кг × 1,62 м/с² = 113,4 Н
В фунт-силах: 113,4 ÷ 4,448 = 25,5 lbf

На Марсе

Тот же человек массой 70 кг:

Вес = 70 кг × 3,72 м/с² = 260,4 Н
В фунт-силах: 260,4 ÷ 4,448 = 58,5 lbf

Невесомость

Свободное падение

Космонавты на орбите не находятся за пределами земной гравитации — они находятся в состоянии непрерывного свободного падения. МКС и всё её содержимое падают к Земле вместе, создавая видимую невесомость (микрогравитацию).

Истинная невесомость

Истинная невесомость существует только на очень большом расстоянии от любой массы. Даже в глубоком космосе каждый объект создаёт гравитационное притяжение, хотя оно может быть неизмеримо малым.

Практическое применение

Весы и взвешивание

Большинство весов на самом деле измеряют силу (вес), а не массу. Пружинные весы, откалиброванные на Земле, будут показывать неверные значения на Луне — масса не изменилась, но вес стал другим.

Рычажные весы

Рычажные (равноплечие) весы сравнивают массы и работают правильно в любом месте, поскольку обе чаши испытывают одинаковое ускорение свободного падения.

Инженерия

Инженеры-строители обязаны рассчитывать гравитационные силы (вес) зданий, мостов и транспортных средств для обеспечения достаточной прочности конструкции.

Заключение

Вес — это гравитационная сила, действующая на объект, и рассчитывается как произведение массы на ускорение свободного падения (W = mg). Масса остаётся постоянной повсюду, а вес зависит от местоположения. На поверхности Земли g ≈ 9,81 м/с²; на Луне — примерно в 6 раз меньше. Понимание различия между массой и весом является фундаментальным для физики и инженерии.